航线天气预报制作方法与实例分析

航线天气预报是船舶制定计划航线的重要参考依据.文章阐述了航线天气预报的一般制作方法,即收图—看图—绘图—预报—择线,并举实例进行了说明,为航行船舶准确、有效利用气象传真图进行航线天气预报提供参考.     

基于预报误差的船舶遭遇台风概率预报

在航船做避台决策时,首先要判断该系统预报的恶劣天气对本船未来航线是否有影响。考虑到台风运动的不确定性及台风预报存在误差,根据概率预报的思想,提出了船舶遭遇台风概率的概念,将大范围、不确定的航区天气预报具体到本船航线上。首先针对航行条件下接收的航区的气象预报信息的特点,提出了计算台风预报误差的概率密度的方法;然后提出了以船舶遭遇台风安全距离为依据的预报航线上船舶遭遇台风概率的方法。该方法综合考虑了台风运动与预报的不确定性并将这种不确定性定量化,船长可以此概率预报为基础,结合具体情况确定概率评价值,从而为作出避台决策提供了依据。     

基于电子海图的船舶绕避台风系统设计与实现

发挥电子海图显示平台优势,引入基于台风预报误差遭遇概率算法,设计了基于电子海图的船舶绕避台风系统,将台风基本数据信息和船舶航行基本信息,如船舶位置、航线以及台风的位置、行进路线等直观地显示在电子海图上,并运用台风预报误差遭遇概率算法,可快速、准确地制定出船舶绕避台风方案。利用此系统可有效、直观显示船舶和台风的相对动态关系,从而制定船舶绕避台风的航速和航线规划,保证船舶在恶劣的台风天气中的航行安全。     

群岛海域航行安全评估系统的研究

分析了群岛水域航行环境特征，提出应提供针对具体航线的天气预报服务和建立航行安全评估系统的设想。     

热带气旋生成的预报现状与船舶实用监测信息

介绍了目前对热带气旋发生及发展研究的最新理论及预报业务,指出目前热带气旋发生、发展的预报水平与实际需求仍有很大距离。推荐了美国为弥补热带气旋的发生、发展预报的不足而采取的对热带气旋的胚胎——热带扰动和热带低压进行监测的编号情况和方法。同时,根据几年来对上述情况的跟踪和分析,提供了几个较为实用的,可以及时了解全球热带扰动和热带低压最新发展动态的网站。所提供的理论动态和信息,可使船舶驾驶员和船舶安全管理人员了解目前国内外热带气旋发生、发展的研究和预报现状,在日常工作中及时了解热带气旋初生和发展的动态,最大程度地降低新生热带气旋对在热带气旋活动海区航行船舶的威胁,以达到保障航运企业安全生产的目的。     

Douglas-Peuker算法在自动生成航线方法中的应用

船舶航行的日益频繁对航线设计提出了更高的要求。为了提高船舶运输的效率和安全性,传统依照纸质地图设计航线的方法已不能满足要求。为了在保障安全和效率的前提下提高航线质量,本文使用电子海图结合AIS系统监控船舶航行状态,实时上传海洋及船舶信息,并使用Douglas-Peuker算法依据海洋实时信息修正航线,提高了船舶航行的安全性。     

人工智能在船舶航行数学建模中的应用

为保障船舶在海上安全航行,提出人工智能在船舶航行数学建模中的应用。使用Maklink图论方法描述海上作业点分布,建立作业点Maklink连接图,生成船舶在作业水域内可航行网络图。建立船舶在海上作业区域航线规划数学模型,并设置约束条件;利用Dijkstra算法求解船舶在海上作业危险区域航线规划模型,得到船舶航行初始航线;利用人工智能算法内的蚁群优化算法对船舶航行初始航线实时优化处理,得到船舶航行最终航线,为船舶穿越海上作业区域实时导航。实验结果表明,该方法可有效生成船舶在作业水域航行网络图,得到初始航线并对初始航线优化处理,应用效果较佳。     

船舶—热带气旋动态标绘系统

为解决目前航运企业和船舶驾驶人员采用的在“台风位置标示图”上标绘热带气旋和船舶位置的作业方式工作量较大、繁琐、效率低下的问题,提出基于电子海图显示与信息系统(ECDIS)的船舶-热带气旋动态显示标绘系统.该系统应用API、V3和JS等计算机技术,并使用准确率较高的中、日、美三国气象预报机构提供的热带气旋路径预报数据,可将热带气旋的前期移动轨迹、当前位置、未来的移动路径和未来不同时刻的位置自动标绘在航行数据全面的ECDIS平台上;同时,可方便地进行船舶位置的标绘,便于企业船舶管理人员和船舶驾驶人员随时了解船舶与热带气旋在未来不同时刻的相对位置关系及变化.本系统的特点是动态、直观、实时、使用方便,可取代当前使用的传统的“台风位置标示图”,便于企业船舶管理人员和船舶驾驶人员依据本系统提供的信息,迅速、合理地制定绕避热带气旋的新航线,确保船舶绕避热带气旋的成功.     

作概率预报圆避离热带气旋的方法

针对目前航海气象书上普遍采用的扇形避离热带气旋法的不足,提出了一种新的避离热带气旋的方法——作概率预报圆避离热带气旋的方法,可有效地提高船舶防避热带气旋的可靠性。同时,利用日本传真天气图上提供的2010和2011年36个热带气旋中心位置的实时资料和预报资料,统计了不同概率下不同强度等级热带气旋24h位置预报误差,为作概率预报圆避离热带气旋提供参考依据。     

冬季中日航线上中小型船舶的安全航行

冬季的中日航线主要受两类天气系统的影响一类是来自大陆的强冷空气的影响;另一类是温带气旋的影响。本文主要讨论冬季在该航线上的中小型船舶如何避开强风,保证航行安全。     

船舶气象导航随船验证

横渡太平洋往返两个笈欠的随船调查研究表明，采用气象导航对减少燃油消耗和保证船舶安全、班期等，不但有一定的经济效益，而且是一种非常有效的航运管理方法。     

一种三体船快速性的研究方法

选用一种三体船船模,通过理论分析、船模试验及数值模拟,对其快速性进行研究.在快速性试验的基础上,用VB编写的基于混沌算法的系统辨识程序对实验数据进行处理,即通过系统辨识确定快速性数学模型的相关系数,再根据这些系数和部分实验数据预报其他的量,经与实验所得数据对比分析,得到该船型的快速性的有关信息.     

Time series prediction based on LSTM neural network for top tension response of umbilical cables

The umbilical cable is an essential component of offshore oil and gas extraction systems. The severe marine environment poses a high challenge to the safety of the umbilical cable structure during operation. The analysis of an umbilical cable requires complex and resource-demanding finite element time-domain simulations to obtain their nonlinear dynamic response. Therefore, in order to solve the problem of structural safety monitoring and real-time assessment of remaining life of umbilical cables under extreme sea states, there is a great need to predict the dynamic response of umbilical cables quickly and accurately during operation, for ease of making fast decisions for system operation and maintenance before the arrival of extreme sea states. Given the strong nonlinear function-approximation ability of the neural network, this study proposes an efficient method for the prediction of the time series of umbilical cable top tension response based on LSTM (long short-term memory) neural network. We use LSTM neural network and ARIMA (autoregressive integrated moving average) model in a real engineering case for time series prediction of the top tension response of the umbilical cable, and the results of the two models are analyzed and compared, and the efficiency and accuracy of the LSTM neural network model are verified. Furthermore, the hyperparameter, dataset and generalization ability of LSTM model are discussed. The results indicate that feasibility of the tension response prediction of umbilical cables under dynamic load in complex marine environments.     

船舶气象导航最省燃料航线研究

船舶气象导航是保证船舶航行安全和节能的重要手段。本文应用最佳控制理论研究和建立船舶最省燃料航线数学模型。在分析比较船舶最短时间航线和最省燃料航线数学模型的基础上，讨论了最省燃料航线算法实现。并针对冬季北太平洋进行了最省燃料航线模拟试验。     

Intermodal route selection for cargo transportation from Korea to Central Asia by adopting Fuzzy Delphi and Fuzzy ELECTRE I methods

Due to the increase in trade from Korea to Central Asia, an efficient intermodal route for transporting cargo is important. Intermodal routing for long-distance transportation faces operational challenges, such as customs clearance, track gauge differences, and climate limitations. The initiative of the Silk Road Economic Belt recently proposed in China could improve trade and transport links in Asia and create an efficient transportation route that focuses on the railroad service provided in China. The objective of this study is to obtain an evaluation structure for intermodal routing and then find the route for transporting cargo from Korea to Central Asia under China’s Silk Road Economic Belt with integrated Fuzzy Delphi and Fuzzy (Elimination Et Choice Translating Reality (ELECTRE) I methods. After a sensitivity analysis is performed, development strategies and alternative routes are suggested. The results show that among the five principal factors, total cost is the most important factor for logistics companies when they select a transportation route, followed by reliability, transportation capability, total time, and security. Of the sub-factor weights, transportation costs and cooperation and emphasis among state organization are important. In the intermodal route results, route 3, Incheon to Qingdao to Horgos to Almaty, is preferred.     

Development of a novel forward dynamic programming method for weather routing

This paper presents a novel forward dynamic programming method for weather routing to minimise ship fuel consumption during a voyage. Compared with traditional weather routing methods which only optimise the ship’s heading, while the engine power or propeller rotation speed is set as a constant throughout the voyage, this new method considers both the ship power settings and heading controls. A float state technique is used to reduce the iterations required during optimisation and thus save computation time. This new method could lead to quasi-global optimal routing in comparison with the traditional weather routing methods.     

江淮气旋大风预报研究

江淮气旋大风预报研究的结果表明：气旋大风的预报实际上就是冷空气南下造成地面加压与气旋东移造成地面降压，这两个因素所造成气压梯度发展变化地以预报。还介绍用天气学原理建立的大风预报模式，以及用数理统计方法判别有无强风的预报，经过历史拟合和试报，在预报气旋大风中有一定的准确性。     

船舶薄板结构焊接变形模拟预测

本文针时典型的船舶板架结构,设计开发了专用的船舶结构焊接变形预测软件。为验证该软件预测的准确性,通过对一典型板架结构的实焊变形测量与软件预测结果进行对比,发现软件预测的变形趋势及量值与实测相吻合。开发的焊接变形预测软件,焊接模拟分析过程简单,易于操作,焊接变形预测准确。     

气象监测系统在港口的应用

介绍如何运用气象监测系统实现对港口气象信息数据实时显示、分析和事故预报,从软硬件设计两方面阐述系统的构成和原理.