关键词:
交通安全
海上风电场
路径规划
A*算法
运维船舶
摘要:
针对传统A*算法应用于海上风电场运维船舶路径规划时未考虑动态障碍物、水流和穿越航道等因素的问题,提出考虑航行风险、航向角约束和路径平滑的路径规划方法.在使用栅格法构建海上风电场水域环境地图的基础上,引入权重系数改变估计代价值在A*算法总代价函数中的比例,达到平衡启发式信息强度和缩短寻路时间的目的,并通过考虑含水流的障碍物风险改进A*算法的实际代价函数,提升规划路径安全性.同时在A*算法中考虑航向角约束以减少遍历节点总数,将八邻域搜索设定为符合路径走向的 3 个相邻节点,提取各拐点并进行通视性检查以删除路径中的冗余拐点,使用均匀B样条曲线得到平滑的规划路径.以东海大桥5 号、6 号风电场水域为例,建立涨潮路径规划场景,运维船舶需通过9 个风机以完成运维任务;利用 4 个指标(路径长度、路径总风险值、遍历节点总数、拐点总数)对规划路径进行评价,以此验证改进A*算法的有效性.仿真结果表明:在涨潮场景中,改进的A*算法规划路径平滑性提升了77.69%,规划路径总风险值降低了52.83%,遍历节点总数降低了30.58%,但改进的A*算法规划路径比传统A*算法规划路径长252.89 m.