改进粒子群-BP物联网络算法的PSC选船模型

港口国监督管理(PSC)在保障船舶安全、保护海洋环境、提高运营效率等方面发挥着越来越重要的作用。如何提高PSC选船效率和质量是行业研究的重点。粒子群算法是一种通过迭代搜索最优解的进化算法。BP神经网络是一种具有自主学习能力的多层前馈网络。本文研究粒子群算法原理,从惯性权重和压缩因子两方面对粒子群算法进行改进,结合BP神经网络算法,提出基于改进粒子群-BP物联网络算法的PSC选船模型,提高了选船效率和质量。     

基于自适应变异 PSO-BP算法的船舶横摇运动预测

为了准确高效预测船舶在海上的航行状态,以保证人员、货物和船舶的安全,提出一种自适应变异的粒子群优化算法（self-adapting particle swarm optimization algorithm,SAPSO）,将该算法与误差反传（back propaga-tion,BP）神经网络结合。SAPSO-BP预测模型使用SAPSO算法优化BP网络的网络参数。克服传统BP神经网络对初始权值阈值敏感,容易陷入局部极小值的缺点,同时也克服了传统PSO算法早熟收敛、搜索准确度低及迭代效率低等缺点。运用该模型对科研教学船“育鲲”轮在海上航行的横摇情况进行实时预测实验,验证该方法的可行性与有效性具有较高的预测精度。     

基于自适应变异PSO-BP算法的船舶横摇运动预测

为了准确高效预测船舶在海上的航行状态,以保证人员、货物和船舶的安全,提出一种自适应变异的粒子群优化算法(self-adapting particle swarm optimization algorithm,SAPSO),将该算法与误差反传(back propagation,BP)神经网络结合。SAPSO-BP预测模型使用SAPSO算法优化BP网络的网络参数。克服传统BP神经网络对初始权值阈值敏感,容易陷入局部极小值的缺点,同时也克服了传统PSO算法早熟收敛、搜索准确度低及迭代效率低等缺点。运用该模型对科研教学船"育鲲"轮在海上航行的横摇情况进行实时预测实验,验证该方法的可行性与有效性具有较高的预测精度。     

基于四元船舶领域和避碰规则的碰撞危险度模型

为解决使用船舶领域计算碰撞危险度时所选取的船舶领域类型繁多，且碰撞危险度模型中对于目标船船舶领域与海上避碰规则等因素考虑较少的问题，提出基于四元船舶领域和海上避碰规则改进的碰撞危险度模糊评价模型。在计算碰撞危险度时考虑本船是否侵入目标船船舶领域，且根据海上避碰规则当本船为直航船时，判断目标船与本船是否为紧迫局面并将其作为计算因素加入模型。使用MATLAB进行仿真，结果表明改进的模糊评价模型能计算出更符合海上实情且满足海上避碰规则的碰撞危险度，为后续避碰决策研究提供更为准确的数据。     

优化的BP网络在船舶故障诊断中的应用

船舶各种设备故障的早期诊断和预测,对船舶的安全运行具有非常重要的意义。由于船舶上设备繁多,运行环境特殊,因此,各种设备的故障症状与故障原因之间关系十分复杂,使用传统诊断方法在实际应用中效果不理想。BP神经网络在故障诊断中有广泛的应用,但由于BP网络采用的是沿梯度下降的搜索求解算法,存在收敛速度慢,且容易陷入局部极小等问题。而遗传算法具有全局搜索速度快的优点。为此,采用自适应遗传算法来优化BP神经网络,并以船舶主机轴系的故障诊断为实例,证明遗传算法优化的BP网络方法非常适用于对船舶各种设备故障的早期诊断和预测。     

改进的BP神经网络在船舶与海洋工程中的应用研究

人工神经网络作为一个具有高度非线性映射能力的计算模型,在工程中具有广泛的应用前景.在数值预测方面,它不需要预选确定样本的数学模型,仅通过学习样本数据即可以进行预测.文章介绍了BP神经网络,并针对实际应用中收敛速度慢,平台效应等问题对网络进行了改进并优化,详尽地给出了改进的三层BP神经网络数值预测算法.为测试该算法.选用了著名的XOR(异或)问题和和一个高度非线性的0-1矩阵预测问题对其进行了验证.计算结果表明文中算法能给出令人满意的精度.最后结合船舶与海洋工程的两个实际问题,探讨了利用改进的BP神经网络进行数值预测的方法和应该注意的问题,并给出了一些有益的建议.实践表明,文中给出的改进的BP神经网络数值预测算法值得在船舶与海洋工程中加以应用并推广.     

改进神经网络的船舶红外图像边缘检测方法

研究改进神经网络的船舶红外图像边缘检测方法,提升边缘检测抗噪声干扰能力。采用块匹配的主成分分析方法对船舶红外图像实施去噪处理后,经梯度算子将降噪后船舶红外图像转换为二值图像;以BP神经网络为基础,通过附加动量法-自适应学习速率调整BP神经网络权值,提高网络训练鲁棒性;将转换后舰船二值图像作为改进神经网络的输入,在实施网络训练后得出输出值,依据输出值和设置阈值的对比结果,获取船舶红外图像边缘点,实现船舶红外图像边缘检测。实验结果表明：该方法降噪后船舶红外图像的PSNR值全部高于40 dB,降噪效果较好;可有效提取船舶红外图像边缘特征且边缘检测结果清晰、连贯,能够达到船舶红外图像边缘检测标准。     

聚类分析在船舶碰撞中的应用分析

为避免船舶发生碰撞,提高船舶航行安全性,本文首先建立船舶碰撞模型。基于有限样本点,采用神经网络算法对其进行聚类分析,使得样本拟合误差收敛,具有较高的稳定性,并且收敛精度较高,可为工程实践提供参考。     

BP神经网络在船舶与海洋工程中的应用研究

人工神经网络作为一个具有高度非线性映射能力的计算模型,在工程中具有广泛的应用前景.在数值预测方面,它不需要预选确定样本的数学模型.仅通过学习样本数据即可以进行预测.介绍了BP神经网络,并针对实际应用中收敛速度慢,平台效应等问题对网络进行了优化,给出了改进的三层BP神经网络算法.最后结合船舶与海洋工程的一些实际问题.探讨了利用改进的BP神经网络进行数值预测的方法和应该注意的问题,并给出了一些有益的建议.实验表明,神经网络的预测精度在船舶与海洋工程是可以接受的.     

基于选择性神经网络集成的船舶避碰问题研究

船舶碰撞危险度的确定是保证海上船舶航行安全的重要问题,也是一个复杂的过程,受很多因素的影响,具有很强的非线性特征。神经网络集成是用有限个神经网络对同一个问题进行学习,集成在某输入示例下的输出由构成集成的各种神经网络在该示例下的输出共同决定。本文基于粒子群优化算法实现一种选择性神经网络集成方法,并基于该方法对船舶碰撞危险度问题进行了建模。仿真结果表明,基于粒子群算法的选择性神经网络集成方法适合于船舶避碰问题模型,且模型的精度很高。     

一起典型雾中碰撞事故的启迪

这是一起典型的雾中碰撞事故，一船仅用两分钟的观察就判定来船是对遇船而采取右让；另一船认为来船是在本船的右舷则盲目向左改向。以后两船都未继续对局面进行认真仔细地观察和分析，按原定的避让措施不断地小角度改向，直到碰撞。本文意在找出碰撞的根本原因，在总结教训的同时提出预防措施。     

基于AIS数据的渔业船舶碰撞风险度评估模型

构建一种渔业船舶碰撞风险度评估模型,并对其求解方法和计算流程进行设计.将该模型应用到基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据的渔业船舶安全管理与评价系统开发中,在系统中进行AIS数据库重构和数据深度挖掘,引入模糊数学方法和层次分析法,实现对渔业船舶碰撞风险度的科学评估和预测.测试结果表明:构建的渔业船舶碰撞风险度评估模型和开发的渔业船舶安全管理与评价系统可靠,预测的结果可信,可为渔业船舶的安全管理和评价提供科学的方法.     

Impact scenario models for probabilistic risk-based design for ship–ship collision

A number of authors have proposed probabilistic risk based ship design for ship–ship collision, conditional to the local trading area of a vessel. The probability of collision and consequences are determined based on the traffic conditions in which a vessel is expected to operate. This paper investigates the adequacy of currently available models for impact scenarios, i.e. models linking the traffic conditions to the conditions at the moment of collision. An exploratory statistical model is presented to establish such a link. A probabilistic risk based design case study is performed for a fleet of RoPax vessels trading on a specified route in the Gulf of Finland. The available impact scenario models from the literature are compared with the developed probabilistic evasive maneuvering model. The results show that the impact scenario models have a very significant influence to the calculated hull breach probabilities. No well-justified impact scenario models are presently available and also the presented probabilistic evasive maneuvering model is burdened with uncertainty. Hence, to move toward a probabilistic risk based ship design paradigm for ship–ship collision in a local trading area, more focus and research is needed to establish a credible link.     

船舶会遇过程中避碰阶段的划分与量化

在分析船舶会遇的基础上，就碰撞危险的含义、船舶会遇避碰的各个阶段进行了定性和定量的分析，提出以TCPA为基础的船舶操纵避碰阶段划分的有关建议，为船舶碰撞责任划分和船舶操纵行为提供参考。     

国际海上避碰规则下锚泊船避免碰撞义务的探讨

锚泊船舶与他船发生碰撞在海上船舶碰撞的案例中并不少见,海事局或者海事法院对碰撞责任进行认定时,一般都认为锚泊船舶没有碰撞责任或者承担很小比例的责任。本文分析了在《1972年国际海上避碰规则》(以下简称《避碰规则》)下,锚泊船舶与他船发生碰撞的几种类型,对如何理解《避碰规则》下锚泊船舶的避让义务提出一些看法,进行探讨。     

海事侵权中的船港关系及其法律适用

从两个方面论述了海事侵权索赔中的船舶所有人或经营人与港口经营人之间的关系及其法律适用问题,一是船舶与港口设施触碰引起的侵权关系,二是在装卸过程中产生的船舶与港口侵权关系。     

Elements of risk analysis for collision and grounding of a RoRo passenger ferry

Newly developed software was applied to study the effects of damages due to collision and grounding. The annual risk of collision and grounding was computed for an example RoRo passenger ferry. Collision frequency was evaluated for a specified route taking into account traffic data. Grounding frequency was calculated for an artificial obstacle located close to the traffic route. The consequences of collision and grounding scenarios were estimated by introducing damage criteria that link the calculated distribution of damage size and damage location to monetary units. Loss of human life and reputation was not considered. It was shown that the main part of the calculated annual risk is caused by capsize of the vessel after severe damage.     

基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度模型

为了解决多船避碰决策过程中避让行动优先级问题,提出一种基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度确定模型。选取最近会遇距离、最近会遇时间、船间距离、相对方位、船速比5个因素建立碰撞危险度影响因素集,并确定各因素评价集、评价指标以及各参数的隶属度函数,经模糊综合评价得到船舶碰撞危险度计算模型。设置两船交叉会遇以及多船交叉会遇2种会遇局面进行仿真实验,实验结果验证了该模型的有效性。     

半潜式平台遭遇碰撞的结构响应分析

半潜式平台由于工作水深大,与其他类型的海洋平台相比,其在工作状态下遭遇船舶碰撞的风险最高,事故后果也最为严重。基于非线性动力学分析方法,以某半潜式平台为例,在考虑破损稳性的基础上,对其遭遇船舶碰撞的结构损伤和动力响应进行分析,并进一步针对主要撞击参数的影响进行了研究,为考虑碰撞载荷的半潜式平台结构设计提供参考。     

拖网渔船避碰行为的不确定性分析

通过对交叉相遇局面中单拖网渔船避碰行为的实际调查，应用信息熵理论，建立了避碰行为的不确定性模型。借助对交叉相遇局面中的让路船在不同距离、不同DCPA时采取避碰行动的不确定性分析，为相应局面中的船舶避碰决策提供参考。