海上溢油漂移预测预警系统的实验验证

介绍海上溢油预测预警系统的数值模型和功能,通过浮标漂移试验对系统的预测性能进行验证。分析表明,系统在漂移轨迹趋势、漂移距离、漂移速度的预测方面总体上与试验结果一致。     

浅谈在特殊环境下浮标移位的解决方案

浮标是重要的水上助航标志,浮标位置的准确对船舶的安全航行起到至关重要的作用。本文针对在岩石海底环境下设置的浮标,因台风等因素导致浮标漂移,对浮标沉锤、浮筒受力等情况进行深入分析,并提出解决方案。     

海上半浮体漂移轨迹研究

通过水上半浮体漂移过程的模拟研究,总结出一种循其轨迹,寻其“源头”的模拟计算方法。首先分析外海流系,沿岸流系,风海流、潮流,并以数学方程式描述之,然后作半浮体漂移的推算,最后以实例验证。本研究可给海事查证工作作参考。     

基于随机粒子仿真的海上搜寻区域确定

为提高海上搜救的成功率,最大限度地减少生命和财产损失,需要快速确定包含搜寻目标漂移后的最小搜寻区域.在海洋环境数值预报模式下,考虑了不同的遇险推测场景条件,采用随机粒子仿真法确定了目标初始概率分布,恰当地描述了海洋环境数据以及风压系数中的不确定性因素对目标漂移的影响,建立了搜寻目标整体漂移模型.采用该整体漂移模型对落水人员漂移区域进行了数值预测仿真.仿真结果表明:随机粒子仿真法能准确预测搜寻区域,较好地利用现有的环境数据库信息,实时计算搜寻区域的包含率,生成指定时刻的概率分布图,相比于采用传统解析方法预测搜寻区域约缩小1/2.     

浮标系统运动响应的时域模拟

采用悬链线理论精确地计算浮标漂移量与锚链力的关系曲线;通过B样条拟合求得锚链张力;从而达到锚泊系统的时域快速精准模拟。本文对于锚泊-浮体系统的研究有一定的指导意义。     

基于ARM的船舶水声浮标系统嵌入式应用

水上浮标系统在海洋信息观测、水下侦察等领域有重要应用,可以实现水下声波信息的准确采集。为了进一步提高船舶的水声浮标系统性能,提高水声浮标系统的自动化程度和工作可靠性,本研究对水声浮标系统进行基于ARM的嵌入式设计。对水声浮标系统的设计主要包括水声浮标结构设计、信号电路设计和软件程序设计等内容。     

基于 AQWA的滑翔圆碟的水面漂移特性研究

利用海洋工程水动力分析软件AQWA对一种新型无尾翼滑翔圆碟的水面漂移特性进行研究。在规则波浪条件下,对滑翔圆碟的波浪载荷、附加质量系数、运动响应幅值算子（RAOs）及水面漂移轨迹进行预报。最后,利用Matlab对波浪载荷数据进行拟合,得到在常见波频范围内、不同浪向角作用下,滑翔圆碟波浪载荷的表达式。研究结果表明,在常见波频范围内,滑翔圆碟的RAOs值及水面漂移轨迹较为合理,拥有较稳定的工作性能;拟合得到的波浪载荷表达式拥有较高精度,基本满足实际的工程计算需求,为滑翔圆碟水面漂移特性的研究工作提供一种新思路。     

基于AQWA的滑翔圆碟的水面漂移特性研究

利用海洋工程水动力分析软件AQWA对一种新型无尾翼滑翔圆碟的水面漂移特性进行研究。在规则波浪条件下,对滑翔圆碟的波浪载荷、附加质量系数、运动响应幅值算子(RAOs)及水面漂移轨迹进行预报。最后,利用Matlab对波浪载荷数据进行拟合,得到在常见波频范围内、不同浪向角作用下,滑翔圆碟波浪载荷的表达式。研究结果表明,在常见波频范围内,滑翔圆碟的RAOs值及水面漂移轨迹较为合理,拥有较稳定的工作性能;拟合得到的波浪载荷表达式拥有较高精度,基本满足实际的工程计算需求,为滑翔圆碟水面漂移特性的研究工作提供一种新思路。     

基于系泊工艺改进的浮标锚缆防漂浮物缠绕及清除技术研究

航标是引导船舶安全航行的重要助航设施,受流速影响,长江中、上游水上航标一般采用船形浮。涨水期,长江漂浮物较多,漂浮物缠挂浮标钢丝而导致航标漂移的情况时有发生,如何防止漂浮物缠挂浮标钢丝或快速清除漂浮物一直是困扰航道维护人员的难题。本文介绍了一种浮标锚缆防漂浮物缠绕及快速清除技术,对现有浮标进行小的改进,采用一种方便、特殊的系泊方法,可快速解决漂浮物缠挂问题,实践表明,该方法简单易行,具有较好的推广价值。     

复杂水流条件下抛石漂移距离的试验研究

抛石漂移是河道治理、护岸、潜丁坝、桥墩防冲等实际工程中经常遇到的问题,依托长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直水道整治工程,针对抛石漂移距离在试验室水槽内开展了一系列物理模型试验,对水深、流速、抛高、块石质量及块石形状的不规则等因素对抛石漂距的影响进行了研究;同时在考虑水流流速垂向分布的基础上,通过块石在动水中的受力分析推导出水上抛石漂移距离计算公式,利用模型试验结果拟合出公式中各系数的值,并将其计算结果与模型试验数据和现场观测数据进行比较,结果吻合较好,验证了公式的合理性。     

天津港某液体化工码头船舶污染影响模拟研究

本研究以潮流计算结果和风场资料分析结果为依据,采用溢油模型对海上溢油的扩散、漂移和岸线吸附等物化过程进行模拟,分析研究预测油膜的演变,预测油膜漂移轨迹和归宿。计算结果表明当南港港池口门位置处发生溢油事故后,油膜均会漂出南港口门外,在风的作用下会对周边环境一定范围内产生一定影响。     

合理利用水上浮标，确保船舶航行安全

水上浮标是船舶航行的重要标志。文中通过简要介绍水上浮标的结构组成、配布原则及回旋半径，分析了部分船舶驾驶员对浮标的一些错误认识，就如何合理使用水上浮标进行导助航，引导船舶安全进出港口航道，保障水上交通安全，提出了一些个人建议，希望能对船舶航行安全有所裨益。     

弱感潮河段抛石漂移距现场试验研究

长江南京以下12. 5 m深水航道口岸直水道整治工程位于扬中河段,工程离岸远、水深大、水流实时变化、轴线长,潜堤施工抛石落点预测尚存在难题。在扬中河段开展涨、落潮条件下的抛石漂移距现场试验,获得涨、落潮条件下现场抛石漂移距公式,并应用于口岸直水道鳗鱼沙潜堤施工中。结果表明,抛石漂移距受潮流加速度影响,加速时段的漂移距大于匀速时段,减速时段的漂移距小于稳定时段,潮流加速度小于1. 5×10~(-3m)/s~2时,全潮流过程可采用统一漂移距系数0. 892;施工过程中群体抛石中值粒径单块石漂移距小于4. 5 m时,可采用群体抛石中值粒径来估算群体抛投平均漂移距,实测群抛抛石成堤断面与设计断面吻合较好。为弱感潮河段水上抛石落点精准预测提供依据。     

惯性导航系统中陀螺斜坡漂移的测量及补偿

当惯性陀螺工作在方位姿态时,有一定的斜坡漂移,它将引起惯性导航系统中的严重的航向和位置误差,所以有必要估计和补偿它.本文描述了斜坡漂移产生的原因和特性,详细讨论了一种在BBA校准后利用惯导系统的输出来估计和补偿斜坡漂移和常值漂移的方法,以及提出了几个在实际操作中需注意的问题.软件仿真和实验都证明了这种方法的有效性.     

基于DBSCAN算法的船舶轨迹自适应层次聚类

为更好地从船舶自动识别系统(Automatic Indentification System,AIS)数据中挖掘信息,科学地感知水上交通态势,针对聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)在水上交通情景中的参数选取问题,提出一种基于DBSCAN的船舶轨迹自适应层次聚类方法。通过分析DBSCAN算法的特性,根据数据集内在分布规律及拟聚类效果的变化规律来确定参数;结合统计学理论进行层次聚类,来适应密度分布不均的船舶轨迹数据。以琼州海峡船舶轨迹数据为例,运用VC软件和MATLAB软件进行验证。验证结果表明:该方法能够在大量复杂的船舶轨迹中发现具有相似性的轨迹群,且结果与实际交通流相符,可为航道建设及海事监管等提供辅助决策。     

微机械陀螺随机误差补偿研究

为了提高微机械陀螺使用精度,研究了随机漂移误差补偿方法。对静态陀螺输出数据进行预处理,提取出随机漂移数据,采用时序分析方法对其建立AR模型。基于模型设计Kalman滤波器,进行静态和动态仿真。结果表明：静态条件下滤波效果显著;动态条件下,滤波效果变差。针对此问题设计了标量因子时变的自适应Kalman滤波器,试验表明,此算法能够有效降低微机械陀螺的随机漂移。     

船用陀螺漂移误差模型辨识及及其应用

在对船用陀螺漂移数据建立时间序列模型的基础上，采用卡尔曼滤波算法对捷联陀螺漂移数据进行了处理，以提高陀螺静态漂移误差系数的估计精度，并把得到的陀螺漂移误差模型实时补偿到捷联系统中，得到了满意的效果。     

LSTM网络在船舶航行轨迹预测中的应用

针对传统船舶航行轨迹预测算法,计算得到的轨迹预测量的回归适应性差,导致预测结果与实际轨迹之间的误差较大,严重影响船舶航线调度与航行安全的问题,提出LSTM网络在船舶航行轨迹预测中的应用。利用LSTM网络模型的梯度传递特性,建立航行轨迹进行LSTM网络模型,优化轨迹预测学习器预测学习量,采用高斯回归算法,增强预测量的自适应性,减小预测误差,整合网络预测数据,完成轨迹预测输出计算。实验数据表明,提出的预测方法的预测结果与实际轨迹之间的误差较小,能够有效提升轨迹预测精准度。     

基于均值漂移粒子滤波的目标跟踪算法研究

针对粒子滤波计算量大的问题,将视觉跟踪领域的均值漂移算法（Mean Shift）与粒子滤波（PF）算法相结合,该算法利用均值漂移算法在重采样之后将粒子收敛到靠近目标真实状态的区域内,改善了传统粒子滤波器的退化现象,减少了算法的运行时间,通过被动跟踪仿真实例,同时使用均值漂移粒子滤波与传统粒子滤波进行跟踪仿真,分析了轨迹跟踪性能,利用均方根误差比较了误差性能。仿真结果表明,Mean Shift PF具有更高的跟踪精度,并且运行时间显著减少。     

广西近海溢油扩散数值模拟

利用MIKE 21 HD模块模拟广西近海二维潮流特性,根据实测水文资料对广西近海二维水动力模型进行了验证。应用MIKE 21 OS溢油模块加载广西近海二维水动力数据,建立广西近海二维溢油扩散模型,对溢油事故进行影响预测。研究结果表明,风场、潮流场和溢油事故发生位置对溢油轨迹都有着重要影响。风场是油膜漂移方向的最大影响因素,在不同溢油事故发生位置的工况下,溢油的漂移轨迹和扫海范围可能完全不同。