多船舶同时航行中的调度数学模型设计与实现

在多船舶同时行进航道水上交通网络中,船舶拥堵容易导致水上安全事故,需要进行水上航道船舶航行调度。本文针对当前调度模型的吞吐量低,时滞较大的问题,提出一种基于船舶航行流量分簇预测的多船舶同时行进中的调度数学模型。构建多船舶同时行进的通行流量的信息感知模型,采用RFID标签识别技术进行船舶航行流量的数学统计,构建船舶进出港的交通态势预测多元状态方程,以历史测量信息作为先验统计量对方程进行优化求解,实现船舶航行流量分簇预测,以此为信息统计量进行交通调度。仿真结果表明,采用该模型进行多船舶同时行进调度,能提高单位时间内的航道通行量,且对航道船舶流量的预测精度较高,调度的时间开销较小。     

基于萤火虫算法的船舶交通数据并行调度方法

针对传统的舰船交通数据并行调度方法效率低的情况,提出基于萤火虫算法的船舶交通数据并行调度方法。以舰船调度时间为出发点,确定调度目标,并引入不确定因子,对舰船调度中的不确定因素进行处理,在此基础上,生成船舶交通数据并行调度规则,使所有船舶按照该规则进行调度,并考虑到存在大船和小船的情况,设置时间权参数,保证大船与小船同时到岗时,大船优先被调度,以此实现舰船交通数据并行调度。实验对比结果表明,此次设计的基于萤火虫算法的船舶交通数据并行调度方法比传统的调度方法效率高,具有一定的实际应用意义。     

大数据分析下的船舶调度方法研究

在大数据环境下进行船舶调度方法优化,提高船舶的畅通性,提出基于大数据图谱特征分析的船舶调度方法,对船舶调度大数据进行关联特征匹配和数据挖掘,对挖掘的船舶大数据进行自相关性融合,结合滤波算法进行船舶调度大数据的干扰处理,将滤波后的船舶调度大数据进行特征重组,构建大数据的特征分布子空间,采用Lyapunov指数谱分析方法进行船舶调度大数据的类别差异性谱特征重构,根据图谱特征的差异性进行船舶调度,提高船舶数据的分类识别和调度能力。仿真结果表明,采用该方法进行船舶调度,数据的聚类性较好,船舶的自动调度和分类能力较强,从而提高船舶的通航能力。     

云计算环境下舰船内部资源全局优化算法研究

在云计算环境下进行舰船内部资源的全局优化分配,提高舰船资源的信息融合能力,从而优化舰船的状态监测性能。提出一种基于分组滤波匹配融合的云计算下舰船内部资源全局优化方法,对舰船内部资源信息流进行匹配滤波检测,提取资源流的频谱特征,根据频谱特征的属性进行信息分类,在云计算环境下采用分组线性融合检测方法实现对资源的全局融合调度,提高资源优化分配能力。仿真结果表明,采用该方法进行舰船内部资源全局优化处理,资源的准确调度能力较好,自适应分配性能较优,具有全局收敛性。     

基于大数据分析的船舶航行安全自动评估系统设计

为了提高船舶航行的安全性,构建船舶航行安全自动评估系统,提出基于大数据分析的船舶航行安全自动评估系统设计方法。采用航向陀螺仪、三轴磁力计等敏感传感器进行船舶航行姿态参数采集,根据采集的船舶航行姿态数据进行大数据特征重组,建立船舶航行姿态参量大数据库,设计数据访问调度和参数融合算法,进行船舶航行安全大数据信息调度和特征分析,进而实现船舶航行安全自动评估。在嵌入式ARM环境下进行系统的软件开发,实现系统优化设计。仿真结果表明,采用该系统进行船舶航行安全自动评估的准确性较好,船舶航行安全信息大数据访问调度的实时性较高。     

舰船交直流混合电力系统能量优化调度方法

海洋开发和船舶电网电力系统的不断发展,使电力系统调度系统所需要处理的工作数据越来越复杂,整体调度速率已经难以满足船舶电网系统需求。对此设计舰船交直流混合电力系统能量优化调度方法,首先基于MAPReduce计算模型,搭建云平台计算结构,对舰船交直流电力系统数据进行分布式计算和节点通信;基于搭建的云平带计算结构,设计舰船混合电力系统能量优化调度算法,采用十进制资源对应编码,实现电力系统能量优化调度。仿真实验证明,相比较传统电力调度方法,优化后的调度算法交流电调度速率提高27.5%,直流电调度速率提高17.5%,可以明显提高电力系统能量调度速率。     

集装箱运输船舶调度的多目标优化模型建模

在多通道运输环境下,集装箱运输船舶调度是一个复杂的多元目标优化模型,提出一种基于自适应回归分析的集装箱运输船舶调度的多目标优化模型,采用多源信息特征重组方法进行集装箱运输船舶资源信息重构,结合自适应学习方法进行集装箱运输船舶资源的信息融合处理,采用非线性二元自回归分析方法实现集装箱运输船舶调度的控制目标函数构建,采用多目标均衡优化策略求解控制目标函数的全局最优解,实现集装箱运输船舶的最优化调度。仿真结果表明,采用该方法进行集装箱运输船舶调度的均衡性较好,提高了运输时效性。     

基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法

舰船航行路径中存在许多障碍物,当前舰船避碰路径优化调度算法存在障碍物识别正确率低、规划路径长,不仅无法获得最优的舰船航行路径,而且不能保证舰船航行的安全,为了获得最优的舰船航行路径,设计了基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法。首先分析当前舰船避碰路径优化调度算法的工作原理,找到弊端,然后引入大数据分析方法建立舰船避碰路径优化的数学模型,实现障碍物识别,并采用人工智能技术——遗传算法找到最优的舰船避碰路径,最后进行舰船避碰路径优化调度算法性能的仿真测试,结果表明,本文方法可以更快找到最优的舰船避碰路径,舰船避碰路径更短,不仅减少了舰船航行的时间和成本,而且可以准确识别各种舰船障碍物,具有显著的优越性。     

使用数据挖掘实现舰船故障数据定位

为了更好地保障船舶航行安全,有效提高船舶的故障定位和检测能力,提出了使用数据挖掘实现舰船故障数据定位方法,通过对舰船故障数据进行实时采集和分类挖掘获取船舶航行过程中的异常数据,实现对船舶故障数据关联规则特征的准确提取。在进行故障定位的过程中,合理并利用电磁探测器和声敏传感器等设备进行故障诊断,并对不同类别船舶故障数据的高维特征融合的研究采用数据挖掘分析算法,利用数据挖掘分类器对船舶故障数据进行分类识别和定位挖掘,从而有效保障船舶故障数据定位的精确度和有效性。最后通过实验结果表明,使用数据挖掘实现舰船故障数据定位方法具有较高的故障定位精度。可以应用于船舶故障实时诊断,有效提高船舶故障诊断的实时性。     

人工智能算法的舰船路径规划

为了实现对舰船航行的智能调度,需要进行舰船路径规划设计,提出一种基于人工粒子群智能算法的舰船路径规划方法。构建舰船航行路径分布的网格结构模型,将舰船航行区域内的各个对象表达为人工粒子群个体,采用四元素的扩展卡尔曼滤波方法构造舰船航行路径规划的约束参量模型。构造舰船航行路径规划的控制目标函数,以舰船动态性能和稳态性能为优化目标,采用人工智能群算法进行航行路径的自适应寻优,实现舰船路径规划。结果表明,采用该方法进行舰船路径规划,能准确跟踪舰船航行的方位角和姿态角,实现路径实时跟踪,提高了舰船路径的准确规划能力。     

船舶进出船厢下沉量预测

由于升船机承船厢断面系数较小，船舶进出船厢是一个复杂的三维水流与船舶运行耦合的问题，水力学问题十分复杂。需要根据船舶航行下沉量制定合理的船舶吃水控制标准和船舶航行方式，防止船舶发生触底以保障船舶航行及船厢对接安全。首先介绍了船舶进出船厢过程中船舶航行特性，分析船舶下沉量的主要影响因素，概述前人进行的理论分析和公式推导，总结相关经验公式。其次，针对船舶进出船厢这一过程，对比分析了各经验公式的计算结果。最后提出未来船舶进出升船机船厢下沉量研究工作的方向与内容。     

集装箱船自适应舱群配载优化算法

传统船舶舱群配载算法在集装箱分布排列最优计算过程中,忽略了空间分布的约束条件,导致计算结构的适应值非最优值,降低了船舶空间使用率,增加了船舶运输成本的投入。因此,提出集装箱船舶自适应舱群配载优化算法研究。通过建立船舶舱群配载约束条件模型、配载分布数据模型与自适应优化模型,完成对集装箱船舶舱群配载过程中集装箱分布适应量的约束优化,通过对分布适应函数量的条件约束,获得分布最优量,完成优化计算。通过仿真对比实验表明,提出的集装箱船舶自适应舱群配载优化算法,在集装箱舱群配载仿真测试中的配载量大于传统算法的配载量,提出优化算法效果明显,符合实际要求。     

船行波对系泊船的影响分析

介绍船行波的两种算法,着重运用Flory-Remery算法通过OPTIMOOR系泊软件,结合巴基斯坦某港7.5万吨级煤码头,分析临近进港航道建设码头泊位时船行波荷载对码头泊位上系泊船的影响,并提出不影响系泊船正常作业的临界航速,供类似工程参考。     

考虑船舶航速的集装箱班轮燃油补给策略

针对集装箱班轮运输中船舶燃油补给问题,分析船舶航速变化对燃油消耗产生的非线性影响,推导出船舶航速与船舶往返时间及船舶油耗之间的关系式,以连续多航次船舶燃油补给总成本最低为目标,加油港与加油量为决策变量,建立周计划内考虑航速的集装箱班轮燃油补给混合整数非线性规划模型.根据模型特点,利用分段线性逼近函数对模型进行等价转换.以某航运公司的亚欧单航线为仿真实验,依次分析港口时间窗、船舶类型、燃油价格及船舶油舱容量等因素对船舶燃油补给策略的影响.结果表明:该模型可以同时决策船舶加油港的选择、加油量的大小及航速的调整,比传统模式更能节省油耗和成本.     

船行波对双船系靠LNG泊位系泊稳定性的影响

双船系靠LNG泊位对系泊稳定性要求高,而目前尚无船行波对双船系靠泊稳定性影响的定量分析方法。结合工程实例,以Flory-Remery单船系泊船行波荷载计算方法为基础,结合双船系靠泊位的特点予以修正,利用数值分析软件定量分析船行波过程对双船系靠泊位系泊稳定性的动态影响。结果表明,典型系泊条件下,双船系靠泊位系泊倒缆受力及纵移运动量受船行波影响最大,当船行波与系泊船间距50 m时系泊稳定性不满足要求;当船行波与系泊船间距100 m时系泊稳定性满足要求;当船行波与系泊船间距150 m时系泊稳定性基本不受船行波影响。     

码头内大型船舶双船系泊方案研究

为了保障在台风等恶劣海况下码头系泊的安全性,尤其是处于中间位置船舶的系泊安全问题,有必要对其进行抗台风码头系泊方案研究,以确保码头双船并排系泊在台风等恶劣海况下的安全性。码头单船的常规系泊问题在现阶段已经有了较为成熟的研究,主要依靠数值模拟仿真以及模型试验,可以得到一套比较完整的系泊方案。码头双船系泊问题在现阶段的研究相对较少,鉴于双船码头系泊对单船码头系泊在系泊形式、水动力特性等方面存在较大的区别。码头双船并排系泊的特殊性需要重点研究,分析设计方案可能存在的问题,为以后的码头多船并排系泊问题提供有价值的参考。     

特种船运市场

在低迷中呈现新的复苏趋势 全球杂货运输需求依然疲弱,Clarkson下调2016年世界杂货海运贸易量增速至1％,其中糖、水泥、铜精矿有望保持5％以上的增幅,钢材和木材预计分别增长2％和1％.中国钢材出口延续增长,全年有望突破1亿吨;铁道机动车辆及风机出口下滑明显;但对外承包工程尤其“一带一路”沿线国家项目维持增势.目前全球共有多用途船3228艘、2962万载重吨.上半年已交付33.8万载重吨,全年预计交付1 20万载重吨,运力存量依然较大.2016上半年,Clarkson 2.1万和1.7万吨多用途船租金均值分别为9258美元/天、8217美元/天,同比下降8.3％和6％.     

绿色船舶产品

根据目前造船的现状和存在的问题提出绿色船舶是解决船舶工业中能源和原材料巨大消耗、浪费以及对生态环境日益破坏等问题的有效途径,通过介绍船舶的绿色设计和绿色制造工艺,进一步指出绿色制造更多的是创造社会效益,为人类造福,是时代的需要.     

起重船在犍为船闸检修中的应用

针对山区河流大型船闸检修问题,从投资性价比、共用性、便捷性等方面对检修闸门形式和起吊设备进行比较,从而确定犍为船闸“浮式叠梁检修门+起重船”的检修方案。详细描述犍为船闸检修的特殊性,并开展起重船在犍为船闸检修中的吊装工艺流程研究。通过经验总结、边界条件模拟等方法得出起重船在吊装超大型浮式叠梁检修门中的关键控制要素。详细介绍了起重船在山区河流大型船闸中起吊检修闸门的应用,为类似大型船闸检修提供了经验和借鉴。     

与船舶融资相关的海事登记问题探讨

航运业的发展注定会与金融业产生密不可分的联系,说到航运金融的重要性,很多人会联想到船舶融资对GDP的贡献、对航运企业发展的帮助等。但笔者希望强调的是,一国航运金融的发展程度直接关系到其在国际航运市场上的地位,航运金融环境成熟,