知识工程技术在船体设计中的研究进展与展望

随着人工智能的蓬勃发展,知识工程作为一门研究知识智能化处理的工程技术学科,逐渐成为研究热点,基于知识工程的船舶设计方法也得到越来越多的关注。为此,从船舶总体概念方案设计、船体结构设计和船舶布置设计3个方面,系统归纳和分析国内外知识工程在船舶设计领域的应用发展情况,并详细介绍船舶型线设计和厂所协同设计中知识工程应用的两个典型案例。同时,总结提炼出知识工程应用中存在的主要问题与制约因素,并对大型语言模型(LLM)技术推动知识工程发展进行展望。通过知识工程技术,船舶设计可实现智能化,能快速调用相关规范与要求,并将已有的经过充分实践论证的船舶设计知识进行储存及衍生,从而提高设计效率,缩短设计周期,但对知识工程技术的充分应用仍面临诸多挑战,需进一步探索与完善。

型线知识图谱在长江散货船型线设计中的应用

[目的]针对长江航运航行环境复杂,部分船型能耗大、污染严重,迫切需要开展绿色智能船型研究的现状,将知识图谱应用到型线设计方法中,以适应绿色智能技术发展对船型优化的要求。[方法]构建长江货船型线知识图谱及推理模型,提出基于知识图谱的型线设计流程,完成长江6000吨级散货船型线的快速设计,并与常规方法设计的船型进行对比。[结果]与常规设计船型的对比结果表明,快速设计船型具有2.39%的降阻效果。[结论]验证了基于知识图谱的型线设计方法的有效性。

基于知识的船舶结构快速有限元建模方法

[目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据共享。首先,基于专家知识对CAD几何特征进行工程语义标记,生成CAD信息模型;然后,基于构建的知识规则对CAD信息模型进行特征约简;最后,采用XML中性文件构建基于知识的数据传递和匹配方法,将几何特征和属性信息与预先构建的CAE参数化模板进行匹配,快速实现船舶结构的有限元建模。[结果]以某66000 DWT散货船典型装载工况的舱段结构强度计算分析为例,所提方法可以实现几何模型、边界条件等信息的自动提取、标记以及模型自动约简,通过基于知识的特征匹配规则快速实现结构有限元建模及分析,有效减少了数据传递过程中丢失并实现知识重用。[结论]通过嵌入知识重用规则搭建的船舶结构快速有限元建模方法,提高了CAD与CAE系统之间数据、信息、知识的转换效率,在实际工程中具有良好的通用性和可扩展性。

融入先验知识的轮印载荷下三跨梁最危险工况求解方法

[目的]旨在研究解决多个轮印载荷作用下直接调用优化算法进行最危险工况求解,可能陷入局部最优解的问题。[方法]将先验知识与最危险工况分析通用黑箱求解算法融合,一方面将每个轮印载荷位置定义为设计变量,无需预设一组轮印载荷的相对位置,更具普适性;另一方面将载荷按照大小顺序紧密聚集会产生较大应力,载荷作用在梁结构跨中和支座附近时会产生较大弯矩和剪力等,将这一船舶结构力学知识融入优化求解过程,提出基于遗传算法的危险初始种群生成策略和轮印载荷整体平动策略,以减少陷入局部最优解的可能。推导单轮印载荷作用下三跨梁结构的理论弯矩及剪力分布,通过枚举所有可能组合找出多轮印载荷理论最危险作用位置,以此验证所提出的最危险工况分析求解算法的正确性。[结果]相比于使用遗传算法直接进行搜索的经典方法,使用所提方法得到的6个轮印载荷作用下的最危险弯曲正应力值提升5.98%,剪应力提升8.59%,且多次计算结果与理论解误差不超过0.5%。[结论]算例结果表明所提方法能够准确、稳定且快速地搜索到最危险的载荷位置。

海军医院专科护士循证护理能力现状及影响因素

目的:调查上海市某2所海军医院专科护士的循证护理能力现状,并分析其影响因素。方法:采用便利抽样法选取2023年1月—4月上海市某2所海军医院的225名专科护士为研究对象;采用一般资料调查问卷、护士循证实践素质与实施水平量表、中文版循证护理实践障碍量表、护理组织氛围量表进行横断面调查及影响因素分析。结果:海军医院专科护士的循证实践素质与实施水平得分为[70(57.00,79.00)]分。多因素分析结果显示,学历、有无带教资格、成为专科护士的年限、从事专科、科研研究报道质量均是专科护士循证护理能力的影响因素(P<0.05)。结论:海军医院专科护士的循证护理能力适中,护理管理者应结合专科护士实际情况加大培训力度、优化培训体系、因材分层施教,营造积极的循证学习氛围,以期提高专科护士的循证护理能力。

舰艇部队人员慢性疼痛的正念减压干预试验

目的:探讨正念减压干预(MBSR)对某舰艇部队慢性疼痛人群疼痛、焦虑抑郁情绪以及生活质量的效果。方法:招募某舰艇部队慢性疼痛人员72例,将其随机分为MBSR组和常规干预组。常规干预组只接受常规管理,MBSR组在此基础上进行MBSR。采用麦吉尔疼痛量表简化版(SF-MPQ)、焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)、简明健康状况调查表(SF-36)进行基线及8周干预后测评。结果:MBSR组SF-MPQ的3个部分得分、SAS、SDS得分及SF-36各维度得分的基线与8周干预后差值均高于常规干预组(均P<0.05)。结论:正念减压干预能减轻舰艇部队慢性疼痛人群疼痛感受程度,缓解其焦虑、抑郁情绪,提高生活质量。

海军战创伤救治情景模拟教学的模式探讨

海军战创伤救治是海军医疗卫生工作的重要内容,也是海军医学教育的难点和重点。本文介绍了情景模拟教学法在海军战创伤救治课程中的应用经验,探讨了情景模拟教学法的理论基础、实施过程和新模式的探索经验,为海军医疗卫生教育提供了一种有效的教学模式和研究方向。情景模拟教学法是根据海军海战伤的特征和难题,构建具有真实感、情境感和挑战性的教学场景,引导学生在模拟的真实环境中,扮演不同的角色,开展交流、讨论、决策等活动,以实现学习目标的教学方法。情景模拟教学法能够提升学生对海军战创伤救治的认知和理解,培育学生的临床思维和操作能力,增强学生的适应能力和团队协作能力。情景模拟教学法的新模式,如小班轮转式项目式学习教学法、翻转课堂的情景教学法等,能够结合其他有效的教学方法,为情景模拟教学提供更多样化、更灵活化、更创新化的选择。

海军基地防御战斗中的电子对抗

从近年来的几场高技术局部战争来看,在未来高技术局部战争中,交战双方都将广泛使用电子战手段,谁拥有了"制电磁权",谁就能掌握战争的主动权。以近年的几次高技术局部战争为背景,对电子战在海军基地防御战斗中的使用和战术运用情况进行了研究,分析了在海军基地防御中电子战的作战组织形式及特点,并提出了一些建议。

舰载机飞行员脊柱骨折术后治疗并成功复飞1例报道

目的通过分析我国首例舰载机飞行员脊柱骨折术后经过康复治疗成功复飞的案例,提出我军舰载飞行员脊柱康复的评估和治疗原则。方法患者男性,35岁,舰载机飞行员,2016年4月因坠落导致L1脊柱椎体粉碎性骨折并多发骨挫伤,入住解放军总医院第六医学中心(原海军总医院),经过微创后路经椎弓根内固定、L1椎体经皮微创植骨手术,仍存在四肢、躯干活动障碍。后期康复治疗分为初、中、末三个阶段,包括了关节活动度(range of motion,ROM)、核心肌力、远端肌力、心肺功能、步态及职业能力的评估和治疗。结果经过1年康复治疗结束后,患者已能完成6级腹桥,脊柱关节活动范围正常、心肺功能和动态步行等指标均显著提高,功能性动作测试(functional movement screen,FMS)评分33分。2017年3月经原海军、航天员中心、空军等多个机构专家鉴定,意见为飞行合格,并于2017年5月31日复飞成功。结论经过三级康复,患者运动能力已达到球类运动员水平。故阶梯康复治疗可以应用在军事飞行员脊柱康复治疗中。

电罗经故障诊断的案例推理原理与方法研究

针对电罗经的特点和传统专家系统的不足,分析了基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)技术的一般过程,指出了CBR具有获取知识容易、问题解释清晰、道理易于理解等优势,提出将基于CBR技术应用于电罗经的故障诊断,开发基于CBR的电罗经故障诊断系统,进而详细阐述其CBR原理构建、系统结构设计、案例组织形式设计、检索策略设计和工作流程,并研究其系统实现方法。案例分析结果表明,所开发的基于CBR的电罗经故障诊断系统能够有效提高其维修的正确性和高效性。

信息化舰炮武器系统体系结构

以信息化形势下的军事变革为背景,首先对信息化舰炮武器系统体系结构的国外现状进行了分析,然后系统研究了信息化舰炮武器系统多种作战资源的作战使用方法,构建了信息化舰炮武器系统的功能结构、信息结构和通信结构,对提高舰炮武器系统的信息化水平、新型舰艇作战系统的适配性和大中口径舰炮武器系统的标准化程度和保障性水平有借鉴意义。

急性油漆中毒对海勤人员生化指标和肺通气功能的影响

目的探讨急性油漆中毒对海勤人员生化指标和肺通气功能的影响,为合理制定舰艇舱室刷漆作业的劳防措施提供依据。方法选择2010年10月-2013年10月某院收治的急性油漆中毒海勤人员9例作为调查组,选择同期健康陆勤人员10例作为对照组。观察急性油漆中毒临床症状、生化指标异常及治疗情况,分析调查组痊愈后肺通气功能情况。结果 9例均有头昏和乏力,生化指标异常主要表现为丙氨酸转氨酶、乳酸脱氢酶、总胆红素、肌酸激酶升高,血钾、纤维蛋白原、动脉血氧分压降低,经对症治疗后临床痊愈。调查组临床痊愈后肺通气功能指标均恢复至正常值范围,但仍低于对照组,两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论舰艇舱室刷漆作业有油漆二甲苯中毒危险,发生急性中毒程度较轻、肺通气功能损害可逆。

海军基地军事物流能力的多维度分析

军事物流能力是海军基地后勤保障能力的综合体现,是后勤系统要素集成的结果,也是后勤建设与管理的核心与目标。从军事物流职能、任务情境、效率与效益四个维度进行海军基地军事物流能力需求与设计分析,既体现了现代军事物流的系统性要求,也体现了海军基地任务使命的实践要求。

德国军事技术对北洋海军的影响

中国清政府１９世纪８０年代建立的北洋海军是当时亚洲最强大的舰队。北洋海军主力舰有２艘铁甲舰和３艘巡洋舰购自德国，装备德国克虏伯巨炮，其天然良港基地旅顺和威海卫筑有德式炮台。该文从铁甲舰技术、克虏伯火炮技术、炮台工程技术３个方面，分析德国军事技术对北洋海军建军所起的积极作用，兼论北洋海军在甲午战争中失败的技术因素。

国外陆上模式堆建设情况及其对舰艇核动力装备发展的贡献分析

海军核动力发展半个多世纪以来,各核海军大国通过陆上模式堆的建设、试验和运行,逐步发展起不同程度的海军核动力技术,陆上模式堆在突破技术、保障进度和积累经验等方面为舰艇核动力装备的发展做出了不可或缺的贡献。在舰艇核动力发展的早期和中期,各国建设的模式堆用于掌握和全面验证核动力技术,为型号应用减少技术风险,模式堆与型号装备之间关系密切,用于不同技术路线的综合对比和演示验证。在舰艇核动力技术发展的中期和近期,模式堆主要起技术验证作用。随着舰艇压水堆技术的日趋成熟,以及计算分析技术的发展,模式堆建设和试验主要用于解决理论上难以掌握和分析的综合性关键技术,而不是简单的、程序性的工程层面型号应用前的全面综合性能验证。目前,陆上模式堆的建设与维持热度有所下降,但在未来新型舰艇核动力系统研发过程中,陆上模式堆仍将是最有效的研发手段之一。

电子对抗在军事基地防御战斗中的应用

从近年来的几场高技术局部战争来看,在未来高技术局部战争中,交战双方都将广泛使用电子手段,谁拥有了"制电磁权",谁就能掌握了战争的主动权。以近年的几次高技术局部战争为背景,对电子战在军事基地,特别是在海军军事基地防御战斗中的使用和战术运用情况进行了研究,分析了在海军军事基地防御中电子战的作战组织形式及特点,并提出了一些建议。

舰炮炮基平台倾斜修正方法研究

分析了舰炮炮基平台平面(简称炮基平面)倾斜对射击精度的影响,推导炮基平面倾斜修正模型,给出确定修正参数的方法。确定修正参数的方法完全通过数学手段导出,逻辑严谨,实用性强,不仅适用舰炮,也适用于其它舰载武器发射平台的倾斜修正。

美国舰船总体概念设计技术发展典型特点分析

对美国舰船概念设计技术近年来的发展趋势进行分析,总结其发展过程中呈现出的3个典型特点。这3个典型特点分别为:基于模型的舰船系统工程成为概念设计发展的基础;多学科融合成为舰船概念设计发展的潮流;面向体系化的系统集成成为舰船概念设计发展的目标。针对这3个特点,给出具体的工程实例分析,并对美国舰船概念设计中存在的主要技术发展难点进行评述。

需求自感知的军港岸基保障物联网系统

军港人工保障模式已很难适应现代信息化战争对舰艇的实时、精确、高效、可靠保障要求。文章基于物联网的理念和技术,构建了具有需求自感知能力的军港岸基保障物联网系统,将业务需求数据、实时保障数据、保障过程视频等保障信息汇集融合到一个统一的平台上,实现了保障人员对保障过程的可视化、透明化的监视和控制。文章首先分析了军港岸基保障流程及其特点,定义了军港岸基保障物联网系统的概念模型,给出了其总体功能框架,在此基础上,讨论了军港岸基保障物联网系统的硬件结构和软件模型。军港岸基保障物联网系统已在某大型军港获得成功应用。

驱护舰编队海上作战中预警直升机配置方法研究

低空突防的飞机和反舰导弹是威胁水面舰艇编队生存的主要目标,针对目前水面舰艇编队对低空目标预警存在的问题,提出了舰载预警直升机对低空目标预警的配置原则,给出了舰载预警直升机对低空目标预警的配置方法。