海上搜寻船舶选择问题研究

鉴于海上搜寻任务时间紧迫及目标在待搜寻海域内的概率分布不同的特点,根据概率分布将待搜寻海域划定为若干个子区域,并对目标在不同海域的概率分布进行研究.考虑到目标在海域内不同位置概率不同,故各子区域对优质搜寻资源的调用优先级不同,研究了向多个区域派遣船舶的最优选择问题;构建了以各子区域搜寻完毕的时间期望总和最小为目标的海上搜寻船舶选择优化模型,该模型充分考虑到搜寻船舶的搜寻能力、最大航速、距各子区域初始距离等因素;并设计算法通过引人算例验证了该模型的有效性.研究结果表明:在考虑不同子区域的概率基础上来选择合适的船舶,指定搜寻船舶赶往合适的子区域,能够节省搜寻任务完成时间.     

我国海上搜救工作现状及改进建议

近年来，随着市场经济体制的建立，我国的般运业迅猛发展，航运公司、船舶的数量大幅度增加，港口数量和规模也不断扩大。这些发展虽然给社会创造了巨大的经济效益，但也带来了许多问题。比如：大量个体船舶的出现，导致我国营运船舶整体技术状况滑坡，船员素质下降；随着经济的发展，各类海上活动日益频繁，使得在运输过程中，每年都发生大量的海上交通事故。我国作为《1979年国际海上搜寻救助公约》的缔约国。做好本国搜救责任区内的海上搜救工作是我们的国际义务，也是保证我国人民生命财产安全和促进我国航运业发展的重要保证。因此，发展和完善我国海上搜索工作有着重要的意义。     

模糊需求下海上有限运力调度方法

海上发生碰撞、爆炸、火灾等突发意外事故后,由于事故的突发性、伤亡程度不确定、需求紧急顺序不明确和事故点救助物资需求情况不准确等特点,单个岸基反应基地的应急物资储备量经常无法满足事故点的需求,其救助船舶的运力也往往不能将救助物资一次运达。根据上述问题,构建了应急物资调度总时间最短的运力调配模型。借助模糊数学中的三角函数描述事故点需求,并设计了贪婪算法,最后根据算例验证了模型的合理性。     

东省海上搜救中心

广东省海上搜救中心成立于1974年5月，主要职责是贯彻执行国家、省人民政府有关海上安全工作的路线、方针和政策：负责统一部署、组织指挥和协调全省毗邻海域的船舶防台风、防止船舶污染海域和海难救助工作（简称“两防一救”）；负责与境内外同行的业务联系和工作合作，协调境外搜救力量进入我省海域进行搜救行动。     

确定应急响应时间下海上有限运力调度方法

分析海上事故救援的资源保障方式,提出海上事故应急响应的一般过程。为了及时有效地开展事故救援,研究了在岸基反应基地救助船舶载运能力受限和应急响应时限的双重约束下,救助船舶需要多次运输以保证满足事故对应急物资需求的调度问题。针对海上事故救援环境的特殊性,引入海上风浪失速因子对船舶航行的影响,构建了满足应急响应限制期下使应急响应时间最短,参与救助的船舶数量最少的运力调配模型,给出了求解方法,并通过具体算例验证了模型的合理性和有效性。     

海上搜救模拟器中模拟实时AIS信息的航位推算

以海上搜救模拟器为平台,获取船舶航行过程中真实的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息,对同一目标船舶相邻两次动态AIS信息之间的航位进行推算,使目标船舶平滑、动态地显示在模拟器中的电子海图与显示系统(ECDIS)、模拟雷达和三维视景上。     

长江流域航运与水环境协调发展模型

为促进长江流域航运与水环境的协调发展,利用系统分析方法和系统动力学模型,建立了长江流域航运与水环境协调发展模型,对各种宏观调控政策和措施效应进行了仿真模拟分析。模拟结果表明,计算指标模拟值与实际值基本吻合,最大相对误差为12.9%,表明模型能较好地模拟长江流域航运与水环境协调发展系统;航运污染主要来源于船舶事故污染和船员生活污染,占总污染90%以上;人口、水环境、航运及工农业协调增长模式有助于水环境质量的持续改善;船舶事故应急管理水平的提高是航运污染治理的关键。     

船舶航行安全影响因素量化分析

为了保障海上船舶航行安全,采用构建船舶航行安全影响因素鱼骨图,利用模糊层次分析法对环境条件、交通调查中船舶行为基本要素进行量化分析.运用交通模型研究不同自然环境条件下的船舶安全航行方法的特点,对基于海上船舶密度、航迹分布、交通流、交通量和船速分布、船舶到达规律、交通容量、船舶行为、船舶管理等基本要素,进行数学方法的定量分析.通过评价法对评判系统进行综合评价,总结出自然条件和海上交通调查因素影响最甚等,各因素对船舶航行安全影响程度的结论.研究结果表明:根据评价结果对系统进行调整,完善安全措施对船舶航行安全具有重要借鉴意义.     

航海模拟器在海上搜救培训中的应用

海上搜救是一项需多单位协同配合的极其复杂的行动。作为专业的海上搜救单位和海上搜救的社会骨干力量,为了保证其人员应有的技术水平和熟练程度,需要经常地进行演习和培训;船长在考取适任证书以前也必须进行海上搜救的培训和评估。海上搜救实船演习、培训不仅组织困难,而且耗资巨大。本文通过多年成功的海上搜救培训经验,阐述了航海模拟器在海上搜救培训中应用的方式、方法,分析了其优缺点,并提出了相关建议。     

海上联合搜救机制研究

海上联合搜救是一项复杂的系统工程,需要建立规范科学完整的机制来推动.海上联合搜救机制的建立要符合政治、经济、技术和管理需要.目前的海上联合搜救机制存在机制内容不完整、不被重视、缺乏统一的指挥协调机构和保障机制不完善等问题建议应重视并建立规范科学完整的海上联合搜救机制,建立统一的指挥协调机构,制定相关制度规范参与方行为,建立切实有效的保障制度;通过联合来达到信息共享、技术交流、资源援助和人员支持等目的.     

边远海域救援船舶与直升机联合搜救优化

以救援船舶行驶路线、释放救援直升机时刻与救援直升机搜索方案为优化内容,以搜救时间最短和发现概率最大为目标,建立了海空联合搜救双目标优化模型,并结合地理信息系统和智能算法设计了模型求解算法; 利用地理信息系统模拟了复杂海洋环境中风、浪因素影响下的救援船舶和遇险船舶运行状态,采用自适应混沌搜索替代随机搜索,改进了传统粒子群算法; 以从南海永兴岛出发前往边远海域执行搜救任务为算例,验证了搜救优化模型。研究结果表明:利用地理信息系统与智能算法结合的海空联合搜救方法得到的搜救行动总时间为4.4~16.9 h,发现概率可达45.12%~99.76%;与传统的粒子群算法相比,改进后的粒子群算法在发现概率分别为85.00%、90.00%与95.00%的情况下,搜救总时间分别减少1.5、1.3与1.1 h,减少幅度分别为18.07%、14.28%与10.57%,改进后的算法在计算速度、计算稳定性与结果优化方面均效果良好; 海空联合搜救方案优化与传统的多目标路径优化问题有所不同,需要建立特定的海空联合搜救模型,结合新的技术手段开展研究; 未来建议发展不同船型、机型参与的海空联合搜救优化方法,以适应不断提高边远海域搜救行动效率的发展要求。      

常规船舶操纵运动计算机模拟

通过对船舶四象限操纵运动数学模型结构的研究，考虑船、浆、舵、风、流、浅水等因素的影响，进行了仿真计算。仿真结果同“明海”轮的实船数据进行比较，精度满足要求，表明仿真计算是可行的。     

船舶航迹迭代非线性滑模增量反馈控制算法

分析了带有状态变量及控制输入约束条件的欠驱动船舶航迹控制问题,结合增量反馈技术,对控制系统输出进行动态非线性滑动模态分解迭代设计,提出了一种基于分解迭代非线性滑模的船舶航迹增量反馈控制方法,以避免定常干扰引起的稳态误差及变结构控制的抖振问题,无需对不确定风、流干扰以及模型参数进行估计,能够同时稳定船舶的航向和航迹。应用“育龙”轮的系统模型进行了仿真,结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强的鲁棒性,且其设计参数物理意义明显,易于调节。     

不完全驱动船舶非线性控制

介绍了不完全驱动系统及其意义，建立了船舶港内自动靠离泊模型和海上航运控制模型。以船舶在大洋航行或长距离转向点间航行中经常发生的直线轨迹跟踪为例，运用输入-输出线性化设计方法，给出了一个具有渐近跟踪能力的控制律。将该控制律应用于一个实例，并用Matlab语言进行了计算机仿真，结果表明该控制器可以解决船舶的不完全控制问题。     

船舶进出港低速航向保持

为了在船舶进出港时,船舶处于浅水域并以低速航行,在风、浪等强扰动作用下,增强航向控制性能,减小能源损耗,选择三阶Nomoto模型,将航速和水深变化反映到模型参数的变化上,基于闭环增益成形算法设计出一种具有适应性的鲁棒PID控制器,建立基于风、浪干扰的非线性船舶运动数学模型,并用S函数来实现。用PID控制器对非线性船舶运动数学模型进行控制,在Simulink环境中对各种水深、船速及海况进行航向控制仿真。从仿真曲线可看出其航向跟踪效果良好,静差为0,且施舵合理,所设计的控制器对非线性船舶运动数学模型具有良好的控制性能。     

欠驱动船舶非线性滑模靠泊控制器

为了准确控制典型靠泊操纵,分析了带有加速度非完整约束的欠驱动水面船舶的自动靠泊问题,设计了动态输出反馈控制器。利用递归分解迭代设计方法,在扩展状态空间定义了非线性滑模,将控制系统的轨迹设计与跟踪问题转化为标量零阶系统的镇定控制问题,结合增量反馈技术,无需对不确定模型参数以及风、流干扰进行估计,完成典型靠泊操纵的自动控制。仿真结果表明:控制器对干扰变化不敏感,具有强的鲁棒性,且船舶平面运动轨迹设计过程简单,可以仅通过一个参数进行轨迹调节。     

三峡库区桥区河段船舶运动模型与仿真研究

三峡成库后,库区在建跨河桥梁日渐增多,为避免或减少船桥碰撞事故,从船舶驾驶与避碰的角度,以石忠高速公路忠县长江大桥为研究对象,运用船舶操纵理论,建立船舶在桥区水域受风、流影响偏航数学模型,并通过仿真技术模拟船舶在桥区河段运动航迹,显示船舶通过大桥上下行三维视景,为研究三峡库区跨河桥梁主动防撞提供理论依据。     

GA-ELM在船舶航行安全严重程度影响因素分析应用研究

为了辨识出船舶航行安全最主要的影响因素,而采用了青岛海事局发布的2001-2010年管辖水域发生的海上交通事故统计资料为样本,选取外部条件、技术设备、航行因素、航行过失、违犯规章、他船行为和信息交流6方面海上交通事故影响因素并量化处理,按照一般程度事故和严重程度事故二个大分类,采用建构以ELM为海上交通事故严重程度筛选器,以遗传算法辨识海上交通事故影响因素GA-ELM模型的方法,达到了通过类别筛选器建构GA-SVM模型,分析比较验证GA-ELM法高效性的结论.结论 证明:GA-SVM在船舶航行安全影响因素分析中操作简捷、时长短和精度高.     

我国海上搜救应急机制进一步完善

6月2日，国家海上搜救部际联席会议第二次会议日前在交通部举行。会议决定，继续推进、完善国家海上搜救部际联席会议制度，按照联席会议确定的职责，协调各成员单位，制订与《国家海上搜救预案》相衔接的工作制度和保障措施，在海上搜救领域更好地建立起联动机制．形成“专群结合、军地结合”的海上搜救应急格局，确保在应急行动时，可以快速、有效地调动各种海上搜救资源，体现我国海上搜救的整体实力和水平。     

基于VSAT/GSM的船载基站手机通信定位系统

为了解决海上手机用户的通信和陆地基站定位精度不高的问题,实现移动通信网络从陆地到海上的无缝连接,并为海事救捞部门提供较高精度海上辅助定位手段,通过Abis over IP技术实现船载VSAT卫星通信系统承载GSM网络,利用船载基站和测向机的集成实现较高精度的AOA/TA手机定位,该系统已经成功应用在北海救113号搜救船舶上.