基于参数自适应DBSCAN算法的浮标位置数据异常检测

针对遥测遥控系统采集浮标位置数据时易受外在因素的干扰,提出了一种K近邻优化的参数自适应DBSCAN算法,来检测浮标位置数据中的异常点。通过分析数据集的分布特性生成最优邻域距离值ε和邻域内样本点数量MinPts列表,引入卡林斯基-哈拉巴斯指数对列表中的参数进行评分,将最高评分对应的参数作为最优参数,实现DBSCAN算法的自适应聚类。实验结果表明,新算法能够自适应选择最优参数,对浮标遥测位置数据的异常点进行有效检测。

基于大数据分析的AIS虚拟航标布设技术

为了进一步改善长江下游重点航段的航标布设方案和航路航法,完善通航环境,探索一种基于大数据分析辅助船舶自动识别系统(AIS)虚拟航标布设优化的方法,并以密集港区临港侧航道、深水复合航道和主航道到港口“最后一公里”航道为例进行应用分析。结果表明,基于电子航道图,针对船舶交通流的船舶轨迹回放、碰撞危险度分析、船舶轨迹线分析、航道门线分析和船舶航标间距分析等方法能够以可视化的手段有效地找到航标布设方案的薄弱位置,为AIS虚拟航标的增设优化提供有力的数据支撑。

基于声学有限元的喷水推进器流道声传播特性研究

喷水推进器进口流道、推进泵泵壳和喷口构成了一个复杂曲面过流流道,文章针对该流道结构的声传播特性问题,研究了用于声场计算与分析的声学有限元法,并进行了仿真实验。文中建立了喷水推进流道的声学有限元模型,在COMSOL环境中仿真分析了偶极子声源在某型喷水推进器流道中的声传播特性。仿真结果表明:受流道截止频率影响,315 Hz频率附近的噪声不能向进口流道入口方向传播,而在喷口处呈现较高的辐射噪声级;5 kHz频率以下,传递损失有随频率增加而逐渐减小的趋势,但随着频率升高,传递损失有逐渐增加的趋势。

弯道堰群在密西西比河河流恢复治理工程中的应用

美国陆军工程兵团在20世纪80-90年代开展了弯道堰群结构的研究和应用。从结构方案、整治效果及生态效益三个方面概述了弯道堰群结构在密西西比河上游河流恢复环境管理计划中的应用情况,指出了该结构在通航河流生态恢复治理及航道整治工程生态化建设中具有重要借鉴意义。

三维仿真技术在航标管理中的应用研究

将三维仿真技术应用到航标管理中,有利于航标管理部门更加科学直观地对配布、监控、维护海上航标。通过深入研究IALA组织提出的有关"三维航标应用"推荐要求,分析近年来国内外高新信息技术在航标领域的应用情况,并结合航标日常管养的实际业务需求,开展了基于三维实时仿真技术的航标管养、监控等研究工作,并通过运用大型船舶操纵模拟器的高逼真三维视景仿真和船舶操纵仿真的功能,开展了具体的航标配布模拟检验应用研究工作。结合厦门港主航道航标配布的实际需求,从检验航标布设间距以及航道转向点航标布设最佳位置两个应用层面,介绍了如何利用大型船舶操纵模拟器为航标配布提供服务。

船舶航行环境可视化仿真

为制定大型船舶和危险品船舶的监管方案,提高海事管理部门应对各种危险情况的能力,降低实际训练的成本和风险,采用虚拟现实技术构建船舶航行环境仿真系统.该系统利用ArcGIS和Creator等可视化建模软件建立三维地形和船舶、航标等三维实体,以Vega管理三维场景,模拟雾、白天、黑夜等自然现象.系统在湄洲湾LNG船舶监管方案设计中得到实际应用,为LNG船舶监管方案的设计和优化提供辅助和支持.

大型FLNG重要技术分析

和开采海底原油一样,在海上深水区开采天然气田需要使用特定的浮式装置,FLNG概念使之从图纸变为现实。以正在开发研究的FLNG为例,介绍了FLNG的基本概念及开发FLNG经历的几个阶段,并具体介绍了转塔系泊系统、LNG卸货方式、LNG工艺技术等主要技术,分析、比较和论证了适用于本FLNG的货物围护系统方案,阐述了LNG液货晃荡压力计算方法和上部模块支墩结构的设计原则,最后总结了FLNG的技术开发的技术特点。本研究成果可以为今后开展FLNG设计提供参考,所提供的设计原则及相应的经验可供相关设计人员借鉴。

长江下游武汉—安庆河段中洪水期航道尺度潜力研究

现有长江航道尺度研究聚焦于枯水条件下航道最小维护尺度,对中洪水期航道尺度缺乏相应的研究。本文基于三峡175 m蓄水运用以来水位及地形变化特点,提出以三峡175 m试验性蓄水以来至2021年底当月最低水位作为可利用水位,叠加近年来中洪水期最不利地形的核查方法,筛查出重点水道并结合实测尺度,探讨航道尺度提升潜力。结果表明:核查方法对中洪水期航道尺度潜力分析的适应性良好,长江下游武汉—安庆河段在枯水维护的基础上,具备在中洪水期利用自然水位提升航道维护尺度的潜力。

石榴岗水闸重建工程水工整体模型试验研究

通过建立广州市石榴岗水闸重建工程水工整体模型,研究分析了水闸的泄流能力、闸址附近流态、流速分布、船闸上、下游引航道口门区的流态及流速分布,提出了推荐清淤方案,试验成果可供工程设计和水闸运行管理部门参考。

散货船连续纵向舱口围板设计

综合考虑散货船设计面临的结构轻量化需求和纵向舱口围板趾端和舱口角隅容易产生裂纹的问题,以21万t散货船为例,提出一种连续的纵向舱口围板结构设计方案。结合HCSR规范,采用有限元分析方法,研究连续纵向舱口围板对整个主甲板区域重量以及对舱口角隅应力和疲劳的影响,结果表明,连续纵向舱口围板方案在散货船上是可行的,该方案可使整个甲板区减重41.54 t,而且舱口角隅处的应力水平和疲劳强度比传统方案有所改善,应力水平下降4.69%,疲劳寿命提高37.64%。与传统的不连续纵向舱口围板相比,连续纵向舱口围板设计方案可实现散货船结构轻量化,消除了舱口围板趾端疲劳裂纹隐患,降低了舱口角隅应力水平。

64900DWT原油船系泊绞车船体支撑结构强度计算

基于CSR规范中关于系泊绞车受力的描述规定,对一艘64900载重吨的原油船的系泊绞车进行结构设计及基座强度分析,建立了系泊绞车基座附近的局部加强有限元模型,并按规范对基座施加载荷,最后利用MSC.Nastran求解得到基座区域的应力云图,计算得出不同工况下的应力值。分析结果显示,该系泊绞车船体基座及其下加强结构的强度符合CSR规范要求,结构设计满足要求,安全可靠。分析过程及方法可为同吨位船舶的系泊绞车基座结果的设计和有限元强度评估提供帮助。

20.8万吨散货船锚机基座结构有限元强度分析

锚机基座区域的下加强结构是锚机在海上安全工作的有力支撑。根据CSR规范的建模规则和要求,建立了20.8万吨散货船锚机基座及其下加强结构的有限元模型,采用MSC.Patran建立局部有限元模型并按规范进行加载,利用MSC.Nastran计算了甲板上浪、锚机基座承受45%锚链破断力及挚链器受80%破断力3种工况下的基座结构强度。计算结果表明,该散货船锚机基座结构满足CSR规范的衡准要求,局部会出现应力集中的现象,设计时需要特别注意。本方法可以为今后开展船舶锚机基座设计与分析提供参考,所提供的计算分析方法及相应的经验可供相关设计人员借鉴。

深中通道建设期间航标布设方案研究

深中通道工程采用东隧西桥方案,建设期75个月,期间通道与通航船舶相互影响,安全风险较大。航标是通道水域的基本助航设施,在确保通道安全建设过程中发挥着重要作用,其方案设计也是通道设计的重要组成部分。本文提出了重大海上工程航标配布原则,分为施工期(隧道施工区、桥区和锚地)和营运期(水上引导标志、人工岛位置标和警戒标、通航孔桥梁标志)对航标布设方案进行了设计。本文将为今后我国进行重大海上工程通航安全保障工作提供借鉴。

山区航道虚拟航标基站布设间距研究

针对山区航道中布设虚拟航标基站缺乏指导方法的问题,从基站AIS信号覆盖的角度推导基站布设间距模型。首先,通过实地实验采集山区航道AIS信号场强,发现Egli模型总体上高估了山区航道中AIS信号衰减的速度,山体遮挡会造成AIS信号场强快速下降。然后,基于实验数据,采用曲线拟合误差的方法修正Egli模型的参数,得到适合于山区航道的AIS信号场强评估的修订模型。修订模型对AIS信号场强的评估精度提高到94%以上,较Egli模型提高了55%以上。最后,基于修订模型,以-107 d B·m作为基站信号覆盖范围边界,推导山区航道的虚拟航标基站布设间距模型。该模型能保证船舶接收到基站信号的可靠性高于80%。

船用螺旋桨水动力性能优化设计

为寻找效率和空泡性能优良的螺旋桨,利用螺旋桨多参数协同优化系统对某吊舱螺旋桨开展迭代优化,并对优化结果进行试验验证.螺旋桨各参数分布曲线采用贝塞尔样条曲线拟合,以确保各参数在优化过程中的光顺性;应用遗传算法,结合螺旋桨面元法的定常水动力性能预报工具,以提高螺旋桨效率及空泡性能为优化目标,对螺旋桨各参数分布进行优化及相关分析探讨.结果表明,优化桨较原桨效率略低,但空泡初生更晚,相同条件下空化面积更小,空泡性能得到有效改善.

船底凹槽气层流动特征及影响因素研究

采用VOF方法,通过求解RANS方程数值研究了船底凹槽中的气层运动形态及其影响因素,模拟了气层在凹槽中的发展过程,分析了气流量、断阶高度、来流速度对气层形态的影响规律,分析了气层波长与来流速度之间的函数关系.研究结果表明:向凹槽中喷气可形成长气穴;存在一个气流量的临界值,当气流量小于该值时,仅在凹槽首部形成长度有限的局部气穴;当气流量大于该值时,气穴迅速向尾部延伸,并呈波动特征;凹槽深度对气层波动的波长影响甚微,对气层厚度的影响较大;凹槽深度增加,气层的平均厚度增大;气层的波长随来流速度增加而增大,波长近似为速度平方的63.6%.

基于实时视景仿真技术的海上航标监管系统

海上航标系统是海上交通安全保障体系的重要组成部分。结合上海海事局厦门航标处的航标日常管理与实时监控的实际业务需求,开展了利用实时视景仿真技术与电子海图相结合构建海上航标监管系统的应用研究和系统实现等工作。该系统的实现,有利于航标设置方案的审定与选择,有利于监控者对现场环境的把握和应急决策。

VLCC前置导管结构设计与强度分析

应用有限元法和流体边界元法得到导管在空气中和水中的固有频率和振型,并对不同的加强方案进行比较分析,最终确定合适的导管结构设计方案。根据IACS共同结构规范(CSR)及德国劳氏船级社(GL RULES)关于船体载荷的要求,对前置导管结构在实际运营中可能受到的载荷进行定量分析。通过建立前置导管三维有限元模型,根据不同载荷组合对导管结构应力水平进行有限元分析校核。并利用简单的力学模型,探讨了导管结构设计验证的方法和剖面模数估算公式。

长江电子航道图水深点与等深线匹配检查工具的设计与实现

长江电子航道图中,等深线是保证江上船舶航行安全的重要依据。由于长江电子航道图数据生产平台功能限制,同时缺乏《长江电子航道图制作规范》JT/T765-2009应用经验,水深点和等深线匹配关系一直是制约电子航道图数据生产效率以及质量的重要因素。为了保证数据质量,结合长江电子航道图数据预处理平台和源数据生产平台的优势,基于不同程序语言研发一套点线匹配关系自动检查工具。通过智能化的处理方式,实现跨平台检查和错误回溯,在确保数据质量的同时,提高点线匹配关系的检查效率,从而提高数据生产效率。

三峡库区航道深水浮标受力及缆索长度计算探讨

三峡成库后,由于船舶(队)安全航行的需要,个别深水航段(如桥区水域、孤浅礁石水域、陡岸水域等)须设置浮标,最大设标水深可达100余米以上,从而使浮标受力及系留浮标的缆索长度大大增加,给设标工作带来了较大的困难。文章力图通过对浮标的受力分析和计算,进而得到深水航段系留浮标所需的缆索长度,以便为三峡库区深水浮标的设置提供科学的依据。