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基于改进神经网络的船舶姿态准确预报技术
王志娟,魏宏昌
(石家庄信息工程职业学院,河北 石家庄 050035)
摘 要: 为了有效解决当前船舶姿态预测准确性问题,结合当前船舶姿态数据特征,改进传统神经网络并以
此为基础建立新型船舶姿态预报技术。重构神经网络格式特征区,添加脉冲输出和神经网络数据放大和衰减参数
量,构建耦合神经网络作为主要计算网络,结合达尔文进化算法和传统遗传算法特征,构建交叉概率算法,顶替传
统经验算法获取放大衰减真实值,通过PC端数据传输和样本导入,实现船舶姿态准确预测。仿真实验数据表明,
改进后的神经网络船舶姿态预报技术对于船舶横纵斜度的预测均提高30%以上,达到了提高船舶姿态预测准确度的
目标。
关键词:神经网络;姿态预测;遗传算法
中图分类号:TP272 文献标识码:A
文章编号: 1672 – 7649(2019)6A – 0037 – 03 doi:10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.6A.013
The accurate prediction technology of ship attitude based on improved neural network
WANG Zhi-juan, WEI Hong-chang
(Shijiazhuang Information Engineering Vocational College, Shijiazhuang 050035, China)
Abstract: In order to effectively solve the problem of the accuracy of the current ship attitude prediction, combining
with the current ship attitude data characteristics, the traditional neural network was improved and a new type of ship atti-
tude prediction technology was established based on this. Reconstructing neural network format feature area, adding pulse
output data and the number of amplification and attenuation, the neural network and the construction of coupling neural net-
work as the main computing network, combined with the feature of Darwinian evolution algorithm and traditional genetic al-
gorithm, build crossover probability algorithm, replace traditional experience algorithm for amplification attenuation real
value, through the PC sample data transfer and import, to realize attitude accurately forecast of the ship. The simulation res-
ults show that the improved neural network ship attitude prediction technology can improve the prediction of ship attitude by
more than 30%.
Key words: neural network;attitude prediction;genetic algorithm
0 引 言
船舶航行过程中,对船舶姿态和对应指向环境具
有十分严苛的标准。只有高契合度的船舶姿态和航路
指向,才能保证船舶航行的安全性。所以在日常船舶
航行过程中,船舶控制台需要对当前船舶航行数据进
行实时采集,并以此为根据对船舶未来航行姿态进行
不断预测和调整。目前船舶姿态的预报一般需要首先
根据对应统计理论进行数据建模,统计方法多采用数
据回执策略,然后进行数据模拟,达到姿态预报的目
的。不过随着现代船舶航行理念和数据环境的改变,
这种单纯依靠数据统计的船舶姿态预测方法已经难以
继续满足使用需要。神经网络是一种类似人脑机运行
原理的统计运算机制。相比较单纯的数据统计,神经
网络依靠线性分类可以建立多个层级的输入和输出样
本,以此生成判断层和多层网络,进行更准确的数据
收集和分析,是现代统计主流媒介。为了获取更高精
度的姿态预报结果,设计对神经网络进一步改进为
耦合神经网络,并以此为基础设计船舶姿态预报
技术
[1]
。
第41 卷 第 6A 期 舰 船 科 学 技 术
Vol. 41, No. 6A
2019 年 6 月 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Jun. , 2019
收稿日期: 2019 – 04 – 01
作者简介: 王志娟(1978 – ),女,工程硕士,信息系统项目管理师,研究方向为软件技术。
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