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龍圖騰網(wǎng)獲悉哈爾濱船舶鍋爐渦輪機(jī)研究所(中國船舶集團(tuán)有限公司第七0三研究所)申請(qǐng)的專利基于機(jī)器學(xué)習(xí)的艦船控制輔助方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120462599B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202510972410.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：B63B79/40；該發(fā)明授權(quán)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的艦船控制輔助方法是由閆昌盛;王元龍;鄒斐;馬亮;王琳;王巖;張磊;楊健;毛冬巖;張震宇;徐廣野設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-07-15向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本基于機(jī)器學(xué)習(xí)的艦船控制輔助方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的艦船控制輔助方法，涉及艦船智能控制技術(shù)領(lǐng)域，方法包括艦船數(shù)據(jù)采集、燃油能耗預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)航速規(guī)劃和節(jié)能反饋控制。本發(fā)明采用結(jié)合多模態(tài)與擾動(dòng)自適應(yīng)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行燃油能耗預(yù)測(cè)，統(tǒng)一建模多維數(shù)據(jù)，強(qiáng)化對(duì)環(huán)境擾動(dòng)的感知，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜航行條件下對(duì)燃油能耗的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，有效提升后續(xù)動(dòng)態(tài)航速規(guī)劃的可靠性；采用結(jié)合多目標(biāo)與分段約束的航速規(guī)劃方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)航速規(guī)劃，綜合考慮燃油能耗、航行時(shí)間與安全風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)核心因素，構(gòu)建多目標(biāo)成本函數(shù)，并引入分段約束，保障航速調(diào)整的物理可行性與風(fēng)險(xiǎn)控制，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制優(yōu)化航速，實(shí)現(xiàn)智能自適應(yīng)航速調(diào)整，提升艦船在復(fù)雜航行條件下的節(jié)能能力、航行效率與運(yùn)行安全性。

本發(fā)明授權(quán)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的艦船控制輔助方法在權(quán)利要求書中公布了：1.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的艦船控制輔助方法，其特征在于：該方法包括以下步驟： 步驟S1：艦船數(shù)據(jù)采集，得到艦船控制感知數(shù)據(jù)； 步驟S2：燃油能耗預(yù)測(cè)，用于預(yù)測(cè)艦船燃油能耗，具體為采用結(jié)合多模態(tài)與擾動(dòng)自適應(yīng)的預(yù)測(cè)方法，進(jìn)行燃油能耗預(yù)測(cè)，得到艦船燃油能耗預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，包括以下步驟：步驟S21：多模態(tài)特征編碼；步驟S22：擾動(dòng)感知預(yù)測(cè)；步驟S23：彈性響應(yīng)分析；步驟S24：場(chǎng)景自適應(yīng)調(diào)節(jié)；步驟S25：艦船燃油能耗預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)生成； 在步驟S21中，所述多模態(tài)特征編碼，用于融合多模態(tài)數(shù)據(jù)，具體為通過三個(gè)并行的多層感知機(jī)，分別對(duì)艦船運(yùn)行數(shù)據(jù)、艦船結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、外部環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并對(duì)編碼結(jié)果進(jìn)行拼接操作，生成艦船航行狀態(tài)向量；所述編碼結(jié)果包括艦船運(yùn)行向量、艦船結(jié)構(gòu)向量和外部環(huán)境向量； 在步驟S22中，所述擾動(dòng)感知預(yù)測(cè)，用于感知擾動(dòng)的同時(shí)預(yù)測(cè)燃油能耗，具體為通過在標(biāo)準(zhǔn)變壓器時(shí)序模型中引入擾動(dòng)建模機(jī)制，構(gòu)建擾動(dòng)感知增強(qiáng)的變壓器時(shí)序模型，對(duì)艦船航行狀態(tài)向量進(jìn)行時(shí)序建模，得到燃油能耗初始預(yù)測(cè)值以及置信區(qū)間； 所述在標(biāo)準(zhǔn)變壓器時(shí)序模型中引入擾動(dòng)建模機(jī)制，用于提升模型在面對(duì)環(huán)境極端變化時(shí)的穩(wěn)定性，具體為在標(biāo)準(zhǔn)變壓器時(shí)序模型的自注意力層和前饋網(wǎng)絡(luò)層中應(yīng)用蒙特卡洛隨機(jī)失活操作，模擬模型對(duì)外部環(huán)境擾動(dòng)變化的預(yù)測(cè)響應(yīng)； 在步驟S23中，所述彈性響應(yīng)分析，用于量化輸入變量變化對(duì)燃油能耗的邊際影響率，具體為從艦船運(yùn)行數(shù)據(jù)、艦船結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、外部環(huán)境數(shù)據(jù)中提取輸入變量，通過計(jì)算燃油能耗初始預(yù)測(cè)值對(duì)輸入變量的偏導(dǎo)，并進(jìn)行歸一化，生成能耗彈性響應(yīng)矩陣； 在步驟S24中，所述場(chǎng)景自適應(yīng)調(diào)節(jié)，用于根據(jù)外部環(huán)境調(diào)整燃油能耗預(yù)測(cè)輸出，具體為通過構(gòu)建條件注意力機(jī)制，依據(jù)外部環(huán)境向量和燃油能耗初始預(yù)測(cè)值，生成場(chǎng)景調(diào)節(jié)因子，之后通過場(chǎng)景調(diào)節(jié)因子對(duì)燃油能耗初始預(yù)測(cè)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到模型預(yù)測(cè)燃油能耗； 在步驟S25中，所述艦船燃油能耗預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)生成，具體為通過執(zhí)行步驟S21至步驟S24，生成艦船燃油能耗預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，所述艦船燃油能耗預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包括艦船航行狀態(tài)向量、能耗彈性響應(yīng)矩陣、模型預(yù)測(cè)燃油能耗以及置信區(qū)間； 步驟S3：動(dòng)態(tài)航速規(guī)劃，用于動(dòng)態(tài)規(guī)劃艦船航速，具體為采用結(jié)合多目標(biāo)與分段約束的航速規(guī)劃方法，進(jìn)行動(dòng)態(tài)航速規(guī)劃，得到最優(yōu)航速方案，包括以下步驟：步驟S31：多目標(biāo)成本函數(shù)構(gòu)建；步驟S32：分段約束設(shè)計(jì)；步驟S33：航速方案優(yōu)化； 在步驟S31中，所述多目標(biāo)成本函數(shù)構(gòu)建，用于構(gòu)建同時(shí)考慮燃油能耗、航行時(shí)間與安全風(fēng)險(xiǎn)的多目標(biāo)成本函數(shù)，具體為結(jié)合能耗彈性響應(yīng)矩陣和模型預(yù)測(cè)燃油能耗，構(gòu)建燃油能耗成本函數(shù)，之后定義航時(shí)成本和風(fēng)險(xiǎn)成本，構(gòu)建多目標(biāo)成本函數(shù)； 在步驟S32中，所述分段約束設(shè)計(jì)，用于建立航行路徑中每個(gè)時(shí)間段的物理限制與風(fēng)險(xiǎn)控制約束，具體為通過速度約束建模、加速度約束建模和風(fēng)險(xiǎn)約束建模，得到航行多分段約束條件； 步驟S4：節(jié)能反饋控制。

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