基于水流特性的桥区船舶通航风险分析

为评估桥区船舶通航风险,构建考虑船舶运动特性的三维流场模型,研究水流影响下船舶过桥行为的偏航特性和受力特性.确定桥梁和船舶的通航风险评估分级标准,建立了基于模糊逻辑的船舶顺流通航风险评估模型.结果表明,桥墩间距风险等级划分临界值为40和60 m,具体分级标准因水期的不同而异.船速在枯水期、中水期和洪水期的低风险范围分别为1.6~2.5、2.0~2.5和1.6~2.0 m/s.洪水期通航风险高于其他时期,主要表现为通航尺度受限时的撞桥事故.相比于传统评估模型,所提模型根据船舶直接受力与运动表现来确定桥梁、水流和船速等因素分级标准,简化了评价指标体系,降低了模型主观性.

白河包营枢纽船闸下游口门区优化方案研究

包营枢纽下游引航道口门区流场复杂、混乱。为保障内河船舶通航安全,对枢纽下游河道整体水域进行数值模拟研究,分别对比分析扩宽河道、扩宽河道+口门区设置导流墩、扩宽河道+布置隔流堤3种优化方案前后的枢纽通航条件。结果表明,原始方案中,当流量最大时横流、纵流最大流速分别为0.95、3.60 m∕s,超出0.65、1.60 m∕s的安全限值,且延长隔流堤导致末尾处下泄主流出现较大回流、横流的不良流态。最终选定在扩宽河道的基础上设置导流墩为最佳优化方案,与其他方案相比,此方案可加强主流与口门区局部流场的动量交换,减小速度梯度以及主流与口门区夹角,显著改善口门区水流条件,保障船舶通航安全。

北部湾港平陆运河江海联运方案研究

平陆运河始于西江航运干线中上游的西津枢纽水库支流平塘江口,终于北部湾港,是优化提升全国水运网络、加快建设国家综合立体交通网的联网工程,是建设西部陆海新通道、加快建设交通强国的标志性工程。根据《国家综合立体交通网规划纲要》部署,北部湾港总体规划正在编制,需要统筹考虑平陆运河江海联运枢纽空间布局和平面布置方案。综合考虑平陆运河江海联运量、北部湾港各港区建港条件和资源容量,以及既有港口资源利用情况,按照“就近转运、用足存量”的原则,因地制宜提出分货类的江海联运枢纽布局,制定了大小泊位能力匹配、运输组织高效的平面布置方案,同时也提出明确防城港域航区划分、研究开通防城港水运疏港通道(皇城坳运河)、有序推进现状码头升级改造等建议,为平陆运河建设投产后江海联运平稳运行提供技术支撑。

基于专利数据关联共现的通导遥技术关键领域识别

为了深入了解我国通导遥技术的发展现状,预测未来的技术发展趋势,通过Ucinet软件,对通导遥专利涉及的20个技术领域进行了深入分析.研究结果显示,在我国通导遥领域所涉及的20个技术领域中,各领域的关联程度较好.其中,电信、测量、数字通信和计算机技术是核心技术研究方向,五类中间人角色在技术网络中都存在,其中守门人最为突出.提出了应积极促进跨领域的技术融合,完善研发机制和着眼于新兴技术领域等建议.

长江下游桥区动态自适应自主航行决策方法

针对长江下游桥区环境复杂且时变,存在特殊航行规则、可航水域受限等问题,提出一种自主航行决策方法。在该类水域,基于数字化交通环境模型,结合导航模型、船舶操纵运动数学模型(MMG)、航向航迹控制方法构建自动航行模型。以航行规则和良好船艺为前提计算可行操纵区间,依靠时序滚动框架消除剩余误差和自适应目标船(TS)机动,求取自主航行决策方案。仿真结果表明:该方法能自适应时变环境,实现自适应多目标避让,并沿推荐航线安全通过,为桥区水域自主航行提供一种自适应的决策方法。

残膜回收机有效作业面积监测系统设计研究

为便于新疆棉田残膜回收的精准作业收费和补贴,设计了一种残膜回收机有效作业面积监测系统。通过仿真试验对比锁相放大器降噪前后残膜回收机作业时经纬度数据,得出锁相滤波对于噪声环境有较好的抗干扰性能;采用高斯投影正算方法将降噪后经纬度数据转化为平面坐标,得出1.5°带的高斯投影的相对误差相较于3°带降低了0.01%。同时,利用卡尔曼滤波算法和构成角方法筛选有效作业轨迹,使用缓冲区法计算重复作业面积,最终利用轨迹算法精准获取残膜回收机有效作业面积,得出所设计的残膜回收机有效作业面积监测系统对于大块农田测量时相对误差为2.6%,对于小块农田测量时相对误差为3.3%。研究结果表明:所设计的残膜回收机有效作业面积监测系统可以精确计算出残膜回收机的有效作业面积,为残膜回收机作业质量评估提供了一定的理论基础。

基于双预瞄纯追踪算法的丘陵山区农机差分导航系统研究

针对丘陵山区农业机械因体积小、种类多,难以无人作业改造的问题,搭建基于双预瞄纯追踪算法的丘陵山区农机差分导航系统,完成导航系统结构、路径规划策略和追踪控制器的设计。使用Ntrip DTU和北斗定位板卡完成差分定位。采用平滑转向方式,提出适用于丘陵山区的全局路径规划策略,可有效适配不同转弯半径的农机,减少地头区域。设计双预瞄纯追踪模糊控制器,开展与纯追踪控制器的对比仿真试验,并搭建试验样机完成测试。实际测试结果显示:控制器在追踪直线时,在s=2.9 m处收敛,在之后的直线追踪中平均绝对误差保持在0.01 m;在追踪曲线时,两段弯道最大误差分别为0.08 m和0.75 m,平均绝对误差0.04 m。

急弯河段新建船闸上游引航道通航条件研究

在急弯河段已建枢纽上新建船闸工程,船闸布置受限因素众多,通航条件复杂。为分析船闸引航道通航水流条件,建立袁河石洲枢纽1:80正态物理模型,开展急弯河段船闸上游引航道通航水流条件试验,对比隔流堤不同长度口门区的流速分布,同时结合自航船模试验分析船闸口门区通航条件。结果表明,延长隔流堤对减小口门区横向流速峰值、改善流态作用明显;隔流堤延长250 m时,石洲船闸上游引航道最高通航流量可达到规范要求的20 a一遇洪水。

基于Haar小波变换的重力场方向性适配区选取方法

水下重力场适配区的选取在重力匹配导航系统中起着至关重要的作用,传统适配区选取方法通常以重力场区域统计特性作为评价标准,而存在对方向适配性特征描述不准确的问题,在适配区中往往存在某一航向轨迹的匹配精度大幅下降的情况。针对此问题,提出一种基于Haar小波变换的方向性适配区选取方法,将小波变换后得到的高频信息图进行再组合,从而得到针对于任意指定航向的重力高频信息图。通过对某一海域的船载重力数据进行实验验证,基于所提方法可以根据当前航向选取出更具有针对性的适配区域,适配区内匹配率提升6.3%。所提出的方法不仅解决了现有适配区选取方法对方向适配性描述不准确的局限性,而且为潜航器选择以何种航向进入适配区起到了指导性作用。

内河水上服务区绿色评价指标体系研究

为明确内河水上服务区绿色化建设目标和方向,促进水上服务区绿色效能提升,开展了水上服务区绿色评价指标体系研究,提出了一种适用于各类建设型式的水上服务区绿色评估方法。首先,在分析水上服务区建设型式和绿色建设现状的基础上,提出水上服务区绿色评价的主要原则,结合《绿色交通标准体系(2022)》与相关绿色评估标准明确具体的绿色化要素;其次,构建了水上服务区绿色评价指标体系,利用专家打分与层次分析法结合的方式确定指标权重,结合服务区实际情况验证指标权重的科学性,提出各项指标的评分方法;最后,运用所构建的指标体系对重庆某水上服务区进行评价。结果表明:该水上服务区可达到4星级绿色水平,验证了评价指标体系的适用性,并指出该服务区在节能管理、能耗监测、人员制度方面存在短板,为后续服务区优化提升提供了依据。

面向冰区船舶航线的混合规划算法

针对自然环境恶劣且复杂的北极海域,本文旨在解决冰区船舶的航线规划问题。基于栅格法建立了冰区船舶的作业空间,采用改进蚁群算法规划出全局航线,将预处理后航线的各节点作为待规划的子目标,使用改进滚动窗口算法求解出最终航线。仿真结果表明:改进蚁群算法能以更快的迭代速度规划出静态环境中的全局航线,节点删除算法可剔除冗余节点,降低后续算法的计算复杂度,改进滚动窗口算法能在全局航线的基础上,有效规避环境中的动态障碍物,求解出混合环境中符合冰区船舶运动性能的最终航线。

信江八字嘴航电枢纽工程坝址方案选择

在信江下游鄱阳湖区,地形水系复杂,河流分汊较多,坝址选择的河段范围大,枢纽坝址的方案选择较复杂。以信江八字嘴航电枢纽工程为例,在确保各坝址枢纽满足通航要求且与上下游梯级衔接的基础上,采用对各坝址枢纽功能、河道及两岸地形、建筑物布置合理、减少库区淹没等条件进行分析利弊的方法,提出坝址选择的思路,从地形地质条件、枢纽布置、工程量、通航条件、航道衔接条件、施工条件、库区淹没、工程总投资等方面进行坝址综合比选,得出八字嘴航电枢纽工程的推荐坝址。通过方案论证梳理坝址选择和枢纽布置的思路,成功解决了河口湖区复杂水系地形条件下的坝址选择难题。

导流墩布置对岩滩升船机下游口门区通航水流条件影响

针对岩滩升船机升级改造后口门区水流紊乱,横流、回流强度超标等问题,采用二维数学模型,重点论述导流墩不同布置方式对口门区通航水流条件影响,分析导流墩不同形状、数量和相对间距下的水流流态,对比口门内横向流速、纵向流速及回流流速等水力参数,进一步探究导流墩布置规律,优化导流墩布置方式。结果表明:导流墩对口门区通航水流条件有明显改善作用,在岩滩下游口门区布置7~8个八边形导流墩,且当导流墩的间距和长度之比控制在0.50~1.00范围时,可有效改善岩滩升船机下游口门区通航流态,使其满足船舶安全通航要求。

船闸口门区布置及其通航安全判别标准

针对应用《船闸总体设计规范》进行船闸引航道口门区及制动段布置时遇到的问题,从船舶通航安全角度阐述了船闸引航道制动段、口门、口门区和连接段的内涵。介绍了国内外现有船闸口门区通航安全判别标准并指出其存在的问题,分析引航道口门区的水流特性及船舶舵效原理,提出一种切实可行的船闸通航安全制动段水流条件判别方法,对船闸整体模型试验及船闸总体布置具有一定借鉴意义。

我国在“冰上丝绸之路”行使航行权的困境及出路

当前部分北极沿岸国依据《联合国海洋法公约》“冰封区域条款”,在“冰上丝绸之路”制定特殊航行管制措施,限制他国船舶行使航行权。这些特殊航行管制措施超越了《联合国海洋法公约》的适用范围,违反了适当顾及义务。《国际极地水域营运船舶规则》是“冰封区域条款”的重要补充,是我国在“冰上丝绸之路”行使航行权的法律依据之一。为保障在“冰上丝绸之路”的航行权,我国可以在三个层面加以应对:首先,在联合国体系下积极参与国际航行规则的制定;其次,通过北极理事会等区域平台参与“冰上丝绸之路”建设;最后,加强与北极沿岸国的合作与对话,共建“冰上丝绸之路”。

智能航保体系构架与关键技术研究

智能航保作为智能航运五大要素之一,是航运数字化转型的重要环节,需构建标准化航海保障基础设施和信息服务体系,以适应智能化水上交通动态管控需求。对国内外智能航保发展现状进行分析,从数据中心、服务平台和场景应用等方面提出智能航保体系架构;对智能航保建设关键技术进行探讨,包括6个基础技术和3大前瞻技术;以智能海事监管和智能港口服务作为案例分析智能航保的典型服务模式与作用。结果表明:智能航保是一个以应用需求为导向、以数据为基础的航海保障数字化、智能化转型的发展体系。该研究能为我国智能航保建设提供技术支持。

3种数字化技术在前牙美学区种植中的精度分析

目的:比较全程动态导航、全程静态导板与先锋钻导板在前牙美学区种植中的精度。方法:纳入前牙美学区单颗牙种植修复的患者45例,随机分为3组(n=15)。A组采用易植美全程动态导航下进行种植手术,对B组和C组患者3D打印制作牙支持式种植导板,B组应用ASTRA EV全程静态导板辅助外科植入植体,C组制作先锋钻导板,半程导板辅助植入,测量术前设计和术后结果之间的偏差。术前、术后拍摄CBCT,导航组将数据直接导入自带软件,导板组导入3shape软件进行三维重建,与术前设计进行配准拟合,测量分析各个位点的偏差。数据采用SPSS 25.0软件分析。数据为定量资料,S-W检验显著性;数据方差齐性,采用±s进行描述性分析,3组间结果两两比较采用单因素方差分析(ANOVA)。结果:数据均呈正态分布,A组种植体顶部中心点距离偏差为(0.571±0.196)mm、水平向偏差为(0.405±0.222)mm、种植体底部中心点距离偏差为(0.449±0.267)mm、垂直向偏差为(0.312±0.223)mm、两中心点连线角度偏差为2.257°±0.989°;B组5项数据分别为(0.520±0.242)mm、(0.219±0.201)mm、(0.643±0.284)mm、(0.464±0.292)mm、1.272°±0.951°;C组5项数据分别为(1.179±0.365)mm、(0.667±0.276)mm、(1.518±0.566)mm、(0.967±0.444)mm、2.568°±0.632°。A组和B组5项偏差均显著小于C组(P<0.05);B组在两中心连线角度的偏差显著小于A组(P<0.05),其他4项偏差A组和B组无显著性差异(P>0.05);结论:全程动态导航、全程静态导板的精度显著高于先锋钻导板,全程动态与全程静态导板导航的精度无显著差异。

基于海底底质及地形特征的地形辅助导航适配区选择方法

随着多波束测深技术的不断发展,地形辅助导航广泛应用于海上舰船。本文针对传统特征参数没有包含深度以及海底底质因素而导致水下地形导航适配区判定不准确的问题,提出基于海底底质及区域地形特征的地形辅助导航适配区选择方法。本方法基于多波束探测数据,对区域地形数据进行统计分析,通过层次分析法对地形特征参数以及海底底质等适配性评价指标进行综合分析,得出权重向量并构建适配区选择准则函数,对匹配区域进行适配性判断。利用ICCP算法进行地形匹配蒙特卡洛仿真实验,实验结果表明,适配性选择函数克服了传统特征参数对匹配区域分析不全面的问题,可有效选择适配区,适配区内匹配误差小于5 m。

小庙洪航道渔船航路及警戒区设置探讨

根据南通沿海港区与渔港相关基础资料,分析了小庙洪航道商渔船通航安全风险,并探讨了渔船航路及警戒区布置方案。结果表明,与东灶渔港渔船习惯性航路重合的三夹沙南航道转弯段横流大、航行条件复杂,通航安全风险较大,可考虑沿东侧天然汊道布置渔船航路或东灶渔港搬迁方案。吕四中心渔港和蒿枝港渔船习惯性航路与小庙洪航道交叉,存在一定的通航安全风险,可在商渔船交会处设置警戒区,引导通航秩序和改善通航环境。

长洲五线船闸下引航道通航水流条件试验研究

近年随着长洲枢纽货运量持续高速增长,现有4线船闸已不能满足日益增长的货运量过闸要求,需修建五线船闸来满足货运量发展需求。采用整体水工模型试验的方法,研究长洲五线船闸下引航道口门区的通航水流条件,并提出下引航道通航条件的改善措施。结果表明,受长洲五线船闸下引航道口门区河床地形不衔接、外江下泄水流斜冲和下游弯道凸嘴顶托等问题,口门区存在较大横流和回流等不良流态,通航条件较差。通过采取调整口门区下游衔接段河底高程、削除下游弯道凸嘴、疏浚扩挖外江河道左岸边滩等措施,可有效改善五线船闸下引航道口门区通航水流条件,调顺船舶进出闸航线,使之满足船舶安全航行要求。