基于雙延遲深度確定性策略梯度的船舶自主避碰方法*

劉 釗 周壯壯 張明陽 劉敬賢▲

（1.武漢理工大學航運學院 武漢 430063；2.武漢理工大學內河航運技術湖北省重點實驗室 武漢 430063；3.武漢理工大學國家水運安全工程技術研究中心 武漢 430063；4.阿爾托大學工程學院機械工程系 芬蘭艾斯堡 20110）

0 引 言

船舶作為水路運輸的主體，是國家綜合立體交通網的重要構成要素，其智能化已然成為了水運發展的必然趨勢。《全球海洋技術趨勢2030》《智能航運發展指導意見》《中國制造2025》《智能船舶發展行動計劃（2019—2021）》和《交通強國建設綱要》等重要文件已明確指出：智能船舶是未來重要科技創新的新領域，人工智能、現代信息等高科技技術應用于航運業也是未來發展的必然趨勢。自主避碰技術是船舶智能化發展面臨的關鍵科學問題[1]，其研究受到各國學者的關注。

Lyu 等[2]通過將本船周圍劃分為4 個區域，并在每個區域設置不同的斥力勢場函數，實現在多物標場景下及來船不協調行動時的安全避碰，但該方法航向變化波動較大，在部分場景下不滿足大角度避讓的要求。黃立文等[3]通過分析船舶會遇過程，結合船舶領域量化碰撞危險，并運用速度障礙法求解船舶在特定會遇態勢下的動態避碰操縱區間，但是該方法假定1 次避讓行動就能讓清所有船舶，沒有對整個避碰過程求解操縱區間。丁志國等[4]利用模糊理論評估船舶碰撞危險，結合《1972年國際海上避碰規則》（Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea 1972，COLREGs，以下簡稱《避碰規則》），對典型會遇場景進行仿真，實現在未知環境下2 船之間的安全避碰，但該方法未考慮多船避讓問題。……