基于人员流动仿真的船舶传染病感染风险分析

新冠疫情爆发以来,在多艘邮轮上发生的大面积乘员感染事件暴露了现有船舶设计方法在防疫功能方面的欠缺。该文针对船舶空间内由人员流动引起的传染病感染风险,提出一种基于人员流动仿真的风险分析方法 :首先对某型具备医疗功能的船舶,构建内部空间特征以及人员流动仿真模型,基于元胞自动机算法,对指定工况下的人员流动进行仿真;然后结合特定病毒株传染概率模型,获取船舶空间内各处风险等级。分析结果显示:目标船基于分区管理原则的总体布局设计,可在一定程度上控制感染传播风险,但仍需从舱室通道布置细节以及日常管理上进一步优化。文中所采用的分析方法与实例,可为船舶总布置防疫设计提供参考,同时对疫情下的船舶人员流动管理措施提供建议。

基于强化学习的成品油船装载方案自主生成技术研究

[目的]旨在基于强化学习方法研究液货舱装载方案自主生成技术。[方法]以实际运营的成品油船载货量作为输入,以货舱及压载舱的装载率为目标,基于Unity ML-Agents构建智能体与环境,通过PyTorch框架对智能体进行训练,提出一种综合考虑装载时间与纵倾变化幅度的奖励函数计算方法,并以算例分析来验证所提方法的有效性。[结果]结果显示,所训练的智能体能够学习良好的策略,并实现液货舱装载方案的自主生成。[结论]研究结果表明,将强化学习用于解决多目标条件下的液货舱装载方案自主生成是合理可行的。

基于注意力机制的船舶破舱浸水时间预测

为解决现有数值模拟方法难以快速模拟浸水时间的问题,本文提出一种使用注意力机制的船舶浸水时间预测算法。对现有复合神经网络方法进行改进,在基于端到端模型的基础上,通过引入Swin Transformer使得模型可以获得更加细致的图像特征。其次将循环神经网络改进为多头注意力机制,使模型更容易关注到水面特征的变化,从而提高准确率。实验验证,最高的舱室准确率可以达到97.5%,平均舱室预测准确率达到了93.2%。对比现有方法,全舱室平均准确率提升了0.8%,单舱室准确率最高提升1.9%。该方法可以准确预测破损舱室浸水时间,从而帮助船长制定科学合理的人员疏散策略。

基于Modelica语言的某气垫船机桨匹配建模及仿真

为满足某型气垫船推进系统的性能指标,开展基于国产化软件平台的机桨匹配算法研究。以某型气垫船的推进系统为对象,建立数学模型,并以基于Modelica语言的国产仿真平台MWorks为基础对该系统进行建模仿真。通过研究变螺距角、变转速时气垫船推进系统的性能,对机桨匹配算法进行优化。仿真结果表明,优化算法可满足螺距角变距时间要求、螺距角稳态误差要求以及燃机机动性能曲线要求,所提出的机桨匹配控制算法满足性能要求,研究结果可为类似气垫船推进系统设计提供借鉴。

基于快速建模技术的舰载武器射界仿真计算软件的实现研究

通过对船体轮廓与武器位置、射程及安全范围的特点进行研究,充分利用舰船设计的二维图纸资源,采用图纸识别方法构建三维图纸模型,通过参数化处理建立射界计算模型,提出一种全新的武器射界仿真计算快速建模技术,同时应用模型管理技术建立软件架构,对图纸模型与计算模型实行分类管理,最终实现武器射界的快速精确计算,对提高舰载武器射界仿真计算的精确度,确保发射安全与提高设计效率具有较大意义。

Cooperative output feedback consensus control of second-order nonlinear multi-agent systems under Markovian switching topologies

This paper deals with the leader-following consensus problem for a class of second-order nonlinear multi-agent systems by output feedback.The communication topology is characterized by a Markovian switching graph.Firstly,an input-driven observer is introduced to estimate the consensus error of each follower agent.Then,a cooperative nonlinear control law is constructed using the relative output information between neighboring agents by employing the backstepping methodology,which achievesleader-following consensusin mean square sense.Compared with the existing results,the nonlinear functions are required to satisfy polynomial growth condition rather than globally Lipschitz growth or Lipschitz-like growth condition.A numerical example is given to illustrate the theoretical results.