基于变成像平面的海面运动船舶ISAR成像方法

海面船舶目标在高海况下呈现复杂的六自由度运动。采用长合成孔径时间的ISAR成像可以提高船舶目标的方位向成像分辨率,有助于船舶目标的检测与识别。然而,长合成孔径时间内,船舶目标的有效转轴与雷达视线都会发生变化,成像平面也会发生变化,不符合ISAR二维转台模型假设。直接采用常规的ISAR成像算法可能导致船舶目标图像散焦。因此,为了提高合成孔径时间并增加方位向成像分辨率,本文提出了一种变成像平面成像算法,首先基于成像聚焦质量评估中常用的最小熵准则,估计船舶目标的转动参数,并根据转动参数调整成像平面,然后在调整后的成像平面上进行BP成像。仿真实验表明,所设计的算法能够突破ISAR二维转台目标成像的限制,增加合成孔径处理时间,并提高方位向成像分辨率。

基于LSTM模型的船舶材料成本滚动预测

船舶建造周期长、材料成本占比大,易受大宗商品价格指数和汇率等多个因素的影响,造成实际完工成本与报价估算存在较大误差的情况。采用灰色关联分析(Grey Correlation Analysis,GCA)方法识别材料成本的影响因素,基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型构建船舶材料成本滚动预测模型,并使用某造船企业53艘64000 t散货船63个月的材料成本数据和对应的影响因素数据进行试验分析。结果表明,预测数据与实际数据误差在可接受范围内,可证明所选择方法和构建模型的有效性。研究结果对制造过程的成本实时预测和控制具有现实意义。

环境驱动无人船大洋长航程路径规划研究

环境驱动无人船,如波浪滑翔机、saildrone等,由于自身低航速性、欠驱动性和弱机动性,导致其在大洋航行时受洋流干扰显著,甚至在部分强洋流海域出现失控的情况。本文基于先验已知的动态流场,通过B样条控制点随机生成无人船路径,并计算每一条路径在动态流场中考虑路径距离、航行速度以及路径光滑度的综合代价函数,使用遗传算法迭代搜索最优控制点组合。此外,考虑到大洋长航程路径规划中时间跨度长的特点,将出发时间作为路径优化参数,对比分析不同出发时间对行程用时的影响。仿真表明,所提出的路径规划策略能够有效提升大范围动态流场中欠驱动无人船的平均航速,缩短目标抵达时间。同时,在大范围长时序航行中,选择适当的出发时间可以进一步缩短行程用时。

基于长短路融合及数据平衡的SAR船舶检测算法

针对SAR图像检测船舶任务中的目标小、近岸样本目标检测困难等问题,文章提出一种名为长短路特征融合网络(Long and Short path Feature Fusion Network,LSFF-Net)的船舶检测网络。该网络通过长短路特征融合模块有效协调了大目标与小目标检测,避免小目标特征信息的丢失。网络中应用结构重参数化结构提高了模块学习能力。为了满足多尺度目标检测,加入特征金字塔网络,融合多尺度特征。为了应对近岸样本目标检测,设计数据重分配算法,提高了对近岸样本目标的检测精度。实验结果表明:在公开数据集检测时,算法的平均精度(Average Precision,AP)达到97.50%,优于主流目标检测算法。该方法为提高SAR图像中小目标和近岸样本目标检测精度提供了新的实现方案。

基于ESSA-LSTM的养殖工船水质溶解氧预测方法研究

为了准确预测水质参数中的溶氧量,采用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,提出一种增强型麻雀搜索算法(Enhance Sparrow Search Algorithm,ESSA)以改进预测率的精确性。该算法引入了Circle混沌映射进行种群初始化,并结合正弦余弦算法和Levy飞行策略分别对侦察者、跟踪者的位置进行更新,以促使麻雀个体能够快速跳出局部最优解。首先将ESSA与多种其他算法进行多形态基准函数对比测试,结果表明该算法在多个基准函数上展现出出色的性能和鲁棒性;随后将其应用于LSTM模型参数寻优,并与其他优化算法进行比较,结果显示基于ESSALSTM模型的预测率达到99.071%,相较于基本麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)、灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)、海洋捕食算法(Marine Predators Algorithm,MPA)、鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)分别提升了2.142%、6.653%、6.682%、7.714%。研究表明,使用ESSA显著提高了溶解氧预测率,并有效减少了参数设置的盲目性和时间成本。

抑制船尾拖纹的长时段船舶跟踪方法

船舶跟踪任务中水面拖纹干扰和目标遮挡会影响船舶跟踪的效果。提出一种抑制船尾拖纹的长时段船舶跟踪方法。对图像预处理,提升图像清晰度;使用离线训练的拖纹检测器检测水面拖纹,实时校正船舶跟踪框;根据感知哈希算法判断是否发生目标遮挡,遮挡时使用在线检测器对目标区域进行检测,找回船舶位置并初始化跟踪器,实现长时段跟踪。实验结果表明,该方法能有效抑制船尾拖纹对跟踪的影响,提高船舶跟踪精度,实现长时段船舶跟踪。

长大桥梁非通航孔桥船舶撞击风险评估模型及工程应用

针对长大桥梁非通航孔桥船撞风险评估问题,基于风险指数评估方法,考虑船舶信息、航道信息、桥墩信息、水流和风力等关键影响因素,建立船舶碰撞非通航孔的风险评估模型。以某跨海长桥为背景,基于船舶交通流统计数据,从危险性、暴露性和脆弱性三方面,对3座主通航孔桥两侧的非通航孔桥船撞风险进行了定量统计分析。结果表明:A通航孔桥两侧非通航孔桥墩船舶撞击风险低,B通航孔桥和C通航孔桥两侧的非通航孔桥墩船舶撞击风险非常高。建议从通航管理、导助航设施、预警措施、拦截措施、应急处置等方面建立综合防护措施来降低非通航孔桥的船撞风险,避免发生船舶碰撞桥梁的事故。

较长周期波浪作用下系泊船舶离泊波浪标准的试验研究

系泊船舶的离泊波浪标准是保证船舶系泊安全的重要参数,尤其是在较长周期波浪作用下,系泊船舶安全是需要关注的重要问题之一。本文对不同吨位油船、LNG船和散货船进行了较长周期波浪作用下的系泊试验研究,分析了船舶缆绳拉力随波浪周期的变化规律,提出了用以估算缆绳最大拉力的经验计算公式,并结合相关规范要求,给出了较长周期波浪作用时离泊波高随周期变化的折减系数。研究成果可以为实际工程设计提供参考。

带倾角长艉轴的新型安装方法

若船舶艉轴长度过大,则无法直接从艉轴支架与艉轴管之间的空间将艉轴送入艉轴管;若轴系中心线与船舶基线存在倾角,则无法将艉轴直接水平送入艉轴管。针对上述情况,利用专用工装托架和模块化运输车,对带倾角长艉轴的安装过程进行分解。以长度为17 m、倾角3°的艉轴为例进行三维仿真模拟。结果表明,所提出的安装方法可行。

超长距离沉管浮运技术研究及应用

深中通道沉管预制场位于珠海市桂山岛,与隧址区距离约为50 km,这是目前国内最长的沉管拖航距离,并且需要穿越多个社会航道。经过方案比选选择了浮运安装一体船的拖航方式,并开展了船管连接、航道设计,并针对不同的航道特点,选择不同的浮运操控方式,减少了社会航道的航道管控时间,保证了浮运的安全,可为类似项目提供参考。

区域船舶交通流量预测ChebNet-LSTM模型

针对船舶交通流量预测模型对船舶流量数据空间特征考虑较少的问题,建立一种由切比雪夫网络(Chebyshev network,ChebNet)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)组成的深度学习预测模型ChebNet-LSTM。ChebNet的K阶卷积算子有利于提取船舶流量数据的空间特征,而LSTM用于学习船舶流量数据的时间特征。选取舟山水域中船舶流量不同的3个区域进行船舶流量预测实验。结果表明,所提出的ChebNet-LSTM模型可以有效地提取船舶流量数据的时空特征,在各项评价指标上的表现均优于对比模型,预测精度得到较大提高,可以为水上交通智能航行提供数据支撑。

水面舰艇长期远航影响舰员生理和心理健康状况的时间窗比较

目的比较研究水面舰艇长期远航影响舰员生理和心理健康状况的时间窗差异,为制定合理的卫勤保健提供依据。方法随舰统计某水面舰艇258名男性舰员远航20周期间的患病情况(两周患病率);并于出航前第7天和远航第28天、77天、142天采用症状自评量表(Symptom Checklist90,SCL-90)对舰员的心理健康状况进行抽样调查分析。结果出航后舰员的两周患病率急剧升高、并迅速达到高峰,以后逐渐下降。远航8周后的两周患病率趋于稳定和常态化,与出航前比较未见明显差异(P>0.05);远航第28天舰员SCL-90总均分和各项因子分值与出航前比较无明显差异(P>0.05),但远航第77天舰员的SCL-90总均分和躯体化、敌对性、偏执、其他因子分值明显高于出航前水平(P<0.05),其中敌对性因子分值还明显高于军人常模值(P<0.05)。远航第142天的心理测评中,除其他因子项分值仍显著高于出航前水平(P<0.05)外,舰员的SCL-90总均分和各因子分值均基本回落至出航前水平(P>0.05)。结论水面舰艇长期远航影响舰员生理和心理健康状况的时间窗存在明显差异,前者位于远航初期,而后者在航行中期。

基于TCN-BLSTM-TPA模型的不规则波中船舶运动预报

为了提高不规则波浪中船舶运动预报精度,将时序卷积神经网络和注意力机制双向长短期记忆神经网络相结合,建立能够挖掘时序特征并聚焦局部信息的网络结构,用于预报不规则波浪中船舶运动,并提出一种自适应粒子群优化算法用于神经网络超参数优化。以5级海况下船舶在横浪中的横摇运动和迎浪中的垂荡和纵摇为测试算例,验证该模型的有效性。研究结果表明:改进的粒子群算法增强了模型对不同提前预报时长的适应性,有效提高了模型的预报精度;在提前预报时长达到15 s时,相较于注意力机制双向长短期记忆神经网络模型,所提出模型在船舶横摇、垂荡和纵摇运动预报精度上至少提升了29%、31%和44%。该研究成果可为船舶在不规则波浪中运动短期预报提供参考。

超视距反舰导弹命中概率分析

远程化是反舰导弹的一个发展方向,由于地球曲率的影响,水面舰艇需依靠友方指示目标,目标指示数据的精度影响反舰导弹的命中概率。在分析目标数据误差形式的基础上,根据解命中原理和寻的雷达捕捉目标的原理,设计了一种远程反舰导弹命中概率计算模型。仿真显示,目标方位和目标速度误差对命中概率影响最大。

反舰导弹制导技术发展综述

反舰导弹是打击水面舰船目标的利器,制导系统是反舰导弹实现作战任务的核心。首先从装备角度,介绍了世界先进的现役反舰导弹,特别介绍了以新型远程反舰导弹项目为代表的新一代反舰导弹最新进展;然后从技术角度,论述了反舰导弹弹道机动控制、精确制导、智能化制导等制导技术发展现状;最后以智能化为主线,梳理出在线弹道规划与重规划、智能规避与主动突防、复杂环境下自主目标识别、精确协同探测与攻击等反舰导弹制导技术发展动向,为新型反舰导弹研制启发思路,可为反舰作战提供有价值的技术参考。

舰空导弹对飞机目标近快战发射区研究

针对在使用中远程舰空导弹打击飞机目标的作战中,使用"近快战法"时的发射区进行了研究。分析了飞机目标逃避舰空导弹打击的机动策略,分析并建立了计算舰空导弹近快战发射区边界参数的计算公式,并结合实际典型算例给出近快战发射区参数结果。研究结果可为使用中远程舰空导弹对高速机动飞机目标实施近快战法战术依据,对中远程舰空导弹武器战斗使用研究也具有一定的参考价值。

无压载型船的研究进展及其在渔业船型中的开发应用

概述了无压载水船舶的发展历史及研究现状,详细介绍了当前世界流行的贯通流系统船体、NOBS理念船体(V型船体)和单一结构船体3种主要无压载水船的设计理念,结合渔业船舶的特点就无压载水船型在渔船上的应用前景进行了分析和讨论,并从节约能源和减轻环境污染的角度,对未来远洋渔船的船型设计提出了建议。

对舰船远航食品安全保障体系建设的思考

鉴于舰船远航面临远离陆地补给和复杂海况环境等对食品安全保障的特殊要求及困难,为解决海上食品安全保障复杂性、艰巨性和高风险性等问题,本文从远航食品安全制度建设、组织保障、上舰食品全过程溯源系统等方面构建了舰船远航食品安全保障体系的主要内容,提出了控制食品源头、规范加工操作、优化生产环境等措施,并对其进行了建设性的思考,从而保障舰船远航食品新鲜方便、营养安全,并延长贮藏期,以满足舰船远航食品的要求。

深冷型远洋金枪鱼延绳钓船的技术经济分析

在掌握大量相关资料的基础上,用系统分析的方法,对深冷型远洋金枪鱼延绳钓船的技术经济特征进行了分析。首先建立目标函数的数学模型,并对该数学模型的特性进行分析。在此基础上,采用SA算法(模拟退火算法)与单纯形加速法相结合的方式,在单目标下对最优船型进行了论证,并对最优船型参数的稳定性予以分析。其结论可供船舶选型时参考。

线导鱼雷攻击远距离舰艇目标影响因素分析

使用线导鱼雷攻击远距离目标时,除了受目标方位误差的影响外,还应该综合考虑目标的运动态势(速度、舷角)以及目标距离等因素的影响。建立了线导加声自导鱼雷控制模型,通过仿真得到不同目标舷角、不同目标速度及不同射距条件下鱼雷捕获目标概率,根据仿真数据对目标舷角、目标速度及射距对线导鱼雷攻击远距离目标的影响进行分析,给出使用建议和应注意的问题。