内河弯曲航段单船通过能力建模与仿真

内河航道的通过能力通常是航道的等级和标准、所通航船舶的规模和尺度、通过的船舶载重吨或货运量、通过船舶数量等各因素在一定时空条件下的综合反映。依据船舶通过内河弯曲航道运动规律及弯曲航道水流对船舶航行的影响特点,对弯曲航段单船通过能力进行仿真建模,并结合过程建模及仿真的知识,通过VC的功能实现可视化,使我们能够对船舶通过弯道的能力有更直接的认识。     

多桥水域航道通过能力仿真研究

为了确定内河多桥水域的航道通过能力,提出多桥航道的交通流仿真模型.以长江武汉段的多桥航道为研究对象,收集大量的船舶交通流历史数据,用统计的方法分析这些数据获得交通流特征,提出基于蒙特卡罗方法的船舶生成模型、队列模型、航路模型和船舶运动模型等;开发仿真系统并对模型进行验证;通过仿真实验确定多桥水域的航道通过能力.仿真结果表明,所提出的内河多桥航道交通流仿真模型是可行和有效的;在目前的通航条件下,长江武汉段多桥水域的航道通过能力与实际的交通流量相比显得非常富余;在安全航速范围内,通过整体提高船舶的航行速度可以显著提高航道的通过能力;航道水深的变化对上行和下行航道通过能力的影响具有明显的差异.     

弯曲河段通过大型船舶能力预报研究

干线航道的船舶通过能力大小,取决于弯曲、浅滩、桥区等限制性河段的船舶通过能力,为了使有限的航道资源得到充分的利用,开展有关限制性航段船舶通过能力研究,尤其是弯曲河段船舶通过能力,实现船舶通过能力的准确预报是十分必要的.根据弯曲河段航道特点和水流特征,通过分析弯曲河段风、流对船舶运动的作用机理,采用数学建模的方法,建立弯曲河段航道宽度、曲率半径等航道尺度与通航船舶尺度的关系模型,实现弯曲河段通过能力的准确预报.     

基于多级排队模型的锚地规模仿真研究

通过分析锚地所在"航道-锚地-泊位"系统的作业流程,构建M/M/l/N～M/M/n/K两级排队模型,运用离散事件系统仿真软件Simevent对该模型进行建模仿真,以此来进行锚地规模的研究,并通过实例对该模型进行验证同时分析船舶到达率、泊位数以及锚位数的变化对平均等待时间和平均等待队长的影响.     

CSS2712D-10船舶冷凝器仿真

基于MATLAB的Simulink集成建模与仿真环境，针对5440TEU的集装箱船的船舶冷库系统建立了冷凝器数学模型、仿真模型。用MATLAB语言编制了系统仿真软件程序。以CSS2712D-10船舶冷凝器为例对船舶制冷系统进行了仿真研究和实际运行，仿真结果基本符合实际系统运行状态。     

基于船舶操纵模拟试验的航道宽度确定方法研究

随着船舶大型化、多样化的快速发展,目前引用的航道宽度设计和评价标准已经不能充分满足航道设计和评价要求。基于船舶操纵模拟试验的航道宽度的确定方法,相较于其他航道宽度确定方法结果比较理想。     

基于船舶操纵模拟试验的航道宽度确定方法研究

随着船舶大型化、多样化的快速发展,目前引用的航道宽度设计和评价标准已经不能充分满足航道设计和评价要求.基于船舶操纵模拟试验的航道宽度的确定方法,相较于其他航道宽度确定方法结果比较理想.     

基于视景仿真的船舶驾驶舱人机工程设计评价研究

基于人机工程学理论,结合船舶驾驶舱的实际需求,设置了船舶驾驶舱人机工程评价指标.并在此基础上,实现了船舶驾驶舱人机工程设计评价仿真系统.为了便于设计人员获取直观的视觉感受,对舱内设备布局、色彩设计、对象运动等进行动态调整和交互操作,将视景仿真技术引入仿真系统中.通过实际的应用,验证了所建仿真系统的有效性.     

热工流体网络建模在船舶蒸汽动力系统仿真中的应用

本文以船舶蒸汽动力系统仿真建模过程为例,介绍了热工流体网络手工建模的基本方法和特点。配合自动化建模工具JTOPment在两相流建模的优势,结合汽轮机组、凝汽系统、供水系统、供油系统和送风的教学模型,最终确定了该工况下的整体系统模型,从而为下一步系统仿真提供参考。     

水路交通中风险评估与通过能力研究进展

针对水上交通具有很大地域特征这一特点,论述了海湾、海峡、港口和内河船闸水域船舶交通流在风险评估和通过能力方面的国内外研究进展,并指出航道通过能力和交通风险存在内在的联系,在研究中需要将这两方面综合考虑.而在方法层面,在Bayes理论框架下建立风险模型,以及采用系统仿真的方式评价水域安全形势和通过能力是当前水上交通流研究中最为常用的方法.     

船舶营运实时检测与节能控制系统

船舶节能是我国建设资源节约型社会和环境友好型社会的迫切需要,船舶营运实时检测控制系统采集主机转速、主机瞬时油耗、主机累计油耗、船舶航速、船舶航行累计里程、船舶经纬度、航向等相关参数,通过建模分析,对航行船舶的经济航速、航道、船舶操纵和船舶状态维修提供指导,获得了良好的船舶节能效果。     

船舶主机能效模型

根据船、机、桨关系,以船舶动力装置的能量传递为基础,基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象,根据船体与主机参数,利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装了油耗仪等传感器,采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据,并计算了主机的实际能效。针对实船采集数据,分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型,计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效,比较分析了实测数据与仿真结果,并对模型进行了验证。验证结果表明:航道水流速度偏度为-0.033,总体服从正态分布;船舶实际主机能效与对水航速之间不是一一对应关系,而是相关系数为0.824的散点分布;船舶主机能效模型能够精确地表征船舶在航行过程中的主机能效水平及其变化规律,误差不大于10.5%。     

基于虚拟现实技术的船舶液压起货机仿真系统

将虚拟现实技术应用于船舶液压起货机的教学和培训工作中;以船舶液压起货机及其液压系统为研究对象,利用计算机仿真建模软件建立了包括码头、船舶、控制台、液压泵及马达、液压管路及阀件等在内的三维场景;通过虚拟手柄及按钮等人机交互元件驱动仿真对象,并通过半透明的壳体处理,漫游观察虚拟元件内部随手柄位置变化的动作过程;仿真效果逼真直观,有利于提高教学和培训质量。     

适用于内河船舶的岸电供电系统研究

船舶在靠港期间开启船舶发动机发电,引发港口污染的问题已经引起了广泛的关注。现有的岸电技术主要针对大型海港码头的远洋船舶提供岸边电源,在内河航道上仍然处于一片空白。围绕着无锡新安水上服务区建设的内河船舶岸电系统,详细阐述了设备构成、通信传输方式、电力供应方式等,并分析了系统的经济效益、社会效益,以及应用和推广过程中存在的问题。研究表明:内河岸电供电系统作为社会公益性的服务举措,提供安全洁净的能源,改善内河船户的生活质量,提升内河航道空气质量,对于建设绿色航道有着重要意义。     

船舶的制动和保向性研究

在狭窄或者受限制的航道或水域,如何既能够有效地对船舶制动,又能在制动的过程中不会产生较大的船舶偏转和偏移,在有限的航道或水域中对船舶进行有效的操纵．是保证船舶航行安全的要点,本文根据实际操船经验,介绍了船舶在航道或狭水道中制动时的保向措施。     

基于AIS原始数据的天津港交通流模型

基于OD(Origin and Destination)交通流模型理论,使用大连海事大学动态仿真和控制实验室自主开发的电子海图显示软件与数据库,采用设置断面,处理、分析AIS原始数据,统计船舶通过断面时位置的方法,分析天津港航道船舶交通流状况。利用数理统计知识,初步建立天津港交通流模型,揭示天津港航道船舶交通流的规律并生成模拟交通流。研究结果可以为VTS模拟器的研发以及天津港船舶交通流的管理提供科学依据。     

内河船舶操纵模拟器视景系统的建模与仿真

基于过程法建立河流流体运动模型,并利用有限差分的方法解算,从而获取视景系统中河流运动的速度场;利用Multigen Creator建模软件创建视景系统中的场景模型,并运用细节层次技术提升视景系统仿真的效率;最后采用相关的可视化技术,实现了内河船舶操纵模拟器中视景系统的实时仿真。仿真结果表明:建立的河流流体速度场模型可较真实地体现河流流动性,视景系统可增强内河船舶操纵模拟器的环境真实感,并且视景系统的效率远超过仿真实时性要求。     

AIS基站短消息特性

研究了在内河与港口应用环境下,由船载自动识别系统(AIS)基站发送到船舶的短消息特征,分析了AIS报文在场强下降后的波形失真与误包原理。在半实物仿真平台下,分析了消息长度与误包率的关系,并给出相应的误包率预测模型。结合Hata-Okumura模型,提出了拥挤航道下AIS基站向船舶发送短消息的极限容量。最后以黄浦江上海航道为例,运用极限计算模型对其极限容量进行了预测,并与实测结果进行了对比。对比结果表明:短消息可靠性随长度增加与场强降低而逐步下降,基站能同时进行短消息管理的AIS船舶数量有限,对于本文设定的黄浦江上海航道,当AIS目标船舶数量达到625艘时,AIS基站能同时进行短消息通讯的AIS船舶容量的计算结果为26艘,实测为24艘,计算结果与实测结果基本一致。     

复式航道港口拖轮配置仿真优化

为更好地指导复式航道港口拖轮资源的配置,构建了拖轮作业仿真模型。基于复式航道的特点,给出了基于Arena的仿真模型,并嵌入了以拖轮耗油总成本最小为目标的作业调度优化模型;给出了嵌入启发式规则的遗传算法用于求解该模型;并通过多次仿真实验,兼顾拖轮的作业耗油总成本和闲置率,筛选出当前的最优配置方案;通过拖轮闲置率随船舶类型和数量变化的仿真分析,并结合未来船舶大型化的趋势,给出了未来的拖轮最佳配置方案。     

基于仿真试验的头门港进港航道宽度有效性分析

航道宽度是航道设计的重要尺度之一。在分析航道宽度有效性文献的基础上,针对台州港头门港进港航道的实际情况,开发了船舶模型、电子海图、虚拟场景,设置了典型风、流工况在航海模拟器中进行试验,并对航行试验的船舶航迹带予以统计分析,从而验证了头门港进港航道宽度的有效性。