Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu phát triển thuật toán định tuyến hành trình tàu thủy nhằm tối thiểu hóa nhiên liệu tiêu thụ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu phát triển thuật toán định tuyến hành trình tàu thủy nhằm tối thiểu hóa nhiên liệu tiêu thụ" trình bày các nội dung: Nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng theo phương pháp HIL; Nghiên cứu xây dựng thuật toán tìm tuyến đường tối thiểu hóa nhiên liệu ứng dụng mạng nơ-ron và thuật toán tìm kiếm A*; Thử nghiệm thuật toán đề xuất và đánh giá kết quả.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu phát triển thuật toán định tuyến hành trình tàu thủy nhằm tối thiểu hóa nhiên liệu tiêu thụBỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM ĐOÀN HỮU KHÁNHNGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN HÀNH TRÌNH TÀU THUỶ NHẰM TỐI THIỂU HÓA NHIÊN LIỆU TIÊU THỤ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HẢI PHÒNG - 2024 MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................iLỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... iiMỤC LỤC .................................................................................................................... iiiDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ......................................................................................viDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... viiiDANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................ixMỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của luận án .................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .....................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...........................................................................3 6. Những điểm đóng góp mới .................................................................................4 7. Kết cấu của luận án ............................................................................................4CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN ..............................................................6 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới liên quan đến luận án ..........................6 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến luận án ..........................12 1.3. Nhận xét chung ..............................................................................................12 1.4. Đề xuất hướng nghiên cứu ............................................................................14 1.5. Kết luận chương 1..........................................................................................16CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG THEOPHƯƠNG PHÁP HIL .................................................................................................17 2.1. Tổng quan về mô hình mô phỏng theo phương pháp HIL ........................17 2.2. Đề xuất cấu trúc mô hình mô phỏng HIL ...................................................18 2.3. Xây dựng mô hình động lực học tàu trong môi trường 3D .......................19 2.3.1. Mô hình toán của tàu và nhiễu môi trường .................................................19 2.3.2. Xây dựng mô hình tàu trong môi trường 3D sử dụng phần mềm Unity .....25 2.3.3. Xây dựng sóng biển.....................................................................................28 2.3.4. Xây dựng các mô-đun phần mềm ...............................................................29 2.3.5. Thử nghiệm mô hình động lực học tàu đã xây dựng ..................................30 iii 2.4. Xây dựng mô hình tính toán nhiên liệu tiêu thụ theo thời gian thực .......35 2.4.1. Giới thiệu chung ..........................................................................................35 2.4.2. Phương pháp xây dựng mô hình tính toán nhiên liệu đề xuất ....................36 2.4.3. Xây dựng mô hình tính toán nhiên liệu cho tàu The Prosperity .................41 2.4.4. Kiểm chứng mô hình đã xây dựng ..............................................................43 2.5. Xây dựng bộ điều khiển quỹ đạo..................................................................46 2.5.1. Xây dựng cấu trúc điều khiển .....................................................................46 2.5.2. Xây dựng bộ điều khiển quỹ đạo ................................................................47 2.6. Xây dựng mô hình mô phỏng theo phương pháp HIL ..............................50 2.6.1. Thiết kế, xây dựng mô hình ........................................................................50 2.6.2. Thử nghiệm mô hình đã xây dựng ..............................................................52 2.7. Kết luận chương 2..........................................................................................55CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN HÀNHTRÌNH TÀU THỦY NHẰM TỐI THIỂU HÓA NHIÊN LIỆU TIÊU THỤ ........56 3.1. Xây dựng mô hình dự báo nhiên liệu tiêu thụ và thời gian hành trình ....56 3.1.1. Giới thiệu chung về mạng nơ-ron ...............................................................56 3.1.2. Mạng nơ-ron truyền thẳng MLP .................................................................57 3.1.3. Xây dựng bộ dữ liệu ....................................................................................58 3.1.4. Xây dựng mô hình dự báo nhiên liệu tiêu thụ và thời gian hành trình .......62 3.1.5. Thử nghiệm, lựa chọn mô hình và đánh giá kết quả ...................................64 3.2. Giới thiệu một số thuật toán tìm kiếm đường đi tr ...