基于STPA-BN的船舶航行人为风险因素分析与评估

人为因素是引发船舶事故的最主要因素之一,为了研究船舶人为风险因素的因果关系,从中国海事局发布的船舶事故报告出发,引入系统理论过程分析-贝叶斯网络(STPA-BN)模型对船舶航行人为风险因素进行分析和评估。采用系统理论过程分析(STPA)方法识别出船舶航行中存在的不安全控制行为,结合事故报告内容提取出12种人为风险因素,利用风险因素的内在因果关系和结构学习功能构建贝叶斯网络拓扑结构;将事故报告量化,并对网络进行参数学习,对模型进行验证。在此基础上,利用贝叶斯网络(BN)的推理功能得到船舶航行中7种突出的人为风险因素和3条事故核心致因链,为保障船舶安全航行与船员培训提供数据支持。

基于ISM-BN的内河船舶航行风险因素研究

为保障内河船舶航行安全,手动收集近5年长江段海事事故报告,提取代表风险因素频率的主要数据特征;结合事故调查报告分析风险要素,确定船舶航行风险评价指标体系;采用解释结构模型(ISM)构建风险因素之间的关联性模型,获得因素之间的层级关系以判定风险因素间的相关性。采用数据驱动的贝叶斯网络(BN),研究各因素对海事安全的影响,并通过敏感性分析和以往事故记录进行模型验证。结果表明:事故类型涉及到的关键风险因素有水域位置、船型、操纵执行和航道条件;通过所提方法能够识别出不同事故类型的关键风险因素,且风险模型的平均预测精度为82.87%。

远程控制船舶内河航行风险评价研究

针对远程控制船舶内河航行风险定量评价问题,提出了一种不确定性建模与船模航行试验相结合的风险评价框架,分为模型构建、量化和验证3个部分。在模型构建方面,模型节点来自内河环境、通信、岸端、船端和风险5个方面辨识的船舶远程控制航行风险因素,根据专家经验和航行试验对初始模型结构进行迭代修正,形成了远程控制船舶内河航行风险评价的贝叶斯网络模型;在模型量化方面,为量化父子节点之间线性或非线性关系提出了条件概率计算方法,在内河连续桥区开展船模航行试验,获取了部分根节点的先验概率、航行事故或险情,以及试验人员对航行风险的评价等数据;在模型验证方面,从情景分析、敏感性分析、对比分析3个角度对模型进行了验证。结果表明:在统计的40起航行试验案例中,触碰/碰撞事故占比最高,试验发现了新的失效模式,即控制冲突、程序错误、信号丢失等;构建的贝叶斯网络模型能够有效评价不同情景下航行风险水平,并辨识了与远程控制船舶内河航行风险相关的重要节点。研究结果可以为实现内河船舶远程控制作业模式提供理论依据,也为内河远程控制船舶航行安全提供研究思路。

嵌入式系统全国路径规划算法

嵌入式系统提供的内存资源非常有限,在大内存计算时往往出现计算效率低甚至崩溃的问题。针对该问题,设计一种基于嵌入式系统全国路径规划的实用算法。该算法以国产四维导航数据作为生成导航规划数据模型的基础数据,包括分图幅的基本计算节点、交通禁忌信息序列表、节点与道路的连接信息。针对嵌入式系统的特点,本文设计基于关键节点浓缩思想提取全国基础导航路网的方法,提出实时规划计算时的数据调度策略,并对基于嵌入式系统的实用双向Dijkstra算法进行优化。实验结果表明本文算法在计算能力与计算内存有限的嵌入式系统上具有良好表现。

新型无陀螺捷联惯导系统导航方案设计及建模

针对传统无陀螺捷联惯导系统角速度求解复杂,解算效率低,惯性元件安装精度要求高等问题,提出一种新型的无陀螺捷联惯导导航方案,将8-UPS型并联式六维加速度传感器作为其惯性元件,直接测量出运载体的六维绝对加速度。基于矢量力学理论,推导了其惯导基本方程;通过数值积分运算来提取载体的线运动参量;运用空间几何理论建立姿态方程,实时更新捷联矩阵以获取载体的角运动参量,从而完成了导航建模与解算。仿真结果表明该系统能满足航行体中精度实时导航的要求,是有效可行的。与同类导航相比,该系统具有结构紧凑、解算效率高、物理模型误差敏感性低等优势。

高速插秧机自动导航系统软件设计

为研究水田作业机械的无人驾驶系统,在基于高速插秧机激光导航硬件系统的基础上,利用Visual Basic 6.0开发环境开发了高速插秧机的自动导航控制系统软件。软件利用MSComm控件与PC机上的无线数传设备进行数据交换,实现对插秧机的监控。软件系统首先通过遥控插秧机采集田块的轮廓形状;然后,根据获取的田块形状,选择田块的路径规划方案并规划出行走路径;最后,插秧机在监控软件系统自动导航模块的控制下实现无人驾驶。

景象匹配辅助导航系统匹配置信度评估方法

针对景象匹配辅助导航中,由于噪声、云层、摄像机抖动等原因导致的景象匹配可能输出错误匹配结果情况,提出一种基于证据推理的景象匹配末端置信度评估方法。首先建立序列帧时空约束关系,对匹配相关阵中峰值构建辨识框架,计算序列帧对各峰值的置信指派并利用适配因子进行折扣运算,然后采用证据推理组合规则进行融合,最后给出判决准则输出匹配置信度或错误报警。针对Dempster组合规则在序列帧高冲突情况融合错误以及DSmT组合规则多证据融合时正确峰值置信指派难以增大并收敛的问题,提出一种比例冲突再分配DSmT组合规则。采用航拍图像和对应Google earth卫星基准图像的仿真实验验证了评估系统可以有效给出匹配置信度并在发生错误匹配时及时报警。

长江口南槽航道进一步开发的基本思路及框架

以长江口南槽河势现状及碍航性质为切入点,分析南槽航道开发条件,并探讨其进一步开发的基本思路及框架。研究分析表明,南槽河势在长江口深水航道治理和南汇边滩围垦等工程作用下处于相对稳定阶段,航道开发条件良好,但同时面临九段沙湿地国家级自然保护区和邻近港口航道安全运营等约束限制。为进一步开发南槽航道,应着眼于河口整体性,统筹兼顾、协同开发;立足于航道条件,整体规划、分期推进;注重开发时机,因势利导、择机实施。

基于VB的工程船舶动态导航系统的开发

提出了一种基于GPS定位技术和可视化程序开发工具的工程船舶动态导航系统。在简单介绍了差分GPS技术原理的基础上,给出了动态导航系统的结构模型。在上位导航软件的开发过程中,围绕定位数据的采集与坐标转换、实际大地坐标与图形显示坐标的对应关系等关键问题,提供了基于VB的简单可行的开发方案,实现了图形界面的实时多样化显示。经实际工程项目的检验,证明该系统操作简单、运行稳定、导航效果理想。

通航河流上跨河建筑物布设的基本原则

分析、阐述了通航河流上跨河建筑物的基本布设原则和一些应注意的问题 。

基于鲁棒多目标优化方法的UCAV武器投放规划

研究了无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicles,UCAV)对地攻击阶段的武器投放鲁棒性规划问题。针对现有规划方法在处理战场环境扰动、模型不准确、操作偏差等不确定性因素方面存在的不足,提出了一种鲁棒多目标优化求解策略。首先,建立了飞机机动性能、武器装备性能和战场环境等约束条件模型;其次,使用仿真近似法,建立了优化指标模型,并将武器投放规划问题转化为鲁棒多目标优化问题;然后,设计了一种结合蒙特卡罗方法的快速非支配排序遗传算法对问题进行求解,并采用基于基本轨迹片元的机动轨迹生成策略生成武器投放轨迹。仿真结果表明,该方法能够有效提高武器投放规划的鲁棒性。

船舶航行安全影响因素量化分析

为了保障海上船舶航行安全,采用构建船舶航行安全影响因素鱼骨图,利用模糊层次分析法对环境条件、交通调查中船舶行为基本要素进行量化分析.运用交通模型研究不同自然环境条件下的船舶安全航行方法的特点,对基于海上船舶密度、航迹分布、交通流、交通量和船速分布、船舶到达规律、交通容量、船舶行为、船舶管理等基本要素,进行数学方法的定量分析.通过评价法对评判系统进行综合评价,总结出自然条件和海上交通调查因素影响最甚等,各因素对船舶航行安全影响程度的结论.研究结果表明:根据评价结果对系统进行调整,完善安全措施对船舶航行安全具有重要借鉴意义.

船用防避台风决策系统基本技术

运用相对运动原理求出船舶避离台风的基础可航扇区；根据预报的风浪场，计算出产生船舶“谐摇”的扇区；根据船舶性能和波浪预报，用等航时线法求出最少航时扇区；采用最优控制理论，在基础可航扇区内剔除“谐摇”扇区，并与最少航时扇区进行优化，最终得到既安全又省时的船舶避离台风的最佳可航扇区。把防避台风的整个决策过程开发成业务化的软件包，从技术上帮助船长加快避台决策速度，提高避台实施精度，达到安全经济的防避台风的目的。

碱性紫对废纸脱墨浆的调色试验

采用碱性紫对废纸脱墨浆进行调色试验,探讨了用量、pH值、染色温度、染色时间、原浆白度以及胶料的添加对于染色效果的影响。试验结果表明,在废纸脱墨浆中应用碱性紫可以有效地提高纸张白度,改善纸张色相。

提高航海类专业学生基础翻译能力的建议

我国海员的英语应用水平普遍不高,为提高航海类专业学生的基础翻译能力,文章分析了航海类专业学生在基础翻译方面存在的问题,并针对如何解决相关的问题提出了几点建议和对策。

航海类课程思政教学设计与实践——以“航海基础”课程为例

课程思政是贯彻落实新时代军事教育方针的重要举措,是实现立德树人、为战育人的重要途径,是构建军队院校全员、全方位、全过程育人大格局的重要工作。以“航海基础”课程为例,对“航海基础”课程思政教育资源进行了挖掘,研究分析了课程思政教育的融入路径,并进行了实践探索,可为航海类其他课程开展思政教育提供参考。

一种用于导航芯片设计的高精度运算处理器

设计了一种专用于卫星导航芯片设计的高精度运算处理器,可完成卫星导航定位计算涉及的所有运算。该处理器用5个字节(40 bit)定义自己的数据格式,并针对这种数据格式实现了加、减、乘、除和阶乘等基础运算。利用这些基础运算和适当的数据调度实现了导航定位计算所涉及的各种函数运算,精度达到了10-7。通过FPGA验证,该处理器具有运算速度快和计算准确的特点,同时具有很强的扩展能力。

激光末制导炮弹射表基本诸元计算方法

激光末制导炮弹射表基本诸元计算方法是射表编拟领域中的一个新课题,由于无法采用过去普通无控弹的计算方法,必须研究新的方法。研究过程中发现两个问题,一是研究初期确立的基本诸元计算方法不能满足有效攻击区战技指标,直接降低命中率。二是基本诸元解算速度太慢,严重影响射表计算速度。针对这两个问题给出了解决方法,使射表精度得到保证,并极大地提升了射表计算速度,使得高价值制导弹药射表编拟方法研究实现了突破,也使射表弹道模型推广应用到作战或训练射击诸元的实时解算成为可能。

中国内河电子航道图发展研究

在我国内河水运现代化快速构建时期和我国内河电子航道图发展初期,采用文献计量学、网络资源搜索、行业调查分析等方法,从研究国际内河电子航道图发展现状的基础出发,从成果现状和技术现状阐述中国内河电子航道图的发展现状。从标准发展、生产发展、应用发展、技术发展等方面分析中国内河电子航道图的发展趋势,得出中国内河电子航道图发展面临的困难与机遇,提出发展建议,以推动我国内河水运现代化进程。

我国通用航空发展现状与对策研究

随着我国经济的持续发展,近年来通用航空产业的社会关注度逐渐提高。通航产业发展也为我国综合国力的提高、国际竞争力的提升不断提供动力。随着社会需求日趋多元化,通航产业的发展也遇到了层层阻碍。本文通过对美、中两国通用航空产业发展现状进行对比,找出我国通用航空产业发展存在的差距,并制定出具有科学性的发展对策,保障我国通用航空未来的可持续发展。