绘制船舶碰撞运动轨迹的数学模型探讨

根据船舶碰撞事故调查及事故调查可获得的环境资料和船舶运动过程资料，对建立适用于绘制船碰撞发生前运动轨迹数学模型作了初步探讨．     

基于三维解析法的船舶碰撞外部动力学研究

目前国际上船舶碰撞外部动力学的解析法研究均局限于船体碰撞运动的二维假设,忽略了可能存在的大幅横摇。依据文献[1]给出的二维船舶碰撞数学模型,建立了包括横移、纵移、首摇和横摇在内的三维船舶碰撞数学模型,并编制程序对文献[2]中的算例进行计算,计算结果表明船舶横摇运动在大多数船舶碰撞情况下是不可忽略的。     

解析法分析旋回对避碰的影响

此文通过解析不建立船舶运动方程，提出船舶碰撞可能性判断方程，解算例题，分析船舶旋回对避碰效果的影响，其结论须引起航海人员注意。     

船舶碰撞后运动趋势的模拟计算

本文首先应用明诺斯基(Minorsky)一维碰撞理论,扩展为多自由度模型,描述船舶在碰撞瞬间的能量和运动的转化。以确定两船碰撞后运动的初始条件。船舶碰撞结束之后,开始进入惯性运动阶段,再以日本MMG小组提出的船舶操纵性数学模型为基础,根据基本物理定理,建立两船在互为约束条件下的运动数学模型,计算碰撞后两船的运动过程。最后,在可能出现的各种碰撞格局下进行模拟试验,确定比较符合实际的碰撞前的初始运动状态,为事故分析提供依据。研究表明,用此种模拟计算方法,能较好地计算出船舶碰撞后的运动过程,是一种分析碰撞事故的有效方法。     

浅析防止船舶搁浅、触礁事故

凡船舶因故搁在浅滩上或坐在礁石上称为搁浅。因故撞及礁石而使船舶受损，称为触礁。船舶搁浅、触礁与碰撞事故同为发生率最高的海事，通常是由船舶操纵不当、定位失误、走锚、主要机械设备发生故障、不可抗力等原因造成。据有关资料显示，这类事故90％以上都是人为因素所造成。     

互见中船舶不协调行为的产生和预防

船舶在互见中航行避让时，由于对各种条件的认识不同或当时的局面比较复杂，常常使船舶驾驶员产生判断上失误，而导致两船或多船间的不协调行动，严重时产生碰撞。     

船舶在狭水道水域利用ARPA雷达准确转向的方法

狭水道中船舶转向发生碰撞或搁浅的概率较大，利用ARPA雷达来确定转向时机，控制船舶航行在安全的预定航线上，是避免船舶发生碰撞或搁浅的有效途径。     

船舶碰撞运动的滞后特性

船舶碰撞过程中，被撞船的刚体运动较之碰撞区的局部损伤变形而言，存在一定程度的滞后效应。本文从理论分析和数值仿真两个方面对该滞后现象进行了研究。研究结果表明：被撞船的运动滞后与撞击速度有重要关系；在高速撞击时，船舶碰撞的内、外部机理计算可相对独立地进行，而不会引起明显的分析误差。     

应用精细积分的船舶碰撞载荷数值计算方法

碰撞是影响船舶安全航行的主要因素之一,为此研究应用精细积分的船舶碰撞载荷数值计算方法。依据船舶基本参数,建立碰撞运动方程;通过精细积分求解运动方程,得到碰撞载荷向量,完成碰撞载荷数值计算。试验证明：被撞船舶速度越快,碰撞载荷数值越大,船舶外壳破裂速度也越快;不同被撞船舶质量,碰撞前期碰撞载荷数值基本一致,碰撞后期碰撞载荷数值差距逐渐变大,被撞船舶质量越大,碰撞载荷数值越大;适当增加防护装置的泡沫铝厚度与橡胶厚度,可提升船舶碰撞载荷数值,加强船舶的防撞性能。     

被撞船刚体运动响应的滞后特性

船舶碰撞过程中，被撞船的刚体运动较之碰撞区的局部损伤变形存在一定程度的滞后。本文以理论分析和数值仿真两种方法对该滞后现象进行了研究。提出了运动滞后分析的基本假定和计算公式。研究结果表明，被撞船的运动滞后与撞击速度有重要关系，在高速撞击时，船舶碰撞的内、外部机理计算可相对独立地进行而不会引起明显的分析误差。     

由于货物导致的船损事故分析

由于货物导致的船损事故主要有火灾、船体破损、船舶倾覆、船体腐蚀等，这类事故的共同特点是起因的隐蔽性、损坏的永久性、事故的可预防性等。之所以会产生由于货物导致的船损事故，主要是由于货物的积载、管理不当，以及外界环境，船舶条件的影响和限制，但人的因素为主要原因。     

提高直升机起降海情的频域时域综合预报模式

突破舰船耐波性预报领域里极短期预报用时域分析法、短期预报用频域分析法的框架，从舰船实际运行需求出发，以风浪中预报舰载直升机安全起降时机为例，提出了先用频域分析法优选舰船在风浪中航向航速，再用时域预报方法，准确求出该航向航速上适于直升机起降的时刻，从而使舰—机组合能在较高海情下作业，井为舰船耐波性研究拓宽了领域。     

船舶在狭水道航行的碰撞危险性评价研究

在分析狭水道船舶碰撞事件的发生和避碰行为的基础上，应用模糊集理论，提出了船舶在狭水道航行的碰撞危险性评价模型。该模型可为大型船舶操纵模拟器提供狭水道航行的碰撞危险性自动和实时评价。     

舰艏结构的碰撞损伤性能研究

船舶碰撞事故往往会引起被撞船的船体结构严重损坏,并且威胁船上人员的生命安全.在船一船碰撞中被撞船的损伤程度取决于两个方面:一是舷侧结构的碰撞性能;二是撞击船艏结构的相对刚度.船舶的艏部结构刚度一般远远高于舷侧结构的刚度,在船舶碰撞研究时,通常将撞头理想化为刚体,不考虑其损伤变形和能量吸收,这样做实际上过于保守.本文针对舰船,主要研究舰艏结构的碰撞损伤特性,将撞击舰艏作为可变形结构进行数值仿真研究,得到了一些艏部变形的规律.     

自组织特征映射网络在船舶雷达目标识别中的应用

针对船舶雷达目标识别存在的问题,研究了基于聚类的自组织特征映射网络(SOM网)的船舶识别。对SOM结构进行了设计,特别是在输出层设计、数据处理、数据聚类等方面进行重点的讨论。通过实验,SOM网络在船舶雷达目标识别中,具有较好的识别效果。     

循环弯曲载荷下船体梁的极限纵强度

根据生破坏的强度准则，详细讨论了循环弯曲载荷下船体梁的非弹性变形性能。给出了循环弯曲载荷下船体梁极限强度的简化分析方法。进行了纵筋加强箱形薄壁梁模型的循环弯曲试验。理论计算与试验结果作了比较，两者吻合较好。     

船舶碰撞责任的计算机辅助判析技术研究

探索船舶碰撞事故责任的计算机辅助判析技术,以弥补划分碰撞责任比例的支撑数据不充分。建立了适于裁决雾中船舶碰撞责任比例的知识体系,包括基于船舶行为以排除人为因素干扰,兼用于高速船的避让区界的新规则。提出了地自动处理任何船舶碰撞责任比例的模型。解决了船舶单项行为有无过失的定性问题及失量的计算机智能化确定问题。系统经实例试用,在合理性,快速性,经济性方面已初显优势。     

海船驾驶员职业适宜性及其心理测评系统研究

体现以人为本的基本思想，从安全人机工程学的原理出发，根据海船驾驶员职业的特点，论述了海船驾驶职业适宜性及其心理测评系统研究的重要意义。结合海船驾驶员职业的实际，提出了海船驾驶员职业适宜性测评的基本项目及手段，并对建立海船驾驶员职业适宜性的条件和测试方式进行了研究，旨在最终建立起一套适合海船驾驶员职业适宜性的心理测试标准和具体指标，达到指导实际生产中海船驾驶员的选拔、培养、训练和提高的目的。     

大型船舶航迹多变量随机最优控制

基于随机控制理论，研究了大型船舶航迹的随机最优控制。以Mariner号船舶为研究对象，建立了该船的运动方程和干扰模型，在此基础上，利用卡尔曼滤波器对航向角Ψ、舵角δ、船位信息(经纬度)等进行最优估计，采用LQG随机控制方法对航迹进行随机最优控制。仿真结果表明航迹控制性能良好，能精确保持航迹。     

基于MultiGen Creator和Vega的船舶货物吊装仿真技术研究

船舶货物吊装仿真不同于一般的视觉仿真,它要求视景系统中的实体模型具有精确的几何信息,以便对船舶和塔吊进行力的计算。该文阐述了以MultiGen Creator和Vega为软件平台建立船舶环境模型的要旨,介绍了仿真系统开发的方法,并探讨了复杂运动体的工程仿真技术,解决了船舶货物装卸的运动模拟、吊装方案设计等诸多问题。