滚装船在拖轮辅助下丁靠斜坡道的船舶系泊试验研究

文章以某码头工程为例,针对1万t滚装船在拖轮辅助下丁靠斜坡道开展船舶系泊物理模型试验,分别对风、浪、流不同组合工况下的缆绳系缆力、船舶运动量等进行了试验研究,给出了作业及系泊条件,可为设计和运营提供参考。结果表明设计方案缆绳布置方式总体较为合理,使用拖轮辅助可以有效地平衡风、浪、流对滚装船的作用力,各组缆绳缆力未超过50%破断力的设计标准;对于系泊系统中各特征量,动力因素的影响次序自大至小依次为:波浪、风和水流,其中波浪周期在影响因素中最为显著;同样的波浪条件下,SW向波浪比WSW向波浪作用更为不利,实际运行管理中应结合波浪数模成果及码头前实际波浪方向调整系泊和作业状态。

基于眼动追踪技术的引航员情景意识识别研究

情景意识(Situation Awareness,SA)缺失是引航作业人为失误的主要根源,有效识别引航员SA水平是保障引航安全的关键。针对现有测量方法的侵入性、主观性、间断性问题,设计典型场景引航模拟试验,利用眼动特征开展引航员SA水平识别研究。应用眼动追踪技术实时采集引航员的眼动试验数据;采用独立样本t检验和Mann-Whitney检验方法研究SA与眼动指标的关联效应;基于敏感眼动指标结合支持向量机(Support Vector Machine,SVM)构建引航员SA识别模型,实现引航操作任务下SA的有效识别。结果显示:高SA组的视觉搜索效率大于低SA组,高SA组主要关注窗外视景而低SA组更多关注电子海图,高SA组比低SA组获取信息的能力更强;平均扫视次数(Average Saccade Count,ASC)、注视总时间百分比(Fixation Duration Percentage,FDP)、平均注视持续时间(Average Fixation Duration,AFD)3个眼动指标与引航员SA水平具有显著相关性;采用“ASC+FDP+AFD”组合指标时且在5 s时间窗口长度下,SA识别准确率达到92.23%。研究结果表明了该识别模型的有效性。

双体船平移操纵水动力性能试验研究

介绍了用船模拖曳试验来确定某喷水推进双体船平移运动水动力特性的方法,并对试验结果进行了分析.通过船模试验发现,船体平移时的水动力大小随航速增加而快速增加,在同一航速但不同尾斜角下水动力大小也各不相同;水动力的方向和水动力作用点的位置随航速的改变而改变,但变化幅度不大,受尾斜角影响较大.准确掌握船体平移运动水动力特性,可为合理制定喷水推进器的控制策略,充分发挥喷水推进船优异的机动性、操纵性提供理论依据.

舰船在水平面运动中非线性模型的建立

在选择了描述船舶运动坐标系的前提下,根据刚体动力学理论和牛顿第二运动定律,推导了舰船六自由度的非线性模型,并在此基础上建立了舰船在水平面中的非线性运动模型。同时,根据平稳随机过程理论对海浪的分析可知,利用白噪声驱动所设计的成形滤波器,能够获得海浪干扰的数学模型。上述模型既能很好地反映舰船的水动力特性,又能与原始波浪力、力矩相吻合,由此证明了模型的正确性。

横浪作用下大型开敞式码头系泊船舶运动量研究

采用理论结合物理模型实验分析的方法,研究大型开敞式码头系泊船舶在不规则横浪作用下的船舶运动规律。通过研究系泊船舶运动量随波高、周期、船舶特性等要素的变化规律,提出船舶运动量的估算公式的解析式,最后通过大量的物理模型实验数据分析,确定出系数,给出完整的系泊船舶运动量估算公式。

基于元胞自动机的船舶交通仿真模型及应用

为掌握琼州海峡中船舶的运动态势,提出一种基于元胞自动机的可模拟狭水道和繁忙水道船舶交通的仿真模型。基于元胞自动机模型,将琼州海峡通航分道网格化;结合船舶领域,制定船舶跟随规则和船舶穿越规则;采用离散事件模型产生不同类型、不同航速的船舶,模拟海员在各种航行环境下的反应并比较船舶实际通过海峡的航行时间和模拟通过海峡的时间。由于仿真模型没有完全考虑影响航行时间的细微因素,因此所有仿真模型中船舶的航行时间与船舶实际航行时间有一定差值,但都在可接受范围内。

基于目标间运动态势的数据关联策略方法

对海雷达分辨率较低,当出现目标密集、会遇、交叉和追越等场景时,其目标跟踪稳定性下降。利用船舶避碰模型获取目标间运动态势信息,自动识别不同目标场景,并制定不同数据关联策略。对于目标非密集区,采用最优邻近数据关联;对于目标密集、会遇、交叉和追越等场景,采用目标关联点迹的多元特征信息辅助数据关联。雷达实测数据验证表明,该策略方法可改善不同目标场景中目标跟踪稳定性,具有工程应用意义。

舰船升沉测量的自适应算法

给出了舰船升沉运动的具体定义;建立了升沉测量误差模型,并依此设计了升沉滤波器来实现低频衰减和特定频段的二次积分;详细分析了误差特性,指出各个误差源对测量结果的影响;提出了自适应算法来实时估计海浪运动状态,即平均海浪高度和主导频率,基于此求解出使误差达到最小值的滤波器参数;最后用仿真的手段,对此测量算法进行验证,并与传统的数字滤波器进行对比,仿真结果表明,提出的舰船升沉测量的自适应算法实现了测量的实时性和准确性。

大型船舶操纵模拟器的系统组成及分析

以最近从大连海事大学引进的DMU大型船舶操纵模拟器为例 ,全面系统地介绍大型船舶操纵模拟器的系统组成 ,并对系统的工作过程、数学模型、视景系统进行分析 ,以期对航海模拟器的研制。

舰载武器禁射区计算方法的研究

为避免舰载武器发射的射弹危及周围舰面设施,需要划定相应的禁射区限制武器的运行。考虑障碍物附近要留有足够的裕度,提出了一种基于裕度的舰载武器禁射区计算方法。在分析了影响裕度大小的因素后,重点讨论了舰艇运动引起的裕度的取值问题。然后,建立了武器禁射区空间几何计算模型,并利用计算机搜索满足裕度要求的空间角度范围,从而得到舰载武器的禁射区。计算机编程运算验证了该方法的准确性和有效性,并绘制了舰载武器禁射区的图形化表示方法。

船模过驳波浪运动检测试验研究

利用研究构建的船舶波浪运动检测系统和检测数据处理及有效积分的方法,在波浪试验室进行了船模过驳波浪运动试验,并对试验数据进行了分析处理.分析指出,舰船过驳时应在迎浪的情况下进行,并且应适当调整两船相对波浪的位置,尽量使两船的波浪运动相位同步.

重大件滚装码头船舶系泊物理模型试验方法

对于重大件滚装码头的船舶系泊物理模型试验方法,以惠州某重大件码头工程的系泊试验为例进行研讨。针对丁靠滚装码头进行了船舶系泊布置分析,确定采用的船舶运动量限制标准和缆绳荷载限制标准,考虑船舶系泊状态和滚装作业状态两种工况下的泊稳情况进行物理模型试验,详细分析试验数据结果,最终给出船舶系泊状态和装卸作业状态的极限环境标准。该项目的物理模型试验方法和试验结论可供其他重大件滚装码头项目参考。

一种港口自动系泊系统方案设计与试验研究

港口自动系泊系统是一个复杂的系统工程,它涉及船舶运动学、结构力学、自动控制理论和信息化技术等多门学科,是跨专业融合发展的产物。码头系泊作业自动化主要通过改变系泊方式、实时监控船舶姿态与运动量、合理调节船岸间作用力予以实现。基于并联平台机器人在6自由度运动模拟方面的优势,设计提出一种港口船舶自动系泊系统方案,可通过平台各分支的被动阻尼充当恢复力以调节系泊船舶的运动量的方式实现主动控制系泊作业期间的船岸协同,并针对该方案开展功能样机的水池试验以验证方案可行性与使用效果。

多维AR(p)模型在预报舰船运动中的应用

在舰空导弹武器系统的实战中,能够实时预报舰船的运动状态非常必要。给出了利用多维AR(p)模型对舰船运动参数进行预报及修正的方法。

大型舰船纵摇运动的多层递阶预报

主要介绍多层递阶预报原理及其首次在大型舰船纵摇运动预报中的应用实例.仿真结果表明,多层递阶时间序列模型能较好地反映参数的时变特性,取得较精确的预报结果.

两艘不超过5万吨级货船同时停靠码头作业的系泊试验研究

结合工程实际,在风、浪、流联合作用条件下,研究船舶单独作业以及与另一艘船舶同时停靠于码头两种情况下船舶的运动状态以及系缆力大小的差别,分析一条船的停靠对所研究船舶作业状态的影响,为今后码头运营、船舶系泊与操控作业提供参照与指导。研究表明单独停靠与同时停靠两种情况下,所研究船舶的运动量和缆力数值相差不大,因此同时停靠的两船之间总体上受彼此的影响较小。控制两种船同时停靠,外界条件需要满足小船能够作业,在此基础上大船也能满足。

卡尔曼算法在船舶运动模型参数辨别中的应用

人工智能技术飞速发展,人们已经实现了依靠智能算法识别船舶运动轨迹,这对船舶的航行安全起着重要的推进作用。在对船舶运动状态进行跟踪识别过程中,首先要从视频图像中提取出目标物体的特征值,然后在数据库中进行比对,进一步获得目标物的具体参数。本文采用卡尔曼算法对船舶运动目标的特征参数进行分析,首先建立船舶运动时的动力模型,然后结合目标的灰度统计特性,对船舶的运动状态和运动参数的转移算法进行设计。从仿真结果可知,本文所提出的运动模型识别算法满足基本的鲁棒性和准确度,能够对船舶目标进行速度识别和航迹跟踪。

横浪作用下LNG船运动量小波神经网络预测模型

港口码头设计中主要考虑的问题之一是系泊船舶的运动量。首先开展了26.6万m 3LNG船舶系泊运动物理模型试验,测量了船舶在试验条件下的六自由度运动量;同时,考虑船舶运动响应的主要影响因素,根据横浪作用下26.6万m 3LNG船运动六分量的试验数据,构建了189组容量的训练集,基于小波分析和神经网络,研究确定三层隐含层神经元数分别为8、12和22,进而建立系泊LNG船舶运动量的预测模型。预测结果表明,小波神经网络模型具有输出多参数的算法优势,能够综合考虑系泊船非线性系统中不易量化的众多影响因素(波浪波高、周期、波长以及船舶自身特性等),给出相对精确的预测结果。小波神经网络模型在研究系泊船舶运动量预测方面具有良好适用性,可以有效地预测船舶的运动量,为实际工程设计提供参考。

基于船舶操控模型的UKF滤波算法研究

为了提高舰船在机动转弯情况下的定位精度和舰船定位的稳定性、可靠性,进行了滤波模型和滤波定位算法的研究,在此基础上分析了当前滤波模型和滤波定位算法中存在的一些问题,提出了基于船舶操控模型的滤波模型和改进后的UKF滤波算法,给出了滤波系统的方案。通过实验证明,滤波系统的方案不仅能够有效的提高舰船在机动转弯情况下的定位精度,还能够作为测量ASF修正数据有效方法,对定位算法的研究有重大的参考价值和较大的现实意义。

我国主要海港外来船舶引起的生物入侵风险分析

外来生物入侵是导致原生物种衰竭、物种多样性减少和遗传多样性丧失的重要原因。其中,有不少外来物种主要通过船只压舱水和随船木制包装箱携带这两种方式入侵新的环境。为了明确抵达我国的外来生物与海运船舶进港次数是否有关联,本文采用了Stata 15软件,选取126个与我国有贸易往来的国家,以2007年-2017年到达我国各港口并被截获出有害生物的船舶进港次数为研究对象,先证明了截获有害生物的船舶进港次数与我国的进口贸易量呈线性正相关,再以贸易引力模型为基本模型,将船舶所属的贸易国与我国每年的人口数量、国民生产总值(GDP)、地理距离、当年的汇率、是否有共同语言、是否相邻、是否是沿海国家等因素作为变量因子,建立模型并进行相关统计分析,阐明了两国间的“汇率”因素,在一定程度上能够十分显著地负向影响由海运产生的生物入侵发生频次和入侵的风险。其结果可为今后由海运产生的生物入侵预测和管理提供参考依据。