基于无线传感网络的内河高密度船舶防撞研究

我国内河船舶运输行业发展导致船舶数量和体积不断增加,传统船舶防撞系统测距已经难以满足船舶防撞要求。对此基于无线传感网络设计内河高密度船舶单片机激光传感防撞系统。以激光测距传感器作为船舶核心防撞感知子系统,搭配外围单片机组成主控制器组成船舶核心控制单元,通过无线传感网络收发控制指令;设计双向自由度底座,提高激光测距监控范围;利用C语言通过KeiluVison4作为编译完成系统主监控程序和数据采集程序设计,实现基于无线传感网络的内河高密度船舶单片机传感防撞系统设计。实验结果表明,相对于传统防撞系统,设计的单片机激光传感防撞系统正向距离信号有效辐射域提高35.5%,负向距离信号有效辐射域提高17.5%,可以有效提高船舶激光有效防撞测距。     

跨海大桥桥区航道智能助航系统研发

跨海大桥桥区航道是典型的船舶航行受限水域,船桥碰撞安全风险大,桥区航道智能助航技术有助于提高桥区航道安全保障水平。分析了桥区航道通航风险因素以及水文气象分布规律,按通航规则将水域划分为预警、警戒、航道等不同区块,构建了桥区航行的船舶动态领域风险辨识模型。研发了自主检测船舶动态并向其播发防撞预警信息的装置,以及自动管理和运行软硬件设施的桥区航道船舶避碰智能助航系统。该系统已应用在福建省平潭海峡大桥桥区航道,有效改善了桥区水域的航道通航安全形势。     

激光测距在汽车智能防撞系统中的应用

鉴于现在汽车追尾碰撞事故在交通事故的比例持高的状况,对汽车防撞系统的研究越来越受到重视,而一个好的汽车防撞系统关键在于距离测量的实时性和准确性。本文介绍激光测距的特点并与其他测距方法进行比较,以及激光测距在汽车智能防撞系统中的应用。     

船舶防撞系统中激光测距技术的应用

船舶碰撞会造成严重的后果,尤其是LNG船、大型运输船等,不仅会危及船舶工作人员,还会造成燃油泄漏等环境污染。随着船舶工业的技术进步,船舶向着高速化、大型化发展,同时也给海上交通管理和船舶避撞带来了压力。为了提高船舶航行的安全性,研究船舶防撞系统意义深远。本文采用激光测距技术,精准的获取会遇船舶之间的距离,及时调整船舶的航行线路,降低船舶发生碰撞的概率。     

船舶靠泊防撞装置结构设计

为提高船舶靠泊时的安全性,设计研究一种液压缓冲装置作为码头上的护舷装置。根据液压缓冲原理设计该防撞装置,借液压阻尼作用,通过能量的转换,使船舶靠泊时速度逐渐降低并停靠;设计时考虑船舶靠泊时的撞击力和系缆后风流对护舷的作用力,最终得到防撞装置的结构模型,为后期进行结构建模、受力分析奠定基础,为液压式码头护舷的研究提供参考。     

升船机船厢防撞装置工作特性原型观测*

为考察某升船机船厢防撞装置的可靠性和有效性,进行了设计船舶现场实船撞击试验。观测结果表明,以设计速度船首、船尾撞击防撞装置,船舶均被防撞梁有效地阻拦;随着撞击速度的增大,缓冲油缸的油压、活塞杆受力和行程增大,工作特性与设计基本一致;船舶线型、撞击位置对防撞梁运动、受力、缓冲时间等影响较大,设计时应予以考虑。     

深海半潜水产养殖场船舶防撞预警系统研发

为解决深海半潜水产养殖场周边的船舶航行安全问题,设计一套深海半潜水产养殖场船舶防撞预警系统。该系统由多功能基站、虚拟航标和管理软件等组成,基站系统集船舶自动识别系统(AutomaticI dentificationSystem, AIS)信息收发,甚高频(Very High Frequency, VHF)、甚高频数字选择呼叫(VHF Digital Selective Calling, VHF-DSC)和渔业电台预警信息播发等功能于一体。对深海半潜水产养殖场船舶防撞预警系统进行关键性设计和重要算法研究,开发仿真模拟测试软件并对系统功能进行测试。在模拟测试基础上,采用"海巡1620"轮对位于福建省福鼎市台山岛东南部海域的深海半潜水产养殖场进行综合性实船测试。结果表明:该系统实现船舶航行各种异常行为的快速检测,预警信息的播发与显示,各项功能和性能指标完全达到设计要求。研究通过对养殖水域复杂的航路变化特征分析,提出对应的警示与预警判断处置模型,设计实现系统多功能基站和应用软件,显著提高船舶通过该水域时的智能助航水平。     

山区涉河桥墩布设防撞装置对通航的影响*

为研究山区河流桥梁布设防撞装置对于通航的影响，采用二维物理模型试验的方法，利用运动船舶受力偏离航线的原理，通过对船舶艏向角θ、漂角β等船舶航行参数的分析，研究桥梁与水流存在交角的情况下布设防撞装置对船舶航行的影响；通过设置多条航线，探究船舶航行时与桥墩的的安全距离。试验结果表明：山区河流涉河桥墩布设防撞装置对于船舶航行的影响远大于裸墩，且尖艏型防撞装置对航行船舶的影响大于圆艏型；山区河流涉河桥墩或防撞装置与水流的交角越大，船舶的偏转幅度越大，其中0°～10°变化趋势较为明显。通过多组航线航行试验发现，航线越靠近桥墩，船舶受到的影响越大，当航线与桥墩的距离达到3W时，这一影响达到峰值。所得结果可以为山区河流桥梁通航安全的研究及防撞装置的研发提供参考。     

畸变信号下船舶电能计量装置全自动校验系统设计

针对船舶电能计量装置的校验系统在畸形信号下无法自动完成校验的问题,提出畸变信号下船舶电能计量装置全自动校验系统设计。建立船舶电能计量装置在畸形信号下的计量模型,根据模型进行系统硬件的设计,引入畸形信号的自动校验算法并展开计算,完成对提出系统的全部设计。最后,通过仿真实验对设计系统进行客观性仿真测试,证明设计系统能够满足畸形信号下船舶电能计量装置自动校验的要求。     

航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法

传统的全驱动船舶操纵系统防撞控制效果差,发生碰撞次数较多,为此设计一种航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法。利用船舶操纵性的网络分析模型充分分析船舶航行中的干扰项,分别建立动力学模型以及运动模型,并设定船舶操纵系统防撞控制目标,以此实现航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制。实验证明,此次设计的航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法比传统方法控制后的发生碰撞次数少,证明了此次设计方法的有效性,具备实际应用意义。     

新加坡海港试用自动识别系统

为避免船舶碰撞，提高港口航行安全，新加坡海事及港务管理局正试行在港口采用自动识别系统。该系统安装好以后，港口控制中心不必与船长通讯，装置转发器的船只就能自动把本船的名称、旗帜、位置、航道和船速以及其他与航运有关的资料传送到控制中心。     

船闸防撞装置撞击荷载计算及试验研究

本文结合三峡水利枢纽工程船闸闸门防撞装置设计方案的选择探讨了船舶对防撞装置撞击力的计算方法,提出了应用船舶运动理论计算撞击力的理论计算方法,并进行了试验验证。本文的方法对类似的防撞装置设计亦有一定参考价值。     

船撞效应分析在船舶碰撞桥梁隐患治理中的应用

随着长江下游航道条件的改善,船舶大型化发展、船舶流量增加,通航桥孔桥墩防撞要求提高,有些已建老桥抗撞能力不足,需增加防撞设施。采用经验公式计算法和有限元瞬态动力分析法,计算分析了桥墩增加防撞装置后多个典型工况下的船撞力,对设计的防撞设施的消能效果进行评估,对极限工况进行辨别,并提出了桥梁运营管理的综合施策建议,为类似老桥增设防撞装置提供借鉴。     

基于视频检测的船舶异常航迹模型及实验分析

水运交通的发展和桥梁的增多,导致船桥相撞事故的增多,同时现有的船舶交通管理系统及被动防船撞装置在内河通航桥梁防撞上具有一定的局限性,而基于视频监控的主动防船撞预警系统则可以更为有效的进行早期预警。因此本文提出了基于视频检测的桥区内河航道船舶异常航迹模型,分析船舶航速、能见度、运动方向、船队大小、船舶领域、风力、浪高和人为因素等8个指标信息,从而判断船舶航行的异常与否,并实时给出预警信号来避免船撞桥事故的发生。经实验及性能分析,验证了该模型具有较高的准确性,可有效的获取船舶异常航迹,用于主动告警决策。     

基于PLC的船舶并车装置自动同步设计

船舶电站自动化对于船舶的稳定运行有着非常重要的意义,船舶自动同步并车装置是船舶电站中重要的组成部分。本文首先分析船舶自动同步并车的原理,在此基础上对船舶自动同步并车系统进行整体设计,对柴油机电压、频率以及相位处理电路进行初步设计,给出自动同步并车的软件工作流程。本文设计的基于PLC的船舶自动同步并车装置具有很好的稳定性。     

大型舰船压载水处理装置加装适应性分析

为满足国际海事组织(IMO)最新公约要求,国际航行船舶需加装压载水处理装置防止生物入侵,所加设备要与船舶进行适应性匹配.根据大型舰船使命任务需求及压载水系统特点,结合压载水处理装置的安装要求,从管路系统改造设计和控制逻辑设计等方面对压载水处理装置加装的适应性进行分析,提出并详细论述压载水处理装置加装设计流程和方案.该方...     

基于视频目标检测的桥梁防船撞主动预警技术研究*

为减少船撞桥事故的发生,提高桥区水域的通航安全等级,以目标检测算法为基础通过AForge.NET工具包设计实现对桥区水域的运动船舶实时检测与跟踪。根据运动船舶的航行轨迹预测船舶航向,判断船舶是否具有撞桥危险并做出相应预警措施。并在安徽淮河干流蚌埠段等进行验证试验,试验结果表明检测效果良好,能够对高等级航道桥群河段的桥梁防撞主动预警提供有效可行的实施方案。     

基于激光测距技术的舱壁挠度监测系统开发及试验验证

对不同类型的激光测距原理进行分析比较,并根据舰船舱壁扰度监测的应用场合,选择三角测距法作为系统设计的基本原理。对监测系统的设计、安装方式和工作原理进行阐述,并根据舱壁扰度监测系统的需求对关键或核心器件、数据通信模式进行分析和选择。在试验室环境下开展位移定量和挠度模拟试验,验证系统的精度和重复性等。试验结果表明,基于激光测距技术的舱壁扰度监测系统能有效监测舱壁挠度的变化,但在实船上应用时,需考虑其环境适应性。     

万州长江公路大桥防撞设施工程通航论证*

三峡水库175 m蓄水后,万州长江公路大桥两端部分拱圈及立柱被淹没。一旦船舶失控或走偏航道碰撞拱圈和立柱,极易导致拱桥垮塌,引发极为恶劣的安全事故。针对大桥现状,创新提出了弧形水上升降式桥梁防撞装置,该装置能对拱桥易撞部位进行区域式防护,并能随水位变化而自动升降。主要通过物理模型试验并结合相关数值模拟分析拟建防撞工程建成后对桥区河段河床演变、通航净空尺度、通航水流条件以及船舶航行条件等的影响。     

沙湾特大桥主墩船舶撞击力分析与计算

随着船舶运输行业的迅速发展,大吨位船只日益增多,船舶撞击构造物的事故不断增多,造成了巨大的经济损失。为了防止由于船舶的撞击而发生桥梁坍塌事故,各国学者依据各自的研究成果提出了很多船撞力的简化计算公式。本文结合工程实例,在对国内外现行的防撞设计计算方法进行分析与比较的基础上,根据工程情况选用合适的计算方法以控制设计。