1. 本选题研究的目的及意义
船舶虚拟力场（ArtificialPotentialField，APF）作为一种智能化的路径规划和避障方法，近年来在船舶导航、避碰和海上交通管理等领域展现出巨大的应用潜力。
尤其是在日益繁忙的航运环境下，船舶虚拟力场技术能够有效提升船舶航行的安全性、效率和智能化水平，因此对其进行深入研究具有重要的理论价值和现实意义。
1. 研究目的
2. 本选题国内外研究状况综述
船舶虚拟力场技术是近年来海上智能交通领域的研究热点之一，国内外学者对其进行了大量的研究和探索，取得了一系列重要成果。
1. 国内研究现状
国内学者在船舶虚拟力场领域的研究起步相对较晚，但近年来取得了快速发展。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、模型构建、仿真实验和案例分析等方法，逐步深入地开展研究工作。
首先，将进行文献调研，系统地梳理国内外关于船舶虚拟力场的研究现状、最新进展和存在问题，为本研究提供理论基础和参考依据。
其次，将结合船舶运动学和动力学模型，分析船舶在不同航行状态下的运动特性，并考虑风、浪、流等环境因素的影响，构建适用于不同场景的船舶虚拟力场模型。
5. 研究的创新点
本研究致力于在船舶虚拟力场领域进行深入探索，预期将取得以下创新性成果：
1.提出一种基于多因素融合的船舶虚拟力场模型:综合考虑船舶操纵性、海上环境、交通流密度等多因素的影响，构建更加贴近实际航行环境的船舶虚拟力场模型，提高模型的准确性和适应性。
2.研究基于改进型虚拟力场的船舶避碰和航线规划策略:针对传统虚拟力场方法存在的局部最小值问题和计算效率问题，研究基于改进型虚拟力场的船舶避碰和航线规划策略，例如引入动态调整斥力系数、多目标优化算法等，以提高算法的效率和鲁棒性。
3.探索船舶虚拟力场在海上交通管理中的应用:将船舶虚拟力场技术应用于海上交通安全管理和船舶交通流控制，例如设计基于虚拟力场的船舶交通流疏导策略、港口船舶调度策略等，以提高海上交通安全性和港口航运效率。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 谭世明,孙才新,王浩,等.基于改进人工势场法的欠驱动水面船舶路径规划[J].华中科技大学学报(自然科学版),2020,48(09):6-12.
[2] 彭周华,李铁成,张力行,等.基于航行风险评估的自适应船舶避碰虚拟力场[J].船舶力学,2021,25(10):1295-1306.
[3] 张晓杰,黄志强,李帅.基于改进人工势场法的USV航迹规划[J].舰船科学技术,2021,43(18):147-152,160.
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