船舶避碰的定量研究

运用碰撞几何理论，定量分析船舶避碰中各参数之间的关系；应用模糊数学综合评判理论，提出了对目标碰撞危险进行评估的方法，以及对本船采取的避碰行动进行评估的方法。     

全新的碰撞危险度在自动雷达标绘仪中的应用及实现

目前描述船舶碰撞危险程度的传统模型存在缺陷,有时甚至给出与事实不相符的结果.文中针对ARPA的需要和现有船舶碰撞危险度模型的不足,在分析船舶交叉点、船舶碰撞点、船舶冲突区的基础上,应用船舶安全矢量、船舶安全矢量的模、船舶安全系数和船舶碰撞危险度对多艘船舶会遇时的碰撞危险度作出判断,计算并排序.给出了多船避碰流程图,为船舶自动避碰决策系统提供选择和参考,并通过计算机编程予以实现.     

内河水域失控船舶撞击取水工程概率模型的研究

本文通过对船舶失控漂移模型的运用,建立了内河水域失控船舶撞击取水工程的概率模型,并提出了一种可通过编程自动实现计算危险失控区域的方法,以期望对于内河航行船舶的船位控制,为取水工程的选址提供参考。     

失控船舶撞桥概率分析与预报

目前确定船、桥碰撞发生概率的方法,是利用航道内在该桥位处发生意外事故的长期统计资料进行统计分析所得出的概率.文中有别于传统的概率统计或模型分析方法,从船舶失控后的实际运动过程着手,建立相应的数学模型,运用MATLAB开发的软件平台分析失控船舶的漂移情况,确定失控船舶碰撞危险区域,从而得到失控船舶撞桥概率.     

基于排队论的内河港口水域锚位需求量计算方法

对内河港口水域锚位需求量进行研究.通过对船舶在内河港口的工作过程进行分析,提炼了港口锚位需求量的影响因素,并采用时间序列方法对影响因素中的关键数据进行预测,运用排队论的方法对锚泊保证率和港口水域锚地利用率进行了计算,在综合考虑锚泊保证率和港口水域锚地利用率的基础上,建立了内河港口水域锚位需求量计算模型,并以某一内河港口为例,对建模方法进行了演绎和验证.计算结果表明,该模型在内河港口锚位规划方面有较好的应用价值.     

内河船舶避碰路径优化研究

内河船舶碰撞事故导致重大生命及财产损失，已经引起人们的高度关注．提出一种内河船舶自动避碰路径优化的研究方法，建立了内河船舶操纵运动数学模型，将遗传算法运用到内河船舶避碰路径选优中，提出内河船舶避碰路径优化准则，并构建一种考虑内河航道中运动船舶及障碍物的适应度函数．优化结果表明了本方法的可行性。     

内河船舶航行环境视景三维仿真

基于航海仿真的发展方向和发展需求,为增加练习海域并同时提高仿真精度,以内河船舶航行环境三维建模仿真为研究对象,分析了内河船舶航行环境视景的组成要素,将其主要划分为地形地貌、水面及近岸陆域物标两大模块,并以视景仿真领域3D MAX、Multigen Creator等主流软件对其进行三维建模。在VC++环境下,以开源软件OpenSceneGraph(OSG)为驱动平台,对内河船舶航行环境视景模块三维模型进行了数据融合,同时以细致的渲染来加强模拟的真实感。仿真显示:所构建的内河船舶航行环境三维模型具有较高的精度,场景驱动具有逼真的效果,能够满足航海仿真的要求并应用于大型船舶操纵模拟器建设。     

船舶碰撞事故的预控预防

在内河船舶水上交通事故中,碰撞事故所占的比例最高,本文在分析了碰撞事故带来的危害后,从六个方面分析了事故发生的可能原因,从而提出自己对事故的预防控制的见解     

基于AIS的船舶碰撞危险度模糊评判模型

在AIS信息环境的基础上,利用模糊数学的评判理论,把影响船舶碰撞危险度的主要因素DCPA、TCPA、会遇两船间的距离、目标船方位、目标船舷角、会遇两船的航速比以及各影响因素的权值等作为评判船舶碰撞危险度的参数,模糊量化各因素对碰撞危险度的影响,从而比较合理准确地确定船舶间的碰撞危险度.     

多箱型内河集装箱船舶配载决策研究

内河集装箱运输具有其独特性,船舶配载时更强调船舶舱容利用率.考虑特殊箱型影响,以最小化堆栈占用数量为目标,构建内河集装箱船舶配载决策的整数规划模型.为实现快速寻优,设计包含构造部分和优化部分的启发式算法求解.算法中,构造部分基于启发式规则快速构造初始解,优化部分基于邻域搜索策略实现初始解优化.算例研究表明,模型可实现内河集装箱船舶配载决策问题的有效求解,但随着算例规模增加所需求解时间大幅增加.与模型精确求解相比,启发式算法在求解时间方面表现要远优于模型,可在0.25 s内实现所有算例的高效求解,为内河集装箱船舶实际配载决策提供一定参考.     

基于电子海图的船舶避碰技术的研究

通过对智能避碰过程中本船及目标船的相关参数、合适的选取船舶碰撞危险度的评价集以及各个因素对碰撞危险度的影响权重的研究,根据模糊理论建立船舶碰撞危险度评价模型.在评价模型的基础上结合简单的船舶运动模型,通过搜索出能使本船碰撞危险度最低的行动来建立避碰动作决策模型.采用Visual Studio 2008开发环境,在电子海图中对提出的模型进行实验仿真,实验结果验证其模型的正确性和合理性.     

水路交通技术发展趋势

对水路交通技术趋势相关文献开展文献计量分析，从主要研究国家、作者与关键词等方面梳理了研究脉络；综合国内外水路交通发展指导政策、前瞻报告与典型案例，分析并总结了水路交通技术发展现状，研判了未来水路交通技术发展趋势。研究结果表明: 水路交通技术将朝着以下5个方向发展。在水路运载工具方面，运输船舶逐步少人化，内河、近海、深远海船舶发展趋于谱系化；在航运基础设施方面，航道设施、能源供给、信息网络发展趋于一体化，并且船岸协同能力增强，船舶远程操控可实现，岸基船舶控制中心建设成为水运基础设施重要组成部分；在船舶动力方面，日趋严格的减排目标推动船用清洁能源发展，船舶动力系统将呈现多能源化和电动化；在船舶航行方面，多船协同运输可提高运输效率，内河、近海船舶编队航行成为运输新模式；在海事监管与安全方面，智能系统的应用使船舶人因事故逐步降低，智能无人系统救援成为现实。研究成果可以有效指导水路交通系统的未来规划、设计、建设与应用，为培育和发展水运新业态，逐步实现未来新一代航运系统提供有力支撑。      

崇启大桥运营期船撞风险评估

桥梁运营期的船撞风险已逐渐成为桥梁工程面临的尖锐问题之一,因此对桥梁运营期的船撞风险进行风险评估具有重要意义.结合崇启通道工程,运用AASHTO指南方法对崇启大桥运营期各桥墩年船撞概率及年倒塌概率进行计算,对崇启大桥运营期的船撞风险进行了评估.崇启大桥运营期总体船撞风险评估等级为三级,属于中等风险水平.需要工程建设参与方以及运营管理方引起足够重视,采取防范、监控措施.     

内河航道数字化测量船数据应用研究

内河数字化测量船的应用,为快速、准确获得全省内河航道水下地形数据提供了支持和保障。文章着重从航道断面数据的生成、航道疏浚设计和岸线探测等几方面介绍了测量船成果数据的应用。     

西江航道船舶流的概率分布特性

为了提高内河航道通过能力,分析了船舶交通流的到船分布和船头间距分布特性。以西江航道2004年日到船统计量为样本,运用数理统计方法,给出了日到船分布与船头间距分布的假设检验,运用时间保证率方法将实测数据点与概率分布的理论值进行了比较。比较结果表明其相对误差均在5%以内,说明内河航道日到船艘数服从正态分布,日船头间距近似为爱尔朗分布。     

多层次多目标重点避让船模糊优选模型

为解决船舶避碰自动化领域的多船智能避碰决策问题,建立了多层次多目标重点避让船模糊优选模型。分析了碰撞危险度和避让难易程度对重点避让船决策的影响,通过划分相互关联的有序层次结构使问题条理化,利用多目标模糊优选理论,建立了相应的模糊优选模型,以低层次的输出作为高层次的输入,对每一层次的单元系统进行优化计算,利用相对优属度向量进行排序,确定重点避让船。模拟计算了一艘船同时和7艘目标船相遇时重点避让船相对优属度向量,按相对优属度越大排序越前的原则确定目标船3为重点避让船,决策结果正确,该模型可行。     

船舶编队控制综述

研究了船舶编队控制的特点,从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析;介绍了船舶编队控制原理,描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法及应用场景;针对船舶编队路径规划,总结了编队环境建模、全局路径规划和局部避碰规划等最新方法及其特点,展示了基于粒子群优化算法的船舶编队局部避碰效果;针对船舶编队控制运动建模,构建了考虑干扰、控制时延和约束的船舶编队水动力模型,并将该模型在船舶编队过闸控制场景中进行了验证;针对船舶编队运动控制,归纳了典型集中式、分散式和分布式编队控制器特点,指出分布式编队控制器具有更好的鲁棒性和可扩展性,设计了基于分布式模型预测控制的编队航行控制器。研究结果表明:目前船舶编队控制技术瓶颈主要体现在有人/无人编队共融、岸端驾控为主的内河船舶编队控制、不确定干扰下的船舶编队控制、通信受限下船舶编队鲁棒控制、特殊水域船舶编队控制和船舶编队控制一致性等方面;在未来船舶编队发展中,应重点解决船舶编队分布式协同控制、船舶编队任务多元化控制、基于生物群体机制的船舶编队控制、特殊水域船舶编队控制、人工智能技术在船舶编队控制中的应用等问题。      

北江千吨级散装水泥低碳运输船型探讨

在分析北江内河主干航道航行条件的基础上,探讨了北江千吨级散装水泥低碳运输船型,对北江船型标准化具有现实意义。