面向船舶智能航行测试的变稳船控制系统设计北大核心CSCD

[目的]智能航行控制系统作为智能船舶的大脑和中枢,其控制性能的好坏直接决定船舶航行的安全性和经济性,因此需要对船舶智能航行控制系统进行验证。面向智能船舶智能航行控制系统的验证问题,提出一种通用型验证平台——变稳船。[方法]首先,基于模型跟随原理提出一种变稳船系统架构,分析智能船舶三自由度上的运动特性,然后根据三自由度变稳目标定义位置变稳误差,采用滑模控制技术设计变稳控制器,最后,在Matlab软件中进行仿真验证。[结果]结果显示,提出的变稳控制方法能够有效跟踪模拟待模拟船,实现变稳性能。[结论]所做研究可为智能航行控制系统的验证提供新的思路。     

基于多智能技术的船舶交通流仿真研究

交通流理论是一种数学和物理学进行交通特性分析的新型理论。随着社会经济的发展,海上交通运输业越来越繁荣,一方面促进了全球经济的发展,提高了物流运输效率;另一方面,导致海上航线密集,船舶碰撞、搁浅事故频发。因此,研究船舶海上交通理论有重要的意义。本文基于多智能(Multi-Agent)技术,建立了船舶智能交通模型,并进行了船舶交通流的仿真。本研究可以有效的促进海上航线规划水平,提高海上船舶的交通管理能力。     

内河智能连接船队经济性论证模型构建

从智能连接船队的经济性考虑，通过分析影响内河智能连接船队经济性的主要因素，构建内河智能连接船队经济性论证模型。结合我国内河船舶运输现状，选择在长江干线中下游武汉至上海航线运行的智能连接船队作为研究对象，对智能连接船队的经济性进行测算，同时对船员工资这一关键要素进行敏感性分析。结果表明：虽然目前我国内河航运尚未能通过应用智能化技术大幅缩减经营成本，但随着船员工资上涨导致运营成本增加，智能连接船队的经济性将逐渐显现，在未来仍具有较好的发展前景。     

基于安全会遇距离模型的智能船舶航行行为可靠性评估

为提高智能船舶的可靠性和航行安全性,提出了一种基于安全会遇距离模型的智能船舶航行行为可靠性评估方法。文章构建智能船舶航行行为可靠性评估指标体系,并运用船舶安全会遇距离模型,建立智能船舶在两船互见会遇场景中的航行行为故障判断流程,研究在不同会遇场景中智能船舶航行行为可靠性指标值并进行对比分析。研究结果表明,该可靠性评估方法能够对处于不同会遇场景中的智能船舶航行行为进行评估,所建立的可靠性评估体系是可行且有效的,能为智能船舶的可靠性设计和评估提供新的思路。     

船舶避碰的粒子群-遗传(PSO-GA)的混合优化算法研究

随着海运航线的愈加繁忙,船舶碰撞事故时有发生,为避免船舶发生碰撞,船舶避碰决策研究已成为目前研究的热点.本文在既往研究的基础上,综合考虑船舶避碰的经济性及安全性要求,基于粒子群算法、遗传算法与非线性编程理论,建立了船舶避碰路径规划的优化模型,并通过具体案例进行仿真分析.仿真结果显示,粒子群遗传混合优化算法的收敛速度较快,船舶避碰的优化路径能够同时满足经济性及安全性要求,算法的有效性及运算效率均有了显著提高.     

基于物联网的船舶排污智能监测系统研究

海洋环境对于人类具有非常重要的意义。当前船舶在污水处理系统的研制上取得了很多成果,但是对船舶污水排放的监测重视仍然不够,很多系统对污水排放的监测获取数据不够准确和及时,导致很多超标的污水排向海洋。本文提出了一种基于物联网技术的船舶排污智能监测系统,对物联网技术进行分析和介绍,在此基础上设计了智能监测系统的整体构架,最后提出了一种基于嵌入式解决方案的污水监测系统,系统具有很好的稳定性和经济性。     

船舶航迹建模中进化算法建模与仿真

近年来,船舶航迹自动控制在船舶航行中发挥着越来越重要的作用,如何从稳定性、经济性和安全性等方面提升船舶航迹控制性能是人们研究的重点。本文对船舶运动模型、外干扰模型进行深入研究,在此基础上,提出了以混沌进化算法为基础的船舶航迹控制模型。     

多约束条件下最优航向控制中的蚁群算法研究

我国最优航向控制技术是智能航海技术中的关键技术之一,能够保证船舶按照最优航向航线到达目的地,提高航行的安全性和经济性。在最优航向控制技术中,引入蚁群算法可满足求解最优化路径的要求,进一步优化最优航向控制系统的性能。本文分析传统蚁群算法的基本原理和缺陷,提出改进后的栅格蚁群算法,以弥补传统算法的不足,并基于栅格蚁群算法构建起多约束条件下的最优航向控制模型,对模型进行实验仿真分析,仿真结果表明该模型可得出最优航向航线结果。     

基于多层面同构的船舶智能电网理论体系研究

技术进步极大地促进着技术体系的不断发展和完善,智能电网技术以其所具备自愈、兼容和集成等技术优势和潜力在构建面向未来的船舶电网过程中将起到决定性的主导作用。首先针对船舶综合电力系统和智能电网进行简要论述;以两者在技术本质上的一致性和相似性为出发点进行同构分析,并解析船舶电网智能化即"船舶智能电网"的技术内涵;最后,从理论模型、技术组成、关键技术和"绿色"评价体系四个方面构建并完善船舶智能电网理论体系。     

船舶经济性计算中的若干问题

船舶经济性是运输船舶的一项重要指标，如何比较准确地对船舶经济性作出预估，是进行投资决策的一项重要工作。本文对以往经济性计算所涉及到一些主要问题根据当前的实际情况作了比较仔细的分析和讨论，并提出了一些具体的看法。最后以一艘正在建造的豪华旅游船为实例，进行经济性预估及分析。可供有关部门参考。     

基于手机耳机口的便携式血氧含量检测仪

血氧含量是心血管健康领域重要的生理指标.文中提出一种基于智能手机耳机口通信的便携式血氧含量检测仪.该血氧仪基于MSP430单片机设计前端传感器,并以智能手机为载体,通过其应用软件读取数据.耳机口不仅实现对前端传感器的触发,还通过曼彻斯特编码（Manchester Encoding）完成数据的传输.不仅如此,对这些数据用基于Hamming窗的有限长单位冲激响应滤波器（Finite Impulse Response,FIR）算法进行低通滤波.处理后的信息通过手机显示,并上传至数据云端.与传统血氧仪相比,该设计具有低功耗、高精度和便携等优势,市场前景广阔.     

线阵声诱饵对抗智能鱼雷尺度识别效果分析

针对智能鱼雷常用的目标尺度识别方法,建立了线阵声诱饵模型.采用边发边收和多点协同应答的方法,模拟尺度目标高频回波.采用方位走向法和视在张角法对该模型进行尺度识别分析,仿真结果证明线阵声诱饵具有尺度目标的方位延展特性,可有效对抗智能鱼雷的尺度识别.     

智能移动终端在海事学习中的应用探析--以“小海狮学堂”海事知识自主学习测验软件为例

文中结合移动智能终端在海事信息化系统中的探索和尝试,通过研究分析由上海海事局2013年新录用人员（小海狮）自主开发的“小海狮学堂”海事知识学习测验软件,探讨通过利用移动智能终端,提升海事人员工作和学习效率的方法,创新服务相对人的新途径。     

基于深度学习的海上目标快速检测方法

在智能海洋船艇自主导航和避障过程中，对周边环境的感知能力非常重要。本文针对智能船艇对环境感知的速度和精度需求，提出了基于深度学习的海上目标快速检测方法，并构建了以船舶、浮标和岛屿为检测目标的海上目标数据集。本方法通过提取目标图像不同尺度特征语义信息，应用多框检测器实现对目标的分类和定位，采用非极大值抑制算法筛选最优结果，实现了海上目标快速高精度检测。实验结果表明，本方法在自建数据集上取得了83.3%的识别正确率，单帧耗时9.8ms, 在相同实验条件下，正确率和单帧耗时均优于现有同类快速目标检测方法，证明了该方法可以满足智能船艇对环境感知的速度和精度需求。     

船舶智能结构振动反馈控制研究

针对船舶结构特点,以压电(PZT)材料作为反馈传感器和控制作动器,粘贴在船舶板梁结构表面,形成智能结构反馈控制闭环系统,使结构振动得到有效控制。从PZT材料的本构方程出发,建立了压电智能结构的传感器、作动器以及振动控制有限元方程,并用ANSYS软件进行了数值仿真研究。数值算例验证了智能结构在结构尺寸和厚度比较大的船舶板梁结构振动控制的可行性,可以给船舶结构振动控制提供一种新的途径。     

船舶智能结构压电分析Patran/Nastran开发及应用

针对船舶智能结构控制的需要,对大型通用软件Patran/Nastran进行了二次功能开发,实现了该结构分析软件的压电分析功能,并进行了船舶智能结构的振动控制研究.利用层合板湿热本构方程和压电本构方程的相似性,基于通用有限元软件Patran/Nastran中的湿热分析功能,利用Patran Command Language(PCL)语言,进行软件二次开发,在Patran/Nastran软件中开发了压电结构分析功能,并建立了方便友好的压电结构分析用户界面.应用所开发的功能,进行了船舶压电智能结构静力学分析的研究,并用算例验证了其可行性.从本文的算例中可以看出,无论是采用体单元还是壳单元对模型进行有限元网格划分,所开发的压电分析功能均能很好实现.本文研究成果可为船舶智能结构研究提供分析工具和理论参考价值.     

基于决策树的船舶设备维修级别分析

为科学安排船舶维修级别,提高船舶的运用效率,降低船舶维修费用,借鉴装备维修级别分析方法,引入概率理论,并以维修费用期望值最小为目标函数,建立了船舶维修级别经济性分析决策树模型.基于该决策树模型,设计了不同级别的维修费用与维修成功率之间的关系图,直观表达最佳维修级别范围.通过一个简化维修算例,说明使用该方法确定船舶设备维修级别的基本原理及其合理性.     

进口巴西铁矿石船型经济论证

随着钢铁行业的发展,我国对进口铁矿石依存度逐年增加。干散货船队受市场和成本结构的影响,船舶经济效果变化较大,经济效果将直接影响我国进口铁矿石的船型发展。建立符合目前现状的巴西进口铁矿石单船经济模型,绘制评价指标变化曲线。确定最优船型,进行敏感性分析,为矿石码头制定到港船型规划提供参考。     

舰船燃气轮机燃气初温的热经济学优化分析

运用热经济学分析方法对燃气初温的确定进行研究,建立燃气轮机的热力学模型、涡轮叶片的寿命表达式和经济学模型;以装置每小时消耗费用为目标函数,对燃气轮机的燃气初温进行优化分析,得出优化结果。     

港口集装箱运输与区域经济发展互动关系研究——以长江三角洲港口群为例

利用生产函数增长模型及灰色关联分析方法,探讨了长三角地区港口集装箱吞吐量与区域经济之间的互动关系,定量计算两者之间存在的关联度及港口生产指标对于经济增长的贡献,对长三角港口群与区域经济协调发展进行针对性分析.