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船舶智能避碰决策与仿真评估

共计 30 章节
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01
课程导入与船舶避碰问题界定
智能避碰决策与仿真评估的总体目标 · 核心挑战 · 课程路线图与学习成果
课程导入船舶避碰问题界定
02
船舶运动数学模型基础
三自由度与六自由度模型 · 水动力导数 · 操纵性指数
船舶运动数学模型…三自由度
03
国际海上避碰规则（COLREGs）关键条款解析
瞭望 · 安全航速 · 碰撞危险判断
COLREGs国际海上避碰规则
04
船舶领域与碰撞危险度模型
领域模型分类 · DCPA/TCPA计算 · 模糊与概率危险度评估
船舶领域碰撞危险度模型
05
会遇态势识别与分类
交叉 · 对遇 · 追越的几何判定
会遇态势识别分类
06
船舶智能避碰决策系统架构设计
感知—决策—控制分层 · 模块接口 · 实时性约束与安全冗余设计
船舶智能避碰决策…感知
07
基于规则推理的避碰决策方法
产生式规则 · 决策表 · COLREGs条款形式化
基于规则推理的避…产生式规则
08
基于图搜索的路径规划避碰方法
A* · Dijkstra · 状态栅格
基于图搜索的路径…A*
09
基于采样的避碰路径规划
RRT · RRT* · PRM在动态障碍与船舶运动约束下的应…
基于采样的避碰路…RRT
10
基于优化理论的避碰决策
模型预测控制（MPC） · 滚动时域优化 · 约束建模与求解器选型实践
基于优化理论的避…MPC
11
基于人工智能的避碰决策方法
深度强化学习 · 模仿学习 · 神经网络决策模型的设计
基于人工智能的避…深度强化学习
12
多船协同避碰决策
分布式与集中式协同框架 · 冲突消解 · 通信约束与编队避碰策略
多船协同避碰决策分布式
13
避碰决策中的不确定性处理
传感器噪声 · 目标运动预测误差 · 贝叶斯滤波与鲁棒决策方法
避碰决策不确定性处理
14
船舶操纵性与避碰可行性校验
回转圈 · 停船距离 · 变速能力对避碰时机与幅度的约束分析
船舶操纵性避碰可行性校验
15
避碰决策仿真评估总体框架
评估指标体系 · 仿真实验设计 · 基准场景库与可重复性要求
避碰决策仿真评估…评估指标体系
16
船舶避碰仿真环境搭建
仿真平台选型 · 船舶模型集成 · 环境要素（风浪流
船舶避碰仿真环境…仿真平台选型
17
典型会遇场景仿真实验设计
单船对遇 · 交叉 · 追越
典型会遇场景仿真…单船对遇
18
避碰决策安全性评估指标
最小会遇距离 · 碰撞概率 · 违反COLREGs次数
避碰决策安全性评…最小会遇距离
19
避碰决策效率与舒适性评估
路径长度 · 航行时间 · 能耗
避碰决策效率舒适性评估
20
避碰决策鲁棒性与泛化能力评估
参数摄动 · 目标行为不确定性 · 传感器故障注入与蒙特卡洛评估方法
避碰决策鲁棒性泛化能力评估
21
仿真评估中的COLREGs符合性验证
条款映射检查表 · 行动时机与幅度合规性自动判定 · 违规案例回溯分析
COLREGs仿真评估
22
基于真实AIS数据的场景复现与评估
数据清洗 · 轨迹重构 · 会遇事件提取
AIS基于真实
23
避碰决策算法的对比实验与统计分析
基线算法选择 · 重复实验设计 · 显著性检验与结果可视化
避碰决策算法的对…统计分析
24
硬件在环与快速原型验证
船舶模拟器接入 · 实时性测试 · 人机交互界面评估与操作员在环实验
硬件快速原型验证
25
避碰决策系统的失效模式与安全评估
故障树分析 · 危险场景压力测试 · 安全边界确定与降级策略
避碰决策系统的失…安全评估
26
智能避碰决策的可解释性与人机信任
决策依据可视化 · 规则触发解释 · 操作员信任度评估方法
智能避碰决策的可…人机信任
27
面向工程实施的避碰决策系统集成
传感器融合接口 · 决策输出到控制执行的链路 · 实船部署约束与验证流程
面向工程实施的避…传感器融合接口
28
复杂环境下的避碰决策实战
狭水道 · 密集交通 · 能见度不良
复杂环境下的避碰…狭水道
29
避碰决策仿真评估报告撰写与结果解读
评估方案设计 · 指标计算 · 结论提炼与改进建议的规范化表达
避碰决策仿真评估…结果解读
30
课程综合实战与前沿展望
完整避碰决策与仿真评估项目实战 · 当前技术瓶颈 · 规则演进与未来研究方向
课程综合实战前沿展望