基于UKF联邦滤波的动力定位船舶运动状态估计

针对动力定位船舶,采用基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的联邦滤波技术,利用多种位置参考系统和电罗经的测量值来实现对船舶运动状态的估计。从传感器测量原理出发,采用非线性的测量方程,实现对多种位置参考系统传感器特征的描述,利用UKF滤波方法和联邦滤波结构将动力定位船舶配备的多个冗余位置参考系统的测量数据进行有效融合,从而提高对船舶运动状态估计的精度和可靠性。仿真结果表明,采用基于UKF的联邦滤波方法可以有效实现对动力定位船舶相关运动状态的估计。     

支撑向量回归和博弈论在船舶移动位置跟踪中的应用

近年来,船舶移动位置跟踪技术发展迅速,并在海洋交通运输、渔船管理等方面发挥了显著作用。然而,传统的船舶定位算法在精确度、成本上存在较大的缺陷,低成本高精度的移动位置跟踪算法难以实现。针对传统定位算法的不足,本文提出一种基于支撑向量回归和博弈论的船舶移动位置跟踪方法,首先通过支撑向量回归对跟踪目标进行位置估计,然后采用博弈论对初步估计位置进行平滑,从而实现对船舶移动位置的精确跟踪。该方法具有进一步推广应用的潜力。     

船舶舱室内热舒适性参数的选取

为保证船舶舱室乘员的身体健康,提高其工作效率,需建立船舶舱室乘员热舒适性的温湿度环境条件。在相关热舒适性标准分析研究的基础上,通过对实船热环境测试以及对船员热感觉的问卷调查,分析总结了不同活动状态下船员的热感觉投票值与微小环境温湿度的变化规律,给出了船舶舱室内各工作部位能满足船舶舱室乘员热舒适的温湿度参数控制范围,为船舶舱室的空调系统设计提供了依据。     

船舶传感器网络中节点定位算法设计

节点定位对于船舶传感器网络具有十分重要的意义,没有节点位置的信息是无用的,经典的船舶传感器网络节点定位算法—DV-hop算法存在定位误差大、速度慢等问题。为了提高船舶传感器网络节点定位结果,设计了改进DV-hop算法的船舶传感器网络节点定位算法。首先对当前船舶传感器网络节点定位算法的研究现状进行分析,找到引起DV-hop算法定位误差大、速度慢的原因,然后采用传感器网络发射信号强度得到节点之间的距离,在此基础上采用DV-hop算法进行船舶传感器网络节点定位,最后进行船舶传感器网络节点定位实验,实验结果表明,本文算法克服了当前船舶传感器网络节点定位误差大的缺陷,其船舶传感器网络节点定位精度不仅明显高于DV-hop算法,而且船舶传感器网络节点所耗费的时间更少,获得了整体效果更佳的船舶传感器网络节点结果。     

大规模船舶通信网络数据量估计数学模型构建与仿真分析

针对原有船舶通信网络数据量估计的数学模型对网络数据量展开预估时,网络节点定位估算能力较差的问题,设计大规模船舶通信网络数据量估计的数学模型构建。根据设定的数学模型构建流程,采用MLCEC算法提升网络节点的预估精度,获取通信网络节点估算值。而后,在估算的节点位置设定传感器获取单一节点数据收发量,设定计算过程,对通信网络中节点数据收发量展开统计,得出船舶通信网络数据量预估值。至此,大规模船舶通信网络数据量估计的数学模型构建完成。设计仿真分析环节,通过与原有数据模型相比,此数学模型对通信网络中节点位置的定位与估算精度较高。综上可知,大规模船舶通信网络数据量估计的数学模型估算效果优于原有模型。     

PMV热舒适性模型在船舶舱室热环境评价中的应用

将热舒适性理论研究与实际船舶舱室环境的实验和调查相结合,探索将普通建筑热环境评价上应用较为广泛的PMV热舒适性模型扩展到船舶舱室的热环境评价中.通过对实船热环境的系统性测试和对实验对象——船员对热环境的主观评价的分析统计以及船员对船舶舱室内热环境的满意度调查,探讨了PMV热舒适性模型在船舶舱室热环境评价中的适用性,并给出了针对不同的活动状态下修正后的PMV*方程,该方程能体现大部分船员在微小环境内的热感觉以及客观评价热环境控制效果.     

船员心理与船舶舱室色彩设计研究

由于生活和工作环境的特殊性,船员具有独特的心理特征.船舶舱室造型是功能与美的统一,船舶舱室色彩设计是造型的重要手段,也是调适船员心理的重要手段.从色彩的心理感觉、船舶舱室色彩的功能、船舶舱室内装色彩特点几方面,提出了基于船员特殊心理的船舶舱室色彩设计的思路和手法.     

基于CAN总线和Zigbee的船舶人员位置及舱室环境动态感知的研究

本文针对大型船舶的安全监控问题,基于CAN总线和Zigbee无线网络设计了面向船舶人员位置与舱室环境的动态感知网络。首先,采用Zigbee无线网络实现了船舶人员的无线移动定位。同时,在相关舱室配置了温度传感器、烟雾传感器等,实现了相关舱室的高温、火灾等极端环境动态信息采集和环境风险的动态评估。主站与各个舱室子站之间采用CAN总线实现有线通信,克服了船舶舱室的电磁屏蔽效应。该系统可以有效提高船舶安全管理的信息化程度。     

基于CAN总线技术的船舶舱室视觉监控系统研究

我国是世界上船舶数量最多的国家之一,并且船舶运输在我国经济中扮演着不可替换的角色。对船舶舱室的有效监控可以有效降低船舶运输风险、减少船员的巡查工作等。传统视觉监控方案使用485通信,存在数据传输容易错乱、系统可能会崩溃等缺点,本文提出了一种基于CAN总线技术的船舶舱室视觉监控系统,系统包括视觉监控节点、CAN总线、监控中心等,监控节点以DSP 28335为核心,对硬件电路进行了详细设计,并给出了几种硬件的抗干扰措施。     

RFID技术在船舶物资储运识别中的应用

船舶在进行物资储运过程中,受物资类别与数量较大影响,对物资定位以及详细信息管理难度较大,为此研究RFID技术在船舶物资储运识别中的应用方法。该方法建立基于RFID技术的船舶物资储运识别技术框架,在该技术框架内,将RFID电子标签粘贴到船舶和物资上,利用RFID阅读器收集船舶物资RFID标签信号强度,再使用矢量形式描述待识别船舶物资信号强度与读写器采集到的船舶物资RFID标签信号强度,通过选择参考标签,计算参考标签与待识别船舶物资RFID标签欧几里德距离方式,获得待识别船舶物资位置,并通过二次加权方式对该位置进行修正,识别出船舶物资在储运过程中的位置。实验表明,该方法可有效识别船舶物资在储运过程中的位置,并对其位置误差进行有效修正,具备较好的应用效果。     

基于统计能量法的海洋平台舱室噪声预报及控制

舱室噪声预报和控制对于提高船舶安全性和船员舒适性具有重要意义。本文基于统计能量法,根据CCS相关要求,采用VAONE软件对某新型海洋平台进行舱室噪声预报及控制研究,分别对4种不同内损耗因子进行讨论,通过分析超标舱室的噪声来源,采取有效的控制手段,为此平台的降噪设计提供参考依据,具有工程实用价值。     

船舶舱室环境下的动态热舒适研究

船舶舱室环境热舒适是影响船员身体健康和工作效率的重要因素,为了确保舒适健康的船舶舱室微气候环境,对改善船员居住环境条件和生活质量,提高工作效率具有重要意义。对船舶舱室环境下的动态热舒适性及动态热舒适指标进行了研究,并在此基础上,分别从温度和风速的动态化出发,对船舶舱室的动态热舒适进行了分析。     

远距离海上航行舱内人员实时定位系统研究

传统系统采用PCA降维方法受到噪声影响,造成系统定位不准确,为了解决该问题,提出了基于Isomap算法的实时定位系统研究。根据实时定位系统总体结构,采用型号为CC2431芯片设计移动节点,路由节点可实时接收来自移动节点模块信息,进行灵敏度分析可完成信息传递。接收舱室内各个路由节点信息,通过协调模块验证信息有效性。针对协调模块获取高维数据,采用Isomap算法对数据进行降维处理,依据降维后的数据集,对远距离海上航行舱内人员进行实时定位。通过实验结果可知,该系统最高定位精准度可达到75%,为航行舱内人员安全提供保障。     

无线传感器网络基于信号到达角度的节点定位算法研究

提出了一种基于锚节点的信号到达角度值并利用节点之间的位置关系实现传感器网络中未知节点的定位算法。通过仿真实验,分析了锚节点数目、节点通信距离、测量角度误差等因素对算法的定位精度和定位覆盖率的影响。     

神经网络在船舶动力定位模拟器控制系统中的应用

随着近海资源日渐枯竭,远洋自然资源的开发和利用技术成为了研究热点。远洋水域深度较大,船舶在采用传统的锚泊式定位时会发生走锚等问题,因此,必须采用动力定位技术。船舶动力定位系统由位置测量、控制器和推进器3部分组成,可以实现精准可靠的海上定位,对船舶和海上作业平台有重要意义。动力定位模拟器是船员进行动力系统操作培训的重要设备,本文结合神经网络算法和相应的数学模型,设计和开发了船舶动力定位模拟器的控制系统。     

云计算下船舶网络多固定节点精确修复方法

普通船舶固定节点修复方法,在定位节点位置时,易出现较大偏差,且需要较长的修复时间。为解决此问题,提出云计算下船舶网络多固定节点精确修复方法。通过船舶云数据的划分、Apriori算法的改进,完成船舶云环境的搭建。通过船舶固定节点性能指标的确定、固定节点精确转移率的确定,完成云计算下船舶网络多固定节点精确修复方法的搭建。设计对比实验结果表明,新型方法与传统方法相比,可以准确定位节点所处位置,大幅度缩减修复完成时间。     

通风控制技术在船舶火灾救援中的应用

为了防止货物变质、自燃以及改善旅客和船员的生活、工作条件，船舶通常设有通风系统。平时排出货舱和船员舱室等处所内的废气，补充新鲜空气，当火灾发生时，为了控制火势，有效扑灭火灾，必须采取措施控制通风。笔者就船舶火灾中有关通风控制技术谈谈自己的拙见。     

无线传感器网络WSN在船舶动力定位系统中的应用

船舶动力定位系统是一种船舶位置与动力控制系统,能够根据海浪、海风等外界干扰条件,协调船舶的推进系统、导航系统,自动修正船舶的当前位置,保持船舶姿态和航向的稳定,确保船舶能够按照正确的航线行驶。船舶动力定位系统的关键在于正确估计船舶的当前位置,在这种情况下,传统使用的GPS、北斗等卫星定位系统精度较低,难以实现船舶灵活、快速、高精度的调整与控制动作。本文提出一种基于无线传感器网络WSN的船舶动力定位控制模型,利用传感器网络测量外界风力、风向,结合当前船舶的行驶航向,利用数学模型估计船舶的偏移量,进而进行智能的控制。通过仿真实验表明,相比于传统方法,本文提出的方法能够以较低的实现代价,实现较高的动力定位精度,具有较高的实用价值。     

船用多功能无线传感器网络的设计与应用

针对长江航道局数字机务的改造需求,提出并设计了一种船用多功能传感器网络系统。该传感器网络系统由多个舱室基站以及多种无线功能节点构成,其不仅可以无线采集船舶设备的状态信息,而且可以完成船舶人员的动态定位监测。各个舱室基站之间通过RS485通信总线实现信息互联,克服了船体金属结构对无线信号的屏蔽效应。试验结果表明,所设计多功能船舶传感器网络可以在相关航道维护船舶上推广应用。     

船舱空气噪声的研究与控制

船舶各个舱室中集成了众多的电气化设备,这些设备在狭小的空间中不可避免会发生共振,造成严重的空气噪声干扰,这给船员的身心健康造成了不良影响,同时也不利于舰船的航行安全。为了降低船舱空气噪声的干扰,本文主要对空气噪声生成的原理进行阐述,并通过一定的控制算法,实现了对船舶空气噪声的有效控制,以降低噪声,隔绝干扰。由于船舶空气噪声的来源非常复杂,频段覆盖范围也较广,因此必须采用滤波算法,对各个频段的空气噪声进行有效的估计,提高噪声模式的识别效率。通过仿真计算和噪声优化,整个船舱的空气噪声水平获得显著的降低。