海流要素辅助航行决策的区划技术研究

由于很难得到对任何海区满足需要的时空尺度、精度的海洋环境要素预报结果,因此,了解某海洋环境要素的区域特性也是很有参考价值的.为了给船舶航行提供有效的信息支持,文章以对船舶的航速和航向影响较大的海流为例,分析了海流预报技术在满足应用需求上的不足,提出了利用主因子分析技术对海流样本数据进行研究的方案,并基于此方案给出了东海、南海海域海流要素信息区划结果,为船舶航行决策提供信息指导.     

海洋信息环境下船舶耐波性指标研究

船舶在实际海洋环境中的性能代表航行性能的优劣,通过结合海洋环境信息数据来探究船舶的耐波性能以达到对船舶辅助航行的目的,首先使用以切片法为理论的seakeeper软件对船舶耐波性进行仿真研究,获得船舶运动的传递函数和船舶纵摇、升沉、横摇有义值曲线,采用莫尔公式对模拟结果进行验证,通过数值模拟找到对耐波性指标较大的因素,根据耐波性指标衡准对船舶耐波性能做出评价,并应用统计学中的正交试验方法对耐波性的影响因素(航速、风速、航向)对耐波性指标的影响程度进行研究,使海洋环境中船舶的耐波性达到最优,从而起到指导船舶航行的目的。     

数据挖掘技术在海流要素辅助船舶导航中的应用研究

海流对船舶导航、航行安全影响较大.本文在对海流研究成果和海洋环境数据库进行深入研究的基础上,详细考察了船舶在航行过程中对海流信息的应用环境及需求.为提高业务化应用能力,采用模式分析等数据挖掘技术,提出了实测数据融合的技术方案,给出了海流要素辅助船舶导航的应用模式.最后,以电子海图系统为平台,初步建立了海流要素辅助航迹模拟、船位校正等应用系统.     

海洋环境预测数据在船舶航行控制中的应用

在以往的船舶航行控制中,计算船舶在不规则波中的幅值响应函数时未考虑环境因素,使船舶在不规则波中耐波性较差。为此,提出海洋环境预测数据在船舶航行控制中的应用。改进海洋环境预测数据关系模式,以时间和维度为条件查询所需数据,以数据为依据,计算船舶航行运动参数,将各项参数作为控制输入序列,通过离散控制达到控制船舶航行的目的。实验结果表明,与其他技术的控制方法相比,应用海洋环境预测数据的航行控制方法耐波性的各项指标均在衡准范围内,说明该控制方法的耐波形更好。     

中国沿海水文气象信息的综合应用

中国沿海船舶密度大、天气和海洋环境复杂多变,为了保证船舶航行安全,船舶驾驶员需要快速使用更加准确、详细的气象信息。船舶气象信息除了利用NAVTEX、INMARSAT-C和气象传真接收机等传统的仪器获取外,还可以结合目前互联网提供的各种丰富的气象信息获取。将多种途径得到的多源气象信息进行综合、比较、分析,以达到更为有效的保障船舶安全航行的目的。     

海洋环境数值预报资料对海上船舶航行安全性模式的探讨

主要分析海洋环境预报资料,如海浪和海上能见度等海洋环境因素对海上船舶航行安全性影响较大。特别在引入海浪和能见度安全分析因素(影响基数)的基础上,建立有效的海洋船舶航行安全指数(航行指数),并分析和讨论了船舶航行指数给海上船舶航行安全性预报带来的效益和应用前景,最后对海洋船舶航行安全指数在航海应用上进行总结。     

影响操船能力因素的指标化

航行环境、船舶和操船者三个要素构成了船舶运航系统。航行环境由交通环境和自然环境组成。本文在阐述了影响操船能力致因后,分析了各因素对操船能力的影响,并将该影响指标化。这些定量化的指标表达了操船者的主观操船感觉,以便进一步综合评价航行环境     

海洋水文要素对船舶航行场安全的影响

文章介绍了海洋水文要素的种类及其图上表示方法,论述了船舶航行场安全模型及各子模型的构成,重点分析了海洋水文要素对船舶航行场安全的影响。     

基于机器视觉技术的船舶航行危险区域自动识别方法

提出基于机器视觉技术的船舶航行危险区域自动识别方法,最大程度规避船舶航行风险。利用机器视觉技术获取船舶航行图像数据,并结合像素平滑滤波和帧间差分法去除原始船舶航行图像所含噪声。采用二阶高斯-马尔科夫机场算法对去噪后船舶航行图像的显著性区域候选节点作信息弥散处理,获取船舶航行图像显著图,通过均值偏移算法处理船舶航行显著图像的特征空间,获得多个分割区域后,在显著图中求解各区域的显著性均值,通过与阈值作比较,实现船舶航行危险区域识别。实验结果表明：该方法可有效提升船舶航行图像的视觉效果;生成的显著图细节完整;可实现不同危险区域的识别,识别效果突出。     

基于AIS信息和BP神经网络的船舶航行行为预测

针对船舶航行行为多维度的特点和船舶交通服务系统(Vessel Traffic Service,VIS)对船舶行为预测的精确度和实时性需求,提出结合船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息和BP(Back Propagation)神经网络的船舶航行行为预测方法。构造基于AIS信息的船舶航行行为特征表达方法,根据BP神经网络预测的基本原理,以连续3个时刻的船舶航行行为特征值为输入,以第4个时刻的船舶航行行为特征值为输出,对BP神经网络进行训练,用于对未来船舶航行行为进行预测。以成山角VTS水域内的船舶AIS信息为例进行试验,结果表明:利用该方法对船舶航行行为特征值进行预测的结果准确、实时,误差在可接受的范围内。     

舰艇在海浪作用下的扰动仿真分析

实际海洋环境中舰艇受到多种因素的作用,对舰艇的操纵控制、船舶运动等方面产生了影响.本文基于非规则长峰波的数值仿真,提出舰艇在波浪影响下干扰力的计算方法.从频谱分析角度出发分析舰艇干扰力的主要影响因素,为仿真舰艇在海洋环境下运动提供思路.     

桥梁主通航孔施工期通航方案及保障措施

我国内河水域新建桥梁在对主墩进行施工过程中,为了确保船舶正常通航,海事部门要求实行单向通航。因此,主墩施工期间桥区水域可能出现船舶排队等候过桥的现象,船舶等候过桥势必增加桥区水域复杂的通航环境,目前海事部门规定桥区水域(单向通航)航行的船舶之间应保持足够的安全距离。通过建立数学计算模型对桥区水域(单向通航)通航船舶之间安全距离进行量化研究,探讨出桥区水域船舶之间安全距离计算方法。为海事部门制定桥区水域通航安全管理规定、维护桥区水域良好的通航秩序和船舶过桥安全提供科学的理论依据。     

跨海大桥桥区航道智能助航系统研发

跨海大桥桥区航道是典型的船舶航行受限水域,船桥碰撞安全风险大,桥区航道智能助航技术有助于提高桥区航道安全保障水平。分析了桥区航道通航风险因素以及水文气象分布规律,按通航规则将水域划分为预警、警戒、航道等不同区块,构建了桥区航行的船舶动态领域风险辨识模型。研发了自主检测船舶动态并向其播发防撞预警信息的装置,以及自动管理和运行软硬件设施的桥区航道船舶避碰智能助航系统。该系统已应用在福建省平潭海峡大桥桥区航道,有效改善了桥区水域的航道通航安全形势。     

基于单矢量水听器的海洋环境噪声方向性分析方法研究

海洋环境噪声场方向性是信号处理中背景噪声抑制的基础.本文基于矢量水听器研究了海洋环境噪声方向性分析方法以及各向异性的表征方法,分析了背景噪声方向性与矢量水听器对背景噪声抑制能力的关系,并利用北黄海海域单矢量水听器获取的海洋环境噪声数据,对海洋环境噪声方向性分析方法进行了试验验证.结果表明:不同频段的海洋环境噪声场水平各向异性程度差异显著;海洋环境噪声水平方向性在特定频段内具有显著的不均匀性,且其方向性与航船分布情况一致.     

基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

针对现有船舶海上航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足，研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题，提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案。构建基于模糊数学方法、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和专家评价法的船舶碰撞危险度(Collision Risk Index, CRI)求解模型，并根据实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对船舶航行安全评价数学模型和构建的数据库进行验证。结果表明，基于AIS数据的船舶航行安全评价数据库具有较好的可靠性和易用性。船舶航行安全评价模型计算结果可信，符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求，可为船舶海上航行安全评价提供技术和理论支持。     

长江中游航道流速区划分及影响因素研究

为满足长江电子航道图系统功能需要,使长江电子航道图流速相关信息的显示更加符合实际航段的情况,基于声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的测流数据,提出了基于船舶航行需求的主、缓流流速区划分方法。同时利用该方法,研究影响流速区划分的因素,对研究河段进行科学分段。     

通航安全评估中船舶操纵模拟试验方法的应用

结合开展码头工程通航环境安全评估的专题研究工作,探讨船舶操纵模拟试验方法在码头工程通航环境安全评估中的应用,该方法主要包括通过船舶操纵模拟器的模拟试验获取的模拟船舶运动参数和运动轨迹,应用航迹带宽度、潜在操船水域、效用函数和靠泊操纵危险度等概念,对拟建码头工程所需的航道宽度、船舶回旋水域和靠泊操纵的安全性进行分析和评判。实际应用表明,该方法能客观、合理地分析与评估码头工程的通航安全,具有较好的应用价值。     

关于黄、东海区增设通航分道的探讨

分析了黄、东海区目前的通航现状,建议以123°经线为中线在黄、东海区增设通航分道,与交通部制定的原北方沿海定线分道配合使用,供过往船舶合理选择,同时也可有效地限制违章作业渔船对航行船舶的影响,达到规范海区航行秩序,确保船舶安全的目的。