基于物联网的船舶航行安全监控系统

传统船舶航行安全监控系统在复杂海域中,对船舶航行吃水差监控误差较大,对此基于物联网络技术设计船舶航行安全监控系统。以中央处理单元为核心,建立船舶自由度运行测试平台,辨识船体吃水差,基于物联网通信端口,建立物联网络通讯终端,传输船体航行信息,最后利用信号叠加原理应用傅里叶分析算法,消除波浪及船体摇摆对船体吃水差的影响,实现对船体航行吃水差高精度安全监控。实验数据显示,设计的安全监控系统,相比较传统安全监控系统,在海深1 km以内,吃水差监控结果误差减小0.75 m,在海深1 km以上海域,吃水差误差减小0.5 m,可以实现吃水差高精度监控。     

计算机辅助设计在船舶制造中的应用

传统设计方法制造舰船时,所设计的船舶零件契合度较低,导致反映舰船结构安全程度的系数不高,为此研究计算机辅助设计在船舶制造中的应用。利用计算机辅助设计绘制船舶组件草图,并根据应用材料特性调整组件尺寸。通过船舶的排水量、吨位、吃水能力、主次度和船型系数等数据计算船体的最大航行速度,根据结果调整船舶总体线型。利用SketchUp软件按照线型结构搭建三维船体模型,实现该技术在船舶制造中的应用。实验结果表明,与传统技术的应用效果相比,所研究技术制造出的船体组件模型契合度提高了11.58%。由此可见,该技术在船舶制造中的应用能力更强,制造的船舶结构安全系数更高。     

基于数据挖掘的船舶机舱监控系统

针对常规机舱监控系统已不能满足日趋智能化和数字化的船舶机舱设备的监控要求,提出并开发了一套基于数据挖掘的船舶机舱监控系统。该系统不仅能实现常规机舱监控系统的监控功能,而且融入了智能数据挖掘技术,可实现在线数据挖掘和分析,扩充了监控系统的内涵。设计了基于数据挖掘的船舶机舱监控系统硬件和软件部分,给出了适合船舶机舱数据挖掘的聚类算法,并利用该算法结合实船数据进行了挖掘分析;结果表明该系统稳定可靠、界面友好、挖掘方法合理,满足实船数据处理要求,为船舶机舱监控系统的设计及应用提供了一种新的思路。     

多用途船船体应力监测系统布置

根据某型多用途船大开口箱型货舱结构特点,有针对性地布置安装船体应力监测系统,通过该系统的多通道传感器获取船舶营运阶段实时数据,采用数字孪生技术将实船采集的应力监测数据和船舶有限元模型映射与互联,实现营运船舶的船体结构疲劳寿命、不同装载工况下结构强度分析和预测、不同海况下结构应力分布的实时监控和结构安全评估,取得中国船级社智能船体的船级符号。     

可改变吃水深度的运输船

美国Leary工程公司开发出一种可改变吃水深度和运输船，并已获得美国专利。该船可在浅水域中在浅吃水状态下装货，在进入深水域航行时将其船形变成深吃水的远洋船船形；当运输船抵达目的地时，该船船体又变成浅吃水船船形进入浅吃水泊位或驶入浅滩。这种船的船形变化是利用铰接的船左右两侧船体外钣通过转动方式完成的。这种船的主要特点是：可有效地把内河船与远洋船的工作任务结合在一起，避免了在小港口用浅吃水船装货，然后在远洋运输前再将货物中转到另一艘深吃水远洋运输船上，从而节省了费用和时间。 该专利适用于载运散装液货、干散货、车辆及其他类货品的任何尺度运输船。本刊辑     

虚拟现实技术在船体设计中的应用

传统设计工艺的匹配能力较弱,导致所设计船体的安全系数低,因此研究虚拟现实技术在船体设计中的应用。该技术模拟海域环境,从立体视觉角度分析船体行进方式。设置匹配参量,根据船体结构关系建立分段式虚拟模型;装配组件并动态演示,通过碰撞检测调整组件间的衔接位置。实验表明,与传统技术相比,虚拟现实技术应用下,船体组件之间的匹配程度高、契合效果好。可见该技术更适用于船体设计。     

基于关联规则的远洋舰船运行监控大数据挖掘方法

针对传统的远洋舰船运行监控大数据挖掘方法精准度低的情况,本文应用关联规则算法,对远洋舰船运行监控大数据挖掘方法进行设计。为了有效对舰船远行监控大数据挖掘,首先获取监控数据源,将数据存入到数据库中,在此基础上,对远洋舰船运行监控数据预处理,以此生成舰船运行监控大数据挖掘模型,完成了对运行监控大数据的挖掘,实验对比结果表明,本文设计的基于关联规则的远洋舰船运行监控大数据挖掘方法比传统的舰船运行监控大数据挖掘方法精准度高,具有一定的实际应用意义。     

基于数据挖掘技术的船体毁伤修复能力评价

船体毁伤修复能力评价结果具有重要实际意义,针对当前模型无法准确描述船体毁伤修复能力,使得船体毁伤修复能力评价存在错误率高的缺陷,设计了一种基于数据挖掘技术的船体毁伤修复能力评价模型。首先对船体毁伤修复能力评价原理进行分析,构建船体毁伤修复能力评价的目标函数,然后采用数据挖掘技术中的最小二乘支持向量机对船体毁伤修复能力评价样本进行学习,并对最小二乘支持向量机进行在线性能优化,建立船体毁伤修复能力评价模型,最后在Matlab 2018平台对船体毁伤修复能力评价效果进行测试,测试结果表明,基于数据挖掘技术的船体毁伤修复能力评价正确率超过90%,降低了船体毁伤修复能力评价的时间复杂度,船体毁伤修复能力评价速度更快。     

安全防护环境下舰船监控网络病毒检测系统

针对舰船监控网络病毒检测系统检测结果精度较低的问题,设计安全防护环境下舰船监控网络病毒检测系统。在此次设计中沿用原有舰船监控网络病毒检测系统硬件,着重进行系统软件设计。通过构建软件框架进行软件设计,设定病毒规则库并对网络数据进行捕获;将捕获后的数据通过滤波进行预处理;采用聚类的方式进行数据挖掘并构建病毒特征库;将网络中的数据与病毒特征库进行匹配,完成网络病毒的检测。至此,安全防护环境下舰船监控网病毒检测系统设计完成。构建对比试验,对比检测范围体现检测精度。与原有系统相比,此系统检测范围更加完成。由此可见,此系统检测精度更高,检测更有效。     

PID控制算法的恒电位仪在船体阴极保护系统中的应用

研究了基于PID算法的恒电位仪在船体阴极保护系统中的应用。讨论了增量型PID算法在系统中应用的优势。根据实际应用的需要,控制程序实现了从自动控制到手动控制切换的平滑无扰功能。通过现场总线CAN实时传输船体数据到位于机舱的复式报警面板,能记录一年的船体数据和报警信息存档备份。经过工厂的模拟实验和实船的航行实验记录的数据证明,该套系统能够很大程度上保护船体不受腐蚀。