基于GPS的“雪龙”船冲击式破冰模式识别研究

"雪龙"号破冰船是我国目前唯一的极地考察船,破冰航行是极地船舶的重要特征之一。以"雪龙"号破冰船的GPS数据为基础,通过建立模型算法识别冲击式破冰这一特殊的航行状态,在整个中国第28次南极考察航次的数据分析中,整体识别率超过86.1%,识别正确率达到98%以上。利用此算法,在中国第27次南极考察航次的破冰识别率也超过85%,识别正确率达到93.5%。雪龙船两个航次实测GPS数据验证了本文算法的可用性,而破冰识别统计结果表明,不同航次的破冰模式具有较大的差异。

浅议“雪龙”号恢复性改造艉轴系统拆卸

"雪龙"号是我国唯一一艘极地科学考察船,国家海洋局和江南造船(集团)有限责任公司决定2013年4月起对"雪龙"号进行恢复性维修改造。该船轴系经过20年的使用磨损,已达到设计临界状态,此次轴系修理作为维修改造过程中的重点和难点,对整个工程质量和船舶航运安全有着至关重要的影响。文章对"雪龙"号基本性能、轴系技术参数等方面做了介绍,并着重对"雪龙"号艉轴拆卸过程进行了分析和研究。

随“雪龙”号船南极实航状况调查与改造设计考虑(中国第21次南极考察调研报告节选)

笔者根据第21次南极考察随“雪龙”号船实航状况调研情况,较深入地了解、分析了船舶现状,阐述了“雪龙”号船改造设计基本构想与局部设计要点。

“雪龙”号科考综合管理系统的设计和应用

“雪龙”号科考综合管理系统以国家极地战略需求为导向,按照科考破冰船的航行与科考作业要求,针对极地浮冰区调查作业问题进行设计和应用研究,切实提高我国极地科考保障能力水平。总结和分析极地科考任务特点,提出解决考察现场保障的核心需求,并在此基础上提出建立综合管理系统,最终实现极地科考破冰船科考任务系统监控和管理。

鲸群“围堵”“雪龙”

“船被鲸群围攻啦!”当地时间22日16时（北京时间22日12时），正漂浮在白令海上进行作业的“雪龙”号甲板上忽然沸腾起来，科考队员们纷纷停下手中的工作。

“雪龙”号再征北极

背景材料：中国第二次北极科学考察队一行l15人，于2003年7月10日清晨乘坐”雪龙”号极地科学考察船，从上海外高桥光华码头出发，在转道大连做短暂停留后，于7月15号启程北上。

雪龙在线网络信息平台的研发与展望

雪龙在线是一个连接"雪龙"号与国内的网络信息平台,借助于海事卫星通讯链路(BGAN)将船上航行动态信息与科考仪器数据与国内服务器进行交换,并在互联网实时发布获取的动态数据,为极地考察主管部门、考察队员及其家属以及社会公众提供一个了解"雪龙"号航行状态、关注极地考察的窗口,并可通过国内专家团队和专业数据产品为"雪龙"号航行提供有益的信息支撑。雪龙在线目前已经开发的功能包括:实时数据游览、计划航线浏览、实际航迹点抽样显示、查询某一天的实际航线、"雪龙"号动态数据曲线图浏览、"雪龙"号历史航迹回放、南极考察队相关新闻发布以及从国内向"雪龙"号传递海冰分布图等;后续还将进一步扩展陆地端到船端的信息传递和船岸双向互动功能。

雪龙船实时航迹图中的技术处理方法

采用新编《系列世界地图》成果,结合GIS和计算机网络技术,于2004年11月首次实现了我国南极考察“雪龙”船航迹的网上实时跟踪服务。本文详细论述了“实时航迹图”的投影转换原理、图幅坐标与屏幕坐标的映射、航迹线剪裁、网上建立“实时航迹图”及利用可视化组件实现网上“实时航迹图”web应用几个关键技术问题,并给出了解决这些问题的具体方法。

目前我国极地考察破冰船综合保障能力分析与评估

历经40多载发展,中国极地考察体系总体趋于成熟,保障能力日益加强。然而极地考察破冰船综合保障能力无法完全满足国家需求,与发达国家相比仍存在一定差距。冰区作业时间受限、需适应冰-海-气-生物相互作用等立体科学观测技术等要求,为考察船的支撑保障能力提出了更高的要求。本文深入分析了“雪龙”号和“雪龙2”号的综合保障能力,以及在执行科考调查和后勤综合保障的运行模式,对比国外主流极地考察船,从支撑保障能力、管理模式和运行机制等方面探讨了存在的差异、面临的挑战以及存在的不足,为进一步提高我国极地考察综合实力提供建议。

“雪龙2”号极地考察船电力系统谐波计算分析

针对电力系统中,由于正弦电波加压于非线性负载而导致基波电流产生谐波的问题,论文以"雪龙2"号极地考察船电力系统为研究对象,利用SIMSEN模拟工具搭建系统模型,通过改变各元件中的参数,模拟不同工况,成功验证"雪龙2"号总电压谐波不超过5%,单次谐波不超过3%,可有效改善谐波畸变,提升电能质量。

“雪龙2”号极地科考破冰船实验室的特殊设计

为尽可能满足极地科考破冰船多学科多专业的实验需求,"雪龙2"号通过采用大格局和柔性化两大设计理念,在有限的实验室空间内实现"科考为主,运输为辅"的功能定位。采用大格局的实验室,克服船舶实验室面积有限的劣势,尽可能满足各学科专业通用的要求,提高实验室使用效率;采用柔性化的设计,均衡各学科专业实验之间的特殊需求;结合移动式集装箱实验室的调配,采取分航段作业模式,拓展实验支撑能力。工程技术上,通过模块化实验台拼装技术、灵活的水电气衔接技术和标准化固定技术等来实现大格局和柔性化的设计理念。有效解决了多重矛盾:现代极地科考破冰船科考与运输需求并存,航程长但调查窗口期较短,实验室种类少、空间小但综合调查涉及学科专业多、对实验室种类空间要求高,等。

有一匹种公马叫雪龙

那年夏天，学校搞夏令营活动，我去了巫溪的红石坝。到红石坝的第二天，农场派人领我们到各处参观，下午来到马号。马号前的一排桩子上拴了七八匹高头大马，一下子就把我们镇住了。

“雪龙”号南极纪行

2002年11月20日上午9时，在一片欢快的锣鼓和热烈的欢送声中，一声长笛，中国第19次南极考察队“雪龙”号考察船驶离上海港码头，正式启航，开始为期近4个月，航程24000余海里的南极考察航行。这次考察时间紧，任务重，不但要完成长城、中山两站科研人员和物资的运送，更主要的是要在短短的几个月时间进行23个科考项目的实施以及大洋中海洋监测浮标的投放。

“雪龙2”号冰区表层海水采集系统的设计与实现

表层海水采集系统是现代科学考察船装备的基础科考设备,通过连续水样采集,可以为走航观测设备、实验室以及培养容器连续提供表层海水,并获取表层海水pCO2、温度、盐度、叶绿素、营养盐等基础数据。南、北极科考要求表层海水采集系统在南北极浮冰区以及南大洋区域提供实时、高保真以及连续的表层海水。由于极地考察海域的特殊性,表层海水采集系统常会遇到问题,如:在浮冰区经常被碎冰堵塞吸口导致无法正常供应表层海水、海洋生物在管道内附着导致管道污染、海水在输送过程中升温导致无法保持其原位状态、管道生锈污染海水等。为解决上述问题,“雪龙2”号在“雪龙”号的基础上,对防冰堵、海水高保真、实时性、防海生物污染等几个关键技术点进行重点设计,成功建成了一套可在冰区连续运行作业的表层海水采集系统,经过中国第36次南极考察一个航次实践,大概率降低冰堵情况的发生,获取了大量珍贵的科考数据。

“雪龙2”号极地考察船月池系统的设计与应用

[目的]在极地密集浮冰区极地考察船通过舷侧投放和回收科考探测及采样设备的作业模式受限,因此,为顺利获取极地密集浮冰区内数据和样品,需在“雪龙2”号极地考察船舯部设计月池。[方法]结合我国多年极地科学考察的经验,充分考虑极地冰区作业的特点,合理设计可在舷侧与月池作业切换的动线方案,使用创新的水压密月池底盖、特殊的轨道对接方案、低温环境下活动关节除冰等针对性设计,并经过南极考察现场作业的检验。[结果]结果表明,该设计方案可有效开展极地密集浮冰区内科考调查设备的投放和回收作业。[结论]所设计的月池系统能够较好地适用于我国极地考察船的实际需求,形成了与“雪龙2”号船破冰能力相匹配的密集浮冰区调查取样能力。

“雪龙2”号国内首套Sea Ⅲ型海洋重力仪应用分析

Sea Ⅲ型海洋重力仪是Micro-g LaCoste公司在L&R SⅡ型重力仪原理基础上开发的新型摆杆-斜拉零长弹簧海洋重力仪。本文以Sea Ⅲ型海洋重力仪在"雪龙2"号上应用为例,梳理了Sea Ⅲ型海洋重力仪工作原理、重力计算公式、结构特点和优势。对其静态试验及海上动态性能测试进行研究,通过设计重复线、交叉点来评估仪器的动态精度情况。试验表明Sea Ⅲ静态线性月漂移约为0.85×10^(-5)m·s^(2),重力仪观测值能够清晰反映当地固体潮变化特征,动态内符合精度为0.23×10^(-5)m·s^(2),均远优于海洋调查规范相关标准要求。在此基础上,结合"雪龙2"号船型、设备布置等分析总结仪器数据处理流程及仪器性能指标,为后续相关用户提供参考。

“雪龙2”号长柱状取样器的极地应用

中国南北极科考为极地生态、气候等学科发展提供了丰富的数据资源,其中海底沉积物取样是历次科考所涵盖的内容之一。在国际上,箱式、蚌式和多管采泥器作为常规的表层沉积物取样设备。在我国,应注意到在长柱状沉积物取样设备上和国外存在很大差距,增强沉积物取样能力为时下迫切需要解决的难点之一。早期服役的"雪龙"号极地科考船不具备搭载长柱状取样器的能力,采用的为总长度小于8m的普通重力取样器来进行柱状沉积物取样作业,所获取的沉积物岩心样品长度较短,一般在4~6 m。从2019年7月11日始,"雪龙2"号正式交付自然资源部并加入我国极地考察序列。"雪龙2"号配备达到国际主流水平的总长度22 m的长柱状重力活塞取样器。该取样器分别在南北极进行了首次应用,成功获取了长度超过18 m的高质量长柱状沉积物样品,取心率超过80%,极大增强了我国在极地考察过程中采集高质量长柱状沉积物样品的能力。

新一代极地考察船“雪龙2”号的科考功能模块

为达到新一代极地考察船“科考为主,运输为辅”的功能定位,满足不断发展的极地海洋科考需求,“雪龙2”号研发团队结合我国多年极地现场考察经验,通过采用箱型龙骨安装水下声学设备换能器、月池系统用于密集冰区科考设备下放和回收、大空间柔性化实验室和共享显示控制系统等科考功能模块研究应用,实现我国新一代极地考察船科考平台的建造。经多次海试和极地现场航次检验,创新设计的科考功能模块已被实践证明和接受,从硬件上有效提升我国船基科考保障能力。

“雪龙2”号船体监测与辅助决策系统监理

"雪龙2"号船是我国第一艘安装智能船体监测系统的船舶,主要针对"雪龙2"号船智能船体监测及辅助决策系统组成、安装、并网、调试、系统调试与验证进行全面的阐述,可为后续其他船舶智能船体安装调试监理提供技术支撑。

“雪龙2”号船减振降噪过程控制

针对“雪龙2”号船建造过程中各参与方对过程控制进行阐述,并对理论计算结果进行实际验证。同时该船振动噪声从设计、建造两方面分别进行控制,并在船舶航行试验阶段进行了验证。可为后续其他船舶振动噪声控制提供典型案列参考。