散货船装载仪软件的设计和实现

论述装载仪软件的设计原理及关键技术，如插值、空船重量及可变重量分布的计算、浮力计算及货物重量计算的原理及方法。以Windows为操作系统，采用VB．net和SQL Server开发出散货船装载计算软件，可进行船舶稳性和船舶总纵强度的计算与校核，可通过实测首尾吃水，计算船舶纵倾下实际排水量及装货量。     

铁路军事运输中梯队装载问题的数学模型和求解算法

梯队装载问题是铁路军事运输中的典型NP问题,军事装备存在可跨装、可重叠、成套装载和成建制装载的特点。在分析铁路军事运输梯队装载问题的基础上,对军事运输相关装载要求进行了合理的量化,提出以装备长度为装载依据,以使用车辆总数最少为目标的装载优化模型。针对普通计算机求解梯队装载问题计算能力不足的瓶颈,引入并行求解思想,设计了求解模型的并行全排列算法,并在集群上进行实例测试。     

优化多品种货物配装的蚂蚁算法

为充分利用装载工具的装载重量和容积,在考虑货物重量、容积、配装优先级以及混装限制等约束条件下,基于待装货物比容动态逼近装载工具剩余空间比容的思想,通过引入节点吸引度、构造合理的动态能见度函数以及采取多样化约束处理策略,设计了求解多品种货物配装问题的蚂蚁算法,并对42件不同品种的待装货物装入TBJ10型集装箱的配装问题进行了优化,求解结果实现了集装箱的装载重量和装载容积的同时优化.算例结果初步表明算法是有效和可行的.     

基于改进YOLOv5的雾霾环境下船舶红外图像检测算法

从监控图像中准确检测船舶对于港区水域船舶交通智能监管具有重要意义。为解决雾霾条件下传统YOLOv5目标检测算法对船舶红外图像检测准确率低、小目标特征提取能力弱等问题，提出了基于Swin Transformer的改进YOLOv5船舶红外图像检测算法。为扩大原始数据集的多样性，综合考虑船舶红外图像轮廓特征模糊、对比度低、抗云雾干扰能力强等特点，改进算法提出基于大气散射模型的数据集增强方法；为增强特征提取过程中全局特征的关注能力，改进算法的主干网络采用Swin Transformer提取船舶红外图像特征，并通过滑动窗口多头自注意力机制扩大窗口视野范围；为增强网络对密集小目标空间特征提取能力，通过改进多尺度特征融合网络（PANet），引入底层特征采样模块和坐标注意力机制（CA），在注意力中捕捉小目标船舶的位置、方向和跨通道信息，实现小目标的精确定位；为降低漏检率和误检率，采用完全交并比损失函数（CIoU）计算原始边界框的坐标预测损失，结合非极大抑制算法（NMS）判断并筛选候选框多次循环结构，提高目标检测结果的可靠性。实验结果表明:在一定浓度的雾霾环境下，改进算法的平均识别精度为93.73%，平均召回率为98.10%，平均检测速率为每秒38.6帧；与RetinaNet、Faster R-CNN、YOLOv3 SPP、YOLOv4、YOLOv5和YOLOv6-N算法相比，其平均识别精度分别提升了13.90%、11.53%、8.41%、7.21%、6.20%和3.44%，平均召回率分别提升了11.81%、9.67%、6.29%、5.53%、4.87%和2.39%。综上，所提的Swin-YOLOv5s改进算法对不同大小的船舶目标识别均具备较强的泛化能力，并具有较高的检测精度，有助于提升港区水域船舶的监管能力。      

三峡-葛洲坝联合调度下的船舶调度优先级算法

船舶调度优先级算法是三峡-葛洲坝联合调度系统的核心算法之一，但因为影响船舶权重的因素繁多，而且部分因索会随着时间及外部环境变化而变化，因此很难加以量化。针对此问题，提出了一种动态权重与静态权重相结合的模型。该模型通过模糊综合评价计算静态权重，并应用心理学指数模型计算动态权重．计算结果为船舶提供了有效的过坝综合权重。该模型的正确性和有效性已在实际调度系统的应用中得到了验证。     

栏板式伸缩半挂车

针对油田、林场使用的原木运输车存在功能单一、设备利用率低的问题，设计开发了一种既可装载超长件货物，又可装载散货的栏板式伸缩半挂车。     

基于遗传算法的3L-CVRP优化问题研究

为提高物流配送效率,降低配送成本,探讨了三维装箱约束下的车辆路径优化问题.在装箱问题与车辆路径优化问题研究现状的基础上,将三维装箱与车辆路径优化进行整合,考虑客户需求、货物装载顺序、车辆尺寸、车辆重心等约束,建立以路径最短、车辆装载容积利用率和载重率最大的多目标组合优化模型,引入权重系数体现决策者偏好并归一化目标函数.设计适用的染色体编码规则,确定遗传操作中选择、交叉、变异方法,选取目标函数为适应度函数,引入最优个体保存策略防止算法的过早收敛,提高算法的准确性,通过Matlab编程实现该优化模型的求解.案例数值试验表明,该模型与算法能够实现装箱与车辆路径的组合优化,算法运行时间为17s左右,相较于引导式局部搜索遗传算法减少了5 s,车辆总行驶里程缩短了7 km.      

基于避碰规则自动驾驶船舶路径优化的研究进展

在人工智能与大数据背景下, 自动驾驶船舶因其安全、高效的优势吸引了国内外学者的广泛关注。但其避碰相关法律条例与避碰路径规划发展并不均衡。自动驾驶船舶概念在规范条例中仍十分模糊, 传统的路径优化与算法存在一定的偏差, 只局限于全局规划或局部规划无法有效的保障船舶行驶安全性。基于避碰规则梳理了自动驾驶船舶的相关规范, 分析了最新的自动驾驶船舶路径优化研究成果, 阐述了当下自动驾驶船舶路径规划的模型, 包括智能算法.规划目标与约束条件等。针对当下仍存在的自动驾驶船舶避碰问题, 应从定义、监管、责任划分等方面完善自动驾驶船舶法律法规体系, 改良传统避碰路径规划算法容易陷入局部最优解﹑求解过程缓慢等缺陷, 展望了自动驾驶船舶的进一步发展趋势。      

基于轨迹的内河船舶行为模式挖掘

从内河海量的船舶AIS数据中提取出有用的交通知识,辅助水上安全监管,对于研究日益复杂的水上交通安全形势具有重要意义.基于内河船舶行为特征,构造由船舶位置、航速和航向4个维度组成的船舶航行状态空间来描述船舶行为.针对传统DBSCAN聚类算法提取状态空间中相似船舶轨迹存在计算复杂高的问题,提出增量式算法改进DBSCAN算法用以高效地计算不同船舶的行为模式;然后利用核密度估计等统计方法对不同模式的船舶行为特征进行数据挖掘,得到船舶航速、航向和位置的时空分布特征规律,进一步挖掘不同行为模式下的船舶微观特征.以武汉航段的汉江分叉航道水域作为研究案例,利用所提的方法对该水域分析研究,得到了6类不同行为模式,挖掘出不同模式下分叉航道内船舶静态属性信息(船舶类型、船舶尺寸)、空间分布特征(轨迹点分布、航速分布、航向分布)、船舶到达规律等信息.利用该模型所提取的知识有助于水上监管人员迅速获取水域交通态势,从而提高水上交通安全监管的水平和效率.      

三峡坝区船舶过坝优化调度的动态规划模拟

三峡坝区运行条件复杂。影响船舶过坝调度因素多，其总体调度计划编制是一个难度很大的多目标优化问题。文章应用动态规划理论建立了总体闸次调度计划多决策变量的非线性规划理论模型和算法，通过权重考虑了多目标的不同影响。对三峡坝区葛州坝3个船闸船舶过闸实现了总体计划优化调度的动态规划模拟，该方法将所有申请过闸船舶列入总体计划编排，并综合考虑上下水、特殊闸次、停闸、水文、过闸限制等各方面的影响因素。直接输出总体计划时间表。