基于数据挖掘的船体吃水程度监控系统与应用

针对传统监控系统分析能力较差的问题,设计基于数据挖掘的船体吃水程度监控系统。该系统保留传统系统硬件的前提下,替换其中的单片机控制器,增强系统对监测数据的处理能力。根据船舶坐标系建立吃水模型,监控船体的吃水水位变化情况;通过神经网络拓扑结构,利用数据挖掘技术挖掘监测数据的隐含规则;依据该关联模糊聚类吃水数据,通过类间离差矩阵校核船体吃水程度,实现对船体吃水量的监控。实验结果表明,与传统监控系统相比,此系统的监控能力更强,得到的吃水数据更加符合实际。     

一例船舶压载水系统故障的处理与启示

船舶压载水系统可通过调节吃水使船舶稳性高度适当,减小船体振动,对船舶合理配载和航行安全具有重要作用。文章以一起压载水故障为例,分析了这起故障的原因,说明了故障处理的经过,提出了船舶管理中存在的问题和对以后船舶管理的启示。     

基于AIS的船舶航行搁浅风险预警建模研究

为保障船舶航行安全,基于船舶AIS数据进行挖掘和统计分析,考虑船舶吃水及水位变化对航行搁浅风险的影响,建立了船舶航行搁浅风险预警模型,以为船舶动态监控及行为预警等研究提供参考依据,为有关部门决策管理提供支持。     

基于数字孪生技术的船体结构设计研究

由于传统舰船设计方法中存在船体结构设计不合理、设计效率低、多任务协调性差、准确性验证不足、辅助决策功能不成熟等一系列问题,研究基于数字孪生技术的船体结构设计方案。根据船体设计物理信息,使用三维建模技术构建船体结构数字孪生体,采用第三代波浪数值模型求解海洋环境矢量场,模拟真实海洋环境,实现船舶虚拟呈现。通过刚体六自由度运动方程建立船体水动力模型,模拟船舶航行状态,根据模拟航行的测试结果不断迭代优化船体结构设计方案,最终实现船体结构设计优化。实验表明,该方法构建的船舶数字孪生体效果非常逼真,航行模拟状态很准确,相对误差很小,完全可以达到船体结构性能测试的要求。     

水体流动时船舶航行横向受力数值模拟研究

针对传统船舶航行横向受力数值模拟存在误差的问题,提出基于水体流动的船舶航行横向受力数值模拟研究。通过设定海水湍流速度的分布,确定港口入口水流速度边界条件。通过划分船体底层表面区域来保证船舶底层表面光滑,确定船体底层表面光滑程度边界条件。结合模拟区域风向和风力边界条件,确定船舶航行横向受力边界条件。通过船舶航行横向受力数值模拟流程设计,实现了基于水体流动的船舶航行横向受力数值模拟。仿真结果证明,相比基于数据分析理论数值模拟方法,该方法船舶航行横向受力的数值模拟误差缩小了16.18 N,为船舶航行横向受力数值模拟提供了有利的科学依据。     

基于CATIA的船舶主船体造型特征建模研究

为维护主船体的航行稳定水平,实现对船舶安全营运环境的合理保护,提出基于CATIA的船舶主船体造型特征建模方法。针对关键性二次开发技术,进行船体主要造型结构的设计,实现CATIA船舶模块的研究及二次开发。在此基础上,确定船舶主船体的稳性能力,通过提取既定型值的方式,计算得到准确的大倾角数值,实现基于CATIA的船舶主船体造型特征模型的顺利应用。对比实验结果表明,与传统三维建模手段相比,CATIA技术支持下船舶特征建模方法的CSA重构系数值更大,能够较好地维护主船体的航行稳定能力,满足合理保护船舶安全营运环境的实际应用初衷。     

基于机器学习的风暴中船体减摇自动化控制方法研究

针对传统模糊控制方法修正误差大、航行过程中出现风暴现象船舶的晃动程度较高的现象,提出并设计了一种基于机器学习的船体减摇自动化控制方法。结合数学模型对船舶减摇过程中所受的偏移力矩进行分析后,确定船体姿态参量的自整定性处理系数,采用机器学习方法对自动化控制算法进行优化,实现船体姿态参量的误差补偿,完成对风暴环境中船舶的自动化减摇控制。仿真实验结果表明,采用基于机器学习的自动化控制方法能够有效增强船体减摇过程中的误差修正能力,鲁棒性极强。     

航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法

传统的全驱动船舶操纵系统防撞控制效果差,发生碰撞次数较多,为此设计一种航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法。利用船舶操纵性的网络分析模型充分分析船舶航行中的干扰项,分别建立动力学模型以及运动模型,并设定船舶操纵系统防撞控制目标,以此实现航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制。实验证明,此次设计的航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法比传统方法控制后的发生碰撞次数少,证明了此次设计方法的有效性,具备实际应用意义。     

向家坝升船机船舶吃水控制标准原型观测分析及应用实践*

向家坝升船机投入试通航后,由于金沙江下游河段实际航行的1 000吨级船舶与升船机设计过机船舶主尺度匹配性差,船舶过机装载率较低。为进一步提高升船机通过能力及船舶运输经济效益,开展船舶过机吃水原型观测分析,逐步放开船舶过机吃水控制标准非常必要。通过大量过机船舶不同吃水、航速的进出厢试验原型观测,对影响过机船舶吃水控制标准的航道水位变幅、船厢水深变化,进出船厢航速、下沉量等因素进行系统的分析研究。结果表明,向家坝升船机过机船舶吃水提升至2.4 m,依然有30 cm以上的防触底安全富余量,满足船舶安全过机要求。     

横倾对满载VLCC安全富余水深的影响及对策

正0引言超级油船(VLCC)具有线型丰满、船体肥胖、船舶尺度大、方形系数大等特点,满载吃水可超过20m,远远超过其他普通船舶。为保障船舶安全航行,避免发生搁浅、触礁、擦底等事故,VLCC必须控制安全富余水深。影响富余水深的因素较多,其中船舶横倾对小型船舶、型宽窄的船舶、吃水小的船舶影响较小甚至忽略不计,但对满载VLCC影响颇大,是     

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。     

基于多波束仰扫的内河船舶吃水检测技术*

为防止内河船舶超吃水航行,需对船舶吃水主动进行实时动态检测,提出一种基于多波束声纳测深系统的内河船舶吃水检测系统。以声纳测距技术为基础,设计内河船舶吃水检测系统方案,完成检测系统软件架构设计与多波束声纳测深系统通信协议,采用多波束声纳测深数据滤波去噪算法滤除异常数据,系统实现了船舶吃水轮廓的清晰准确成像,并能数字化、实时显示船舶吃水深度,对于内河船舶吃水监管控制有一定可行性。     

DNV船体监控系统的分析及运用

为提高船舶航行的安全性,对DNV规范中船体监控系统的船籍符号HOMN及其附加符号进行解读,结合40万t矿砂船建造任务,建立船体监控系统的实船应对方案,介绍主要的船体应力系统和海浪监控系统功能。     

基于吃水差优化的船舶能效仿真研究

随着海上运输的快速发展,其带来的环境污染和能源的消耗也日益加剧,所以要节能减排、提高船舶营运能效水平。通过调整船舶吃水差,改变船舶的浮态,从而降低船舶航行的阻力,改善船舶的航行性能,提高船舶的能效营运水平。本文以上海海事大学的教学实习船——-育明轮为研究对象,通过仿真与试验结合,并结合项目组研发的船舶能效监控系统实测出育明轮在不同吃水差下的主机每海里油耗,得出当育明轮在满载即吃水为11米、航速12knots时航行,吃水差为-1.4米、-0.37米、-0.2米、0米、0.5米和1米六种浮态中,吃水差为-0.2米时的两相流(空气、水)中的阻力和船舶主机每海里油耗量最小,能效营运水平最高。     

三峡船闸4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶过闸实船试验*

为进一步挖掘三峡船闸的通过能力，提出4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶技术。通过系统性的实船试验，从船舶停泊安全和航行安全两方面探讨该技术的可行性。结果表明，船舶系缆力在船舶制动停靠、闸室充泄水、人字门开启3个典型时段均超过了200 kN，系缆力与船舶排水量、闸室惯性超高（降）和初始水深密切相关，系缆方式对系缆力无明显影响；基于实测数据建立的下沉量公式预测，4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶航速小于1 m/s时不存在触底风险；大型船舶的停泊安全是制约进一步挖潜三峡船闸通过能力的关键问题，船舶的航行安全不是控制因素。     

基于DSP技术的航行自动化控制系统

针对船舶海上航行受到航行环境和船舶运行情况的影响,加大了船舶航行方向和航行速度的控制误差,为了提高船舶航行的自动化控制精度,提出了基于DSP技术的航行自动化控制系统设计。在硬件设计方面,利用DSP技术设计了复位电路和外围接口电路,对船舶航行自动化控制电路进行了设计,根据船舶航行自动化控制器的工作原理,完成船舶航行自动化控制器的设计,利用船舶航行自动化控制的误差函数,在函数下降方向上,自适应调整自动化控制的权值和阈值,建立了船舶航行自动控制网络模型,结合船舶航行的自动化控制流程,完成系统软件设计,实现船舶航行的自动化控制。实验结果表明,基于DSP技术的航行自动化控制系统不仅可以缩小船舶航行方向的控制误差,还可以缩小速度的控制误差,从而提高了船舶航行的控制精度。     

基于最优滑模控制理论的船舶稳定性控制策略研究

船舶的稳定性设计具有非常重要的意义,可以有效保障船舶的航行安全,提高船舶航运的可靠性。传统船舶的稳定性设计主要集中在船体的水动力优化和自动舵设计方面,本文针对船舶的稳定性,首先建立了稳定性模型,然后基于一种最优滑模控制理论,开发了一种新型船舶稳定性控制策略,并对该控制策略的原理和基本结构进行了详细的介绍。本文的研究对提高船舶的稳定性,改善船舶航行安全有重要的意义。     

基于DGPS、AIS、GPRS的船舶导航与监控系统

为了保障海上人命安全,特别是在能见度不良情况下有效地保障船舶航行安全,综合应用高精度差分GPS定位技术、GPRS数据传输等技术实现了船舶导航与监控系统。该系统具有形势监控、本船监控、他船监控等功能。     

半潜船舶航行压载监控软件仿真测试平台设计

目前常用半潜船舶航行压载监控结果误差较大,提出半潜船舶航行压载监控软件仿真测试平台设计。根据半潜船舶纵倾角、吃水量以及横倾角等压载参数,模拟船舶浮态特征。在同等仿真环境下,模拟出压载水泵排载动态以及压缩空气排载量,对上述动态量实施监测,完成压载监控软件仿真测试。建立实验环境,对本文设计平台与传统平台进行对比实验。实验结果表明,设计平台误差在可控范围内,有效解决了传统平台误差较大问题。     

基于非线性优化方法的船体线型研究和最小阻力船型设计

在船舶设计与制造领域中,当船舶主尺寸、排水量等条件确定后,如何改善船舶的兴波阻力是一个重点研究方向。船体线型的设计有助于改善船舶的结构强度,减小船舶航行的阻力,提高船舶的航行效率。船体线型的优化是一个多变量、多目标优化问题,本研究建立了船舶的阻力数学模型,结合非线性优化算法对船舶的线型进行了优化,并对优化结果进行了基于Fluent的仿真分析。