Application of Ship Maneuvering Simulator's Technology on Research of Vessels Automatic Anti-Collision

In this paper, the authors make a summary of current situation of research on the Auto Anti-Collision, briefly introduce the components and functions of the NSACA Simulation Platform and bring forward the project to realize the simulation of an Automatic Anti-Collision control, based on the NSACA Simulation Platform. Finally give typical examples from a great deal of simulating tests and analyze them.

Review of Underwater Ship Hull Cleaning Technologies

This paper presents a comprehensive review and analysis of ship hull cleaning technologies.Various cleaning methods and devices applied to dry-dock cleaning and underwater cleaning are introduced in detail,including rotary brushes,high-pressure and cavitation water jet technology,ultrasonic technology,and laser cleaning technology.The application of underwater robot technology in ship cleaning not only frees divers from engaging in heavy work but also creates safe and efficient industrial products.Damage to the underlying coating of the ship caused by the underwater cleaning operation can be minimized by optimizing the working process of the underwater cleaning robot.With regard to the adhesion technology mainly used in underwater robots,an overview of recent developments in permanent magnet and electromagnetic adhesion,negative pressure force adhesion,thrust force adhesion,and biologically inspired adhesion is provided.Through the analysis and comparison of current underwater robot products,this paper predicts that major changes in the application of artificial intelligence and multirobot cooperation,as well as optimization and combination of various technologies in underwater cleaning robots,could be expected to further lead to breakthroughs in developing next-generation robots for underwater cleaning.

基于数字孪生的分段建造可视化系统设计

针对船舶分段生产过程中存在的数据直观性差、关键信息共享程度低,分段位置不明确等问题,综合考虑分段工艺流向、堆场资源等情况,等比例搭建船舶分段建造产线孪生模型;构建孪生数据驱动的分段建造管理体系和数据存储管理方法,为分段建造监控提供数据基础;应用建模软件和虚拟仿真软件,提供动态数据查询与决策依据的可视化平台,为船舶产品建造和管理中各类信息的集成化应用提供支持。

Improvement of Intercept Probability Algorithm for Anti-ship Missile Based on Search Theory

Traditional intercept probability model has some drawbacks and can not meet the demands of command and control system. Aiming at this problem, a new calculation method based on search theory, terminal control area distribution function of anti-ship missile, target distribution function and missile's radar scan feature is proposed. Under the condition of common target distribution, an intercept probability model for present point attacking is determined. The simulation verifies its effectiveness and establishes the selecting model for aiming point when enemy ships evade in high speed.

VR技术在船舶分段装配实训教学中的应用

VR技术与传统教学的融合是现阶段教育教学的一个发展趋势。基于当前VR技术在实训教学中的现状,探讨VR技术在船舶分段装配仿真实训教学中的作用和意义,并具体分析了VR技术在船舶分段装配实训教学中的应用。通过调查分析证明了VR技术在船舶分段装配仿真实训教学中的应用效果,最后提出推进VR技术在船舶分段装配仿真实训教学中的具体操作建议。

船载运维机器人关键技术与展望

船舶运维技术是水路交通系统安全、绿色、高效运行的关键。随着人工智能技术的快速发展,船载运维机器人开始逐步用于完成危险、繁重的船舶运维作业任务。首先,介绍船载运维机器人的国内外研究现状,并归纳目前主要的船舶运维作业类型;其次,梳理船载运维机器人技术在船舶验舱、船底清洗、除锈喷漆、清舱和巡检等典型船舶运维作业中的应用情况;再次,分析船载运维机器人的关键技术研究现状以及面临的挑战;最后,对未来船载运维机器人技术的研究和应用进行展望。

船舶与港口装备轻量化技术的研究现状与展望

水运是中国社会经济发展不可或缺、不可替代的交通方式。作为水运的主要载体和支点,船舶和港口的发展是水运贸易的重要支撑。面向新一代航运系统“绿色化、智能化、韧性化”的发展需求,轻量化技术已成为船舶与港口装备发展的重要方向。本文阐述了船舶与港口装备的构成、运行环境与结构特点;梳理了船舶与港口装备轻量化技术的发展现状,综合分析了材料轻量化与结构轻量化的技术特征及其应用现状;结合船舶与港口装备轻量化的发展需求,展望了船舶与港口装备轻量化技术的未来发展方向。

基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型设计

为提升船舶驾驶人员及船员的船舶整体认知以及海况应对能力,确保船舶航行以及作业安全,设计基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型。按船舶航行需遵循的物理定律以及原理,建立船舶航行运动姿态数学模型,并通过3Dmax构建船舶航行环境实体以及地形模型,利用PM海浪谱法构建海表面三维模型,而后通过Unity3D虚拟现实仿真软件驱动调整构建的三维模型,并对所构船舶三维模型采用改进混合包围盒法实施碰撞检测,把地形以及海浪等实际数据信息融入到导入的模型之中,仿真模拟船舶航行实景,实现人机交互。实验结果表明,基于虚拟现实技术实现的船舶航行实景三维模型,可较为真实模拟船舶航行实景,为确保船舶航行以及作业安全提供可靠参考与保障。

将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革与实践

基于船海工业近年来发展的大背景,面向社会对高校培养船海专业人才的需求,以船海专业培养过程中的核心实验课程为目标开展研究,并在哈尔滨工程大学开展将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革实践。首先,通过虚拟现实技术构建船海专业核心实验课内容,将大型实验课程的设备、流程、效果全部虚拟化,即使不在实验场地也可以身临其境地体验实验过程,极大地降低了开展船海专业实验课程的门槛;其次,将科研用途的自研仪器用于教学实验过程中,不仅在实验教学中增加了先进技术,而且支持开展更多拓展实验,鼓励学生自主设计实验内容与方案;最后,通过实验建立多元技术引入的船海专业核心实验课程教学模式,增强船海专业核心实验课程的自主性与适用性,满足了专业核心实验课程改革需求,为船海专业核心实验课程改革提供指南。

船舶复杂数值模拟系统的开发和应用模式设计

数值模拟技术与装备研发的融合程度越来越高,数值模拟系统正在朝大型化、复杂化和服务化的方向发展。船舶总体性能的预报、评价、优化三个重要环节的数值模拟研究高度依赖国外商用软件,亟需集多学科融合方法和数据知识化工程为一体,开展数值模拟系统的自主研发。以此为目标,总结工业软件发展历程上的经验与教训,提出“众创共享”、知识协同应用、面向智能的船舶总体性能数值模拟系统研发理念,以期实现船舶总体性能研发模式的重塑。

燃料电池船舶混合动力系统能量管理研究综述

在“双碳”目标下,发展燃料电池船舶是实现航运业转型升级和低碳化的重要发展方向之一。面对当前燃料电池上船的诸多问题,混合动力系统成为燃料电池船舶应用的有效解决方案,其能量管理的研究也成为核心研究方向之一。系统梳理燃料电池船舶的发展概况,针对燃料电池船舶多类型能源能量管理中涉及的能量调度问题以及变换器功率分配问题进行综述;分析各类方法的优缺点及其在实船上应用的可能性;探讨燃料电池船舶推广可行性和发展方向,以期能为技术创新和工程应用提供参考。

基于5G技术的舰船电力调度自动化系统研究

考虑舰船电力系统线路复杂、设备多样,调度数据冗杂且规模巨大,在此情况下为实现舰船电力系统快速、有效自动化调度,设计基于5G技术的舰船电力调度自动化系统。系统使用由RTU远动终端设备采集电力系统的线路、设备运行信息后,由5G通信网关发送至调度器;调度器结合目前电力系统运行信息,使用基于线性求解器的电力系统自动化调度模型,构建以快速实现断电负载故障合理恢复为调度目标的目标函数,由线性求解器自动化求解满足目标函数条件的电力系统开关动作方案,以故障重构的方式实现舰船电力调度自动化管理。实验中该系统调度下,舰船电力系统失电负荷为0 kW,5G通信网络的整体效用值不受调度数据业务数据包数量的约束,高达0.9,能够稳定、高效地支持大规模调度数据的传输。

舰船综合电力系统研究进展与应用建议

该文概述舰船综合电力系统(integrated power system,IPS)的原理、组成、分类、特点与技术难点,介绍国内外工程研制情况,综述集成设计、大容量直流源及其并联组网控制、大容量直驱式电力推进、直流大电流开断保护、电力电子静止电源、高密度储能、智能化能量管理等7项共性技术及我国技术研究突破情况。针对IPS在民用新能源船舶、电动及混动飞机、轨道交通、海上能源高效利用等推广应用实际需求,给出系统推荐方案,并提出各应用场景下还需重点研究的内容,旨在为IPS在多领域推广应用提供参考。

三峡航运发展历程、经验与启示

三峡工程极大地改善了长江通航环境,提升了河道通航等级和航运通过能力,发挥了巨大航运效益。航运条件的巨大改善使得区域经济社会发展和内河运输的比较优势日渐显现,三峡枢纽航运货物通过量自通航以来持续快速增长。面对快速增长的需求态势对通航能力提出的挑战,通过不断完善基础设施建设,推进管理体制改革,船舶通过能力持续提升;面对过去存在的船舶吨位小、船型尺度杂,以及船舶存在的安全隐患和生态环境隐患等问题,通过强化政策激励,迭代技术标准,推动技术进步,船舶大型化、标准化取得显著进展;通过全面加强反恐制度和能力建设,持续强化安全管理和科技创新,坚持生态优先,保障了三峡航运安全、绿色发展。世界变局、技术进步和气候变化等对三峡通航高质量发展提出了更高要求,且三峡-葛洲坝船闸运行趋于饱和,建议紧抓三峡水运新通道机遇,进一步提升三峡航运通过能力;推动相关体制改革和政策创新,为三峡航运发展创造更好环境;抓住当前数字化技术、新能源和生态绿色技术发展机遇,进一步发挥枢纽航运效益,更全面服务经济社会高质量发展。

船用机器人爬壁平台研究进展

船舶爬壁机器人与陆地机器人的不同之处在于其兼具移动和吸附功能,能够于倾斜的船舶壁面上完成爬壁运动,通过配备除锈、清洗、焊接所需的高压水枪、焊枪、图像识别等装置完成对应作业任务,每种作业任务需要的运动机械结构和运行方式也有不同。通过介绍近年来设计制造的爬壁机器人及其爬壁平台,按照其吸附原理和运动特点将其分为磁吸附、负压吸附和仿生类等爬壁平台设计方法,介绍了各类爬壁平台的机械结构设计、运动性能和适用范围,期望能够为未来船用机器人的设计制造和技术发展提供灵感。

全国港航科技创新网络结构特征及演化

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加权度、网络密度、特征路径长度及聚集系数指标,分析网络整体结构特征;构建加权度数中心度-加权中介中心度平面,识别网络个体的总体发展、不同组织类型的网络角色以及网络的核心节点;最后,根据合作伙伴的数量、强度和空间分布,揭示主体间合作的时空分异特征。结果显示:全国港口和航海科技创新网络呈现网络规模扩大、网络密度减小、合作伙伴增多及合作质量提高的趋势,港口科技创新网络具有“小世界”效应,航海科技创新网络呈现层次结构特征。全国港口和航海科技创新网络均形成有明确权力中心的网络结构,创新主体的信息控制和桥接能力不强。科研机构和高校更容易成为网络权力中心,企业在港口科技创新网络中发挥主导作用,公共机构和政府部门在航海科技创新网络中更具有影响力,部委直属或国有背景的组织在网络中占据核心位置。全国港口和航海科技创新主体的伙伴数遵循幂律分布,港口科技创新主体形成强强联合和强弱互动的合作局面,航海科技创新主体趋向异配合作。港口科技创新主体的同城合作质量更高,航海科技创新主体的同城和跨城合作质量协同提高。

船闸深孔反弧门实时在线监测技术应用研究

针对船闸输水系统工作反弧门长期在深孔动水条件下频繁启闭,给船闸安全运行造成安全隐患,提出一种深孔反弧门实时在线监测技术方案。为掌握深孔反弧门运行情况,将已密封好的应变及倾角等传感器布置在闸门上,再利用钢丝网架胶管将采集信号输送至在线监测系统。监测系统实时进行反弧门在线监测与数据显示,并实时分析结构应力、运行姿态及启闭力,根据分析结果,给出不同等级报警信息及相应的处置建议,提示运行操作人员对反弧门采取对应措施。对广西大藤峡水利枢纽船闸反弧门实施实时在线监测,测试数据表明实施的反弧门实时在线监测系统是可靠稳定的,证明将实时在线监测技术应用于深孔且动水频繁启闭的闸门是可行的。

船载测控雷达高频接收机无人值守功能的设计

随着我国航天测控事业的发展,在轨航天飞行器数量逐年增加,陆地测控站已经由原来的人工操作模式过渡到自动化运行模式;但是在日常工作中,船载S频段测控雷达高频接收机仍需频繁借助人工进行本地开关机,并且在跟踪飞行目标过程中需要人工进行现场识别并设置信号工作频点,存在时效性差和工作效率低的问题;为解决此问题,设计一种设备远程加去电、飞行目标极化判断和频点自动识别设置系统;该系统采取非侵入式,可在常态化任务和海上测控任务中进行灵活切换,不影响系统原有工作方式;该系统基于LabWindows/CVI环境平台控制网络继电器和频谱仪实现了高频接收机的远程加去电、目标信号自动搜索捕获和跟踪旋向和点频设置,提高了船载测控站完成常态化任务的时效性和可靠性。

“双碳”背景下船舶CCUS系统关键技术分析与应用研究

在全球碳达峰和碳中和目标的推动下,航运业作为温室气体排放的重要来源之一,面临着巨大的减排压力。在此背景下,碳捕获、利用与封存技术(CCUS)作为一种有效的减排手段,在船舶领域的应用和研究受到了广泛关注。文章基于“双碳”目标,首先分析了航运业的排放现状,提出了采用CCUS技术作为有效应对方式。文章深入探讨了船用CCUS关键技术,包括船舶碳捕集方案及存储技术,并研究了船用CO_(2)捕集工艺技术、CCUS系统节能技术及脱碳塔除雾器的结构优化等。文章旨在提升CCUS系统的效率与可行性,助力航运业实现碳减排目标。

信息技术在现代船舶航海驾驶中运用分析

本文介绍了现代船舶航海驾驶中如何而有效应用信息化技术,简述了信息技术为现代船舶航海驾驶带来的积极作用和优势,分析了智能航海技术、航海自动化技术、数字海洋技术、自动化识别技术以及自动化驾驶技术5中信息技术在现代化航海驾驶中的具体应用。在分析介绍的过程中发现,在现代化发展的过程中,我国需要不断创新和优化船舶航海驾驶技术,保证其现代化发展。经研究本次研究分析发现,积极应用信息化技术,可以提升船舶航海驾驶的自动化以及智能化水平,同时也可以提升船舶航海驾驶的安全性以及稳定性,值得被大范围的应用和推广。