基于深度学习的三维感知算法在船舶自主靠泊场景中的应用

随着船舶自主化在航运业的快速发展,《自主货物运输船舶指南》提出了针对自主靠泊场景的环境感知等相关技术要求。本文提出一种基于深度学习的三维感知算法,将多传感器的点云和图像数据进行深度融合,提升目标检测和分类的精度,用于寻找指定的靠泊目标。搭建基于虚拟物理引擎的船舶靠泊仿真系统,模拟靠泊场景,解决数据采集的难题。最后结合成熟的决策和控制算法,构建完整的自主靠泊系统,完成靠泊仿真试验,验证算法的有效性,对船舶自主靠泊应用具有重要意义。     

基于离散事件的港域航道通过能力仿真试验

由于港口岸线资源紧张,为充分利用水域自然条件,港域航道存在码头回旋水域占用航道现象,船舶靠离泊作业对航道内船舶的通航产生影响,航道通过能力存在折减。通过离散系统仿真理论的应用,模拟码头船舶靠离泊和航道通航过程,以吴淞国际邮轮码头为例,量化分析靠离泊作业对通过能力的影响,为码头岸线规划提供参考。     

船舶智能化信息系统的探讨

探讨了船舶智能信息管理系统的框架结构和组成方法。该智能系统在目前海上单船的自动化系统的基础上,主要由基于智能的航海、机舱和货运监控等几个主要的子系统联合而成。在智能信息处理方法方面,研究了基于数据融合(DF)和数据挖掘(DM)的知识发现方法,对驾驶、机舱和货运监控等智能信息系统的几个主要子系统的信息进行集成管理与综合处理。     

工程船靠泊过程的力学分析

研究了工程船靠泊过程中在橡胶护舷、靠泊船及停泊船之间传递的靠泊力及能量.在简化分析中,将靠泊船等效为一质量块,护舷结构等效为一非线性弹簧,停泊船舷侧结构等效为一线性弹簧,利用能量法推导了最大靠泊力的估算公式.此外,利用LS-DYNA有限元仿真,研究了三种不同型式的橡胶护舷作用下的靠泊力及吸能分配情况,验证了简化公式的有效性,同时为工程船在靠泊过程中的结构安全分析及护舷的选型提供参考.     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

关于码头超能力靠泊问题的分析

文中通过对我国沿海港口建设和生产发展状况进行分析，指出了产生码头超能力靠泊的原因，并深入讨论了码头超能力靠泊的危害，最后，从提高码头生产效率、遵守限定条件靠泊核准的新船型等方面提出了解决码头超能力靠泊的方法。     

大型集装箱船大风浪时靠、离泊安全分析与探讨

大型集装箱船因为受风面积大,大风浪对大型集装箱船安全靠离泊带来极大的事故隐患和风险,需要认真加以防范.分别分析了风、浪、流等对大型集装箱船舶靠、离泊的影响.并结合引航实际,大型集装箱船靠泊、离泊时应注意的事项.     

高压岸电上船及其关键技术研究

船舶使用岸电能够有效地降低靠港期间带来的污染。使用高压岸电能快速完成船岸之间的连接,并能得到比低压岸电更高的功率。本文研究了高压岸电上船的4种技术方案及关键技术,讨论了自动并车系统的构成和原理。     

论舰船操纵性辨识

本文主要讨论确定性船舶避碰自动化系统中的操纵性辨识部分。叙述了如何根据ＡＲＰＡ雷达输入的来船回波等信息，经雷达目标综合辨识系统，识别出来船的类型和船长。随后进入船舶尺度计算模块和船舶航海性能数据库，估算出部分船舶性能数据，随后进入操纵性计算模块，即可辨识出描述来船操纵性能的一阶线性响应方程或二阶非线性响应方程及速度方程。     

Visual analysis semantic label method based on navigation logic division北大核心CSCD

[目的]旨在探索处理内河实船数据、提高其可理解性和辅助研究识别船舶行为的新方法。[方法]通过构建航行逻辑层级和划分时序数据获得船舶行为的语义标签,设计航行逻辑可视化分析系统,将船舶航行状态与数据可视化相结合,辅助分析数据及研究船舶行为特征。最后,依托数字航道,选择船舶行为复杂的内河航道工作船的数据进行实例检验,利用所提系统分析异常数据并研究船舶行为。[结果]通过航行逻辑的交互可视化,可有效确定无规律的位置跳动异常数据产生的原因及特点,帮助进行异常数据处理,并经过定性分析特征和定量分析阈值,划分出了靠泊与直航状态数据,进一步丰富了船舶行为语义标签。[结论]结合船舶行为语义标签设计的可视化分析系统,通过人机自由交互,提高了数据的可理解性,可辅助异常数据分析处理及船舶行为研究,为数据分析人员提供研究工具。     

Evaluating air emission inventories and indicators from cruise vessels at ports

This paper provides an estimation of air emissions (CO₂, NO_X, SO_X and PM) released by cruise vessels at the port level. The methodology is based on the “full bottom-up” approach and starts by evaluating the fuel consumed by each vessel on the basis of its individual port activities (manoeuvring, berthing and hoteling). The Port of Barcelona was selected as the site at which to perform the analysis, in which 125 calls of 30 cruise vessels were monitored. Real-time data from the automatic identification system (AIS), factor emissions from engine certificates and vessel characteristics from IHS Sea-web database were also collected for the analysis. The research findings show that the most appropriate indicators are inventory emissions per “port-time gross tonnage”, “port-time passenger” and “port time”. These emission indicators improve our understanding of cruise emissions and will facilitate the work that aims to estimate reliably and quickly the in-port ship emission inventories of cruise ports.     

大型公务船码头护舷选型及布置

大型公务船泊外形与普通散杂货、集装箱船舶差别较大,靠泊船型外形轮廓对码头护舷选型与布置影响较大。福建沿海某公务船码头原护舷选型及布置未充分考虑公务船外形及大水位差影响,实船试靠时护舷不满足安全靠泊需要。通过广泛调研,并吸收借鉴类似码头护舷布置经验,对该码头护舷进行了适当的改造。主要在码头面上设置靠船立柱,配置转动式橡胶护舷,经过实船涨退潮周期靠泊验证,总体使用效果良好。该码头护舷改造为大水位差地区大型公务船泊位护舷选型及布置提供了一定的借鉴。     

大型集装箱船平行靠泊研究

大型集装箱船舶如何平行靠泊对于码头和设备安全十分重要.分析了船舶受力偏转的各种因素.介绍了风、流转船力矩的合理应用.提出了控制好平行靠泊的"三要素".最后介绍了大型集装箱船在风大浪急进靠泊的方法和注意事项.可作参考.     

风流主导因素下码头轴线方位优化

码头轴线方位角直接影响系泊船舶对码头结构作用的大小,从而影响结构设计要求,因此对码头轴线方位角进行优化分析十分必要。基于实际工程算例,提出风流环境荷载作用下码头最优方位角的确定方法即分层流要素确定法,并与设计中常用的垂线平均流向法、船舶吃水范围平均流向法进行比较分析。同时,研究船舶荷载的主导因素与流速及码头方位角之间的关系。结果表明：３种方法优化得到的最优方位角是有区别的,区别大小与流速分层要素分布关系密切,鉴于分层流要素法更能贴近实际流状态,对于大型开敞式码头结构,推荐采用分层流要素分析法综合确定码头轴线最优方位角。     

Numerical study on the hydrodynamic forces on a ship berthing to quay by taking free-surface effect into account

In the present study, numerical simulation of the berthing maneuver of a ship in the prescribed translational motion is performed. The transient viscous flow and hydrodynamic forces on the hull are calculated by solving the unsteady Reynolds-Averaged Navier–Stokes equations in overset grid system, and the free surface is captured using volume-of-fluid (VOF) approach. The present numerical results have been compared with previous computational results by Toda and available experimental data respectively. Since the effects of the quaywall and free surface are taken into consideration in the present study, it is found that the agreement is significantly better than that resulting from Toda’s 3D CFD based approach. Then the effects of various standoff distances between the ship and quaywall on the lateral forces are investigated. Meanwhile, the detailed transient flow features around the berthing ship are obtained, which are helpful to understand the interactional effects between the ship and quaywall. The present results may provide helpful guidance for vessels’ safe maneuvering in berthing motion and the design of fender system in the quay.     

射频识别和全球定位系统联合的船舶监控系统

提出一种新设计的船舶监控系统——组合应用射频识别和全球定位系统的信息.详细论述了联合监控系统在解决船舶航行和停泊时的监控及实时信息采集的原理、功能和效果.根据射频识别技术和全球定位系统的技术特点,采用点状分布的射频识别设备记录船只停靠码头的时间,利用全球定位系统监控船只航行,使海洋航运企业对船只监控和人员管理更科学有效.     

浅谈超大型集装箱船舶在港内的操纵

集装箱船的大型化,对驾引人员提出更高的安全要求和挑战。阐述了超大型集装箱船的操纵特点,分析了风和流对超大型集装箱船的影响。详细介绍了超大型集装箱船在港内的靠、离泊操作,尤其是急流和大风浪时的靠、离泊作业和操作体会。     

面向自主靠泊的船舶航迹估计方法

针对无人船在靠泊过程中自身运动估计和周围环境重建的需求,提出一种基于水面区域去除的船舶航迹估计方法。分析船舶靠泊场景中水域图像的特征,提出水岸线检测方法,将该水岸线检测方法与视觉里程计(Visual Odometry,VO)方法相结合,提出一种泊位水域环境中的船舶航迹估计方法,采用实船试验进行验证。现场试验表明:该方法在自主靠泊场景中对船舶航迹进行估计是可行的,试验结果与真实数据(Real Time Kinematic,RTK)值对比表明:在忽略尺度的情况下,算法估计轨迹的精度可满足靠泊要求。     

LNG船舶靠泊对护舷的撞击力试验分析

为确保LNG船舶靠泊安全,对浙江LNG接收站工程进行了船舶靠泊物理模型试验。采用牵引船模及直流力矩电机调节速度的方法,模拟了船舶不同靠泊速度和不同偏心距的靠泊方式。试验表明,船舶靠泊角度为5°时,4个护舷受力不均,1#护舷先受力且受力最大;不同偏心距条件下的撞击力没有明显规律,且相差不大;靠泊速度为0.15 m/s条件下,静水靠泊和顶流靠泊时设计护舷型号可满足要求,横浪1.5m时靠泊则撞击力不满足要求。建议尽量减小靠泊角度,使得护舷受力均匀,以减少靠泊时的撞击力。