基于无人船装置的大水域环境监测系统设计

针对当前资源过度开发导致大水域环境污染日益严重的问题,设计一种由自动巡航无人船、环境检测装置和远程操作平台组成的大水域环境监测系统。将嵌入式系统、信息通信、路径规划等技术相结合,进行数据处理与分析,实现对无人船的精准控制、大水域环境的精确实时在线监测和水样样本的采集。试验结果表明,该无人船监控系统不仅能满足对大水域水质环境检测的需求,而且能提高大水域环境监控效率和降低成本,对推广应用农业技术与装置和进行水质环境检测有促进作用,同时能使人们的生活质量得到保障和提升。     

大数据挖掘算法无人船信息管理系统

针对传统的无人船信息管理系统中,由数据爆炸导致的系统通信稳定性差的问题,提出基于大数据挖掘算法的无人船信息管理系统设计。在硬件设计上,使用驱动网卡辅助系统接入网络,为无人船信息数据的发送与接收提供硬件支撑;在软件设计上,利用数据挖掘算法聚类处理网络节点的数据包,结合节点状态的时变特性,分析信息数据,便于对不同类型数据的管理与调度。实验结果表明:设计的基于大数据挖掘算法的无人船信息管理系统节点通信正常,节点之间丢包率低,与传统的信息管理系统相比,该系统的通信更加稳定。     

三体无人救助艇设计与研发

针对高海况下无人救援设备发展的需求,设计研发三体无人救助艇平台。根据水动力仿真结果和水池拖曳试验结果分析论证所设计三体船的耐波性和阻力性能并给出三体船的总布置图;设计无人驾驶巡航系统和救助系统;研制一艘基于"航行脑"的三体无人救助艇。设计研发成果表明:该三体无人救助艇具有优良水动力性能的船舶型线,其"航行脑"系统可实现智能控制平台、智能通信网关、智能自主航行系统和遇险人员救助装置的控制,利用冷热红外光电跟踪系统,能够实现对遇险人员的监测和救助。     

基于物联网技术的无人船水质检测系统开发

我国拥有数量众多的内河湖泊和面积广大的海域,为了有效的对这些水资源进行利用和保护,进行水域的定期水质检测非常有必要。本文针对这一问题设计了一种基于物联网技术的无人船水质检测系统,应用ZigBee无线通信作为无人船检测终端与控制中心的数据传输路径,重点介绍了该无人船水质检测系统的整体设计方案、水质数据采集模块和ZigBee通信的电路设计,有效地实现了水域内时效性较高、准确度较高的水质检测。     

基于混合模拟退火的无人船多点巡航调度

针对无人船多点巡航调度问题，在无人船的电子巡航系统内构建多点巡航调度模型，以达到提升无人船巡航效率以及巡航点任务执行水平的目标。为了求解多目标混合整数规划模型，设计满足出行里程、等待时间和巡航时间等多任务要素混合优化的模拟退火算法，得到降低无人船巡航作业执行成本、提升多点巡航任务响应效率的调度方案，并进行仿真。最后，通过算例验证了该模型的有效性。结果表明，该方法可以有效分配多点巡航任务，节省无人船巡航行驶里程并且提升巡航任务响应效率。     

交通运输部东海航海保障中心

<正>01典型产品Typical Equipment(1)航标遥测(北斗航标遥测终端)北斗航标遥测终端在采集航标位置、电流电压等状态信息后,通过北斗通信服务将信息发送至管理部门,从而实现对无公共网络信号覆盖地区航标工作状况的实时动态监测。(2)船舶监管(北斗GIS显示平台)船载北斗终端定期主动发送状态报告,报告船舶位置、航速等信息,管理部门通过北斗GIS显示平台可实时监控船舶位置、状态,回放历史轨迹,提升监管能力。     

北斗卫星通信系统在船舶航线规划中的应用

传统船舶路线规划方法所使用的通信系统,在极端条件下无法进行数据传输,导致规划方法的鲁棒性较差。对此应用北斗卫星通信系统,设计新型船航线规划方法。利用北斗卫星通信系统的高适应性,对当前航向安全区域进行划分,并对其进行适当扩展,确保其区域内包含了潜在障碍物的边界,基于扩展后的安全区域,建立航障物的最小凸包围,作为航线规划的环境基础,最后应用Dijkstra算法,根据权重最小赋值,连接权重点,求取最优航线,实现航线规划。从实验结果可以看出,应用北斗卫星通信系统的船舶航线规划方法,在极端环境下,数据真实应用率提高了29%,数据包传输丢包率降低了33%,相比较传统规划方法,拥有更优秀的鲁棒性。     

基于RTK的自主海水环境探测无人艇

为实现海水环境监测的无人化,设计了基于RTK的自主海水环境探测无人艇。系统主要由岸基控制显示单元、系统服务器、无人艇以及锂电池组组成。岸基控制显示单元用于和无人艇交互信息,系统服务器用于存储系统运行参数以及监测数据,无人艇实现自主巡航和具体测量任务。无人艇控制器使用的是基于STM32单片机的无人艇控制板,集成的设备有RTK、磁力计、多参数水质监测仪、单波束等。经过测试本系统可以安全可靠的按照预定轨迹运行,运行轨迹误差不超过0.8 m。     

北斗卫星导航系统在水下无人航行器中的应用方案研究

本文阐述北斗卫星导航系统在水下无人航行器的几种主要应用方案,根据北斗卫星导航系统的导航定位和短报文通信功能特点,将北斗在UUV的应用分为两大类:一类主要利用北斗导航提供导航定位服务,如组合导航、基于北斗的水下导航系统等;另一类主要利用北斗系统的短报文通信服务或兼具使用导航定位服务,如基于北斗卫星导航系统的UUV遥控系统等。本文为水下无人航行器的北斗卫星导航系统应用提供了发展思路。     

内河最先进巡航救助船亮相武汉

7月1日，由长江船舶设计院设计、武汉南华高速船舶有限公司制造的长江海事局40米巡航救助船首制船“长江海事2号”在武汉港完成交接仪式。“长江海事2号”是目前国内内河水域功能最为齐全、设备性能最优、科技含量最高、管理手段最为先进的巡航救助船之一。该船配置了功能齐备的导航设备、通信设备以及先进的江上电子搜救装置，能在发生重大海事时进行有效的现场指挥、调度及保障；在船艉左、右舷各设置了一套可收放的翻转式救生平台，     

基于蒙特卡洛方法的邮船建造质量评价体系不确定性分析

为避免因建造质量问题导致的后续返工，需要在邮船建造过程中对建造质量进行控制，一套合适的建造质量评价体系可客观地反映建造质量，为质量控制提供标准。建立邮船建造质量评价体系的结构和数学模型，各部分的权重可使用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）或德尔菲法确定，并使用蒙特卡洛方法对该体系的不确定性进行研究。结果说明该体系具有较好的稳健性。船厂在使用该体系时需要结合实际情况，尤其应注意内装质量部分的权重。     

大型冷却水系统调试装置设计

针对船坞在非注水状态下,在建邮轮根据不同工况进行冷却水系统调试时,提供足量冷却水,并保证邮轮海水缓冲舱内水压低于最大设计承压的问题,以国内首制豪华邮轮的冷却水系统调试需求为例,针对邮轮设备和系统冷却水系统的冷却水需求量和工作压力,分析计算供水量和压力的影响因素,提出冷却水系统调试装置的设计方案,确定冷却水供给量和压力的技术参数。分析结果表明,江水潮位对船坞内邮轮冷却水系统的调试具有很大的影响,低潮位时会造成供水量和压力不够,高潮位是则会造成邮轮设备和系统超压,提出的方案可以有效解决上述问题。     

船用指北平台式惯导模拟器中轨迹发生器设计

针对船用指北方位平台式惯导模拟器的需要,设计了一种贴合于舰船实际情况的轨迹发生器。根据舰船常见的运动状态给出了轨迹发生器的解析式方程,以及需要输入软件系统的运动参量,并在实验部分对设计的轨迹发生器进行了仿真实验。通过将轨迹发生器生成轨迹以及惯导在轨迹发生器生成的IMU参数下,自主、组合工作模式生成的轨迹进行比较,证明了算法的有效性。本文研究结果可为下一步船用指北平台式惯导模拟器的设计提供软件支持。     

大型豪华邮轮压载系统管路仿真分析

以某大型豪华邮轮的压载系统为研究对象,基于CFD方法,利用Flowmaster建立一维管路模型,采用理论公式计算对比软件建模仿真的方法验证压载泵特性参数的准确性,同时在考虑阀门开度和压载舱相对高度等特殊节点参数选择的基础上分析邮轮压载系统压排水时的水力特性规律。仿真结果表明,采用CFD方法仿真分析邮轮压载系统管路布置是合理准确的,规定时间内系统的压排水量以及节点支路流量的变化规律能满足压载系统的布置要求。     

豪华邮船高压水洗窗系统

豪华邮船的海景玻璃外墙在海洋环境中的结盐、结垢现象十分严重,高压水洗窗系统可高效、安全地实现自动清洗功能。以豪华邮船的技术方案为参考,浅析高压水洗窗系统的功能原理、工作过程、系统配置算法,对豪华邮船的开发设计有一定的指导意义。     

基于SAR的深远海船舶动态感知技术应用展望

针对现有技术手段对深远海区域船舶动态感知能力不足的问题,分析了基于SAR的深远海船舶动态感知技术实现深远海船舶动态监控的可能性,并对海事应用场景进行了初步研究,认为该技术可用于大区域深远海船舶交通态势分析、深远海遇险船舶定位及应急指挥、海事日常空中主动巡航监管,可作为海事系统技术体系的一个重要组成部分"陆海空天"一体化...     

基于Web的船舶信息集成管理系统的设计及实现

针对目前国内船舶各类业务信息系统独立及缺乏综合集成的问题,本文提出了一种基于Web的船舶信息集成管理系统。该系统采用统一的信息管理支撑平台,将各类数据采集及处理,实现了船舶导航气象和机舱监控数据动态采集、船务管理、公共信息管理等业务应用的综合集成,并以B/S方式进行综合信息发布。该系统已在多艘巡逻舰及海事船中得到成功应用,工程实践表明该系统具有较强的实用性和良好的可扩展性。     

基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计

针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel, USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things, IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio, LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02°RMS,风速为(0.2±0.03) m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。     

基于舱底进水监测与火灾报警的船舶智能分式损管监控系统

为解决船舶损害隐患问题,提高航行安全性和对损害的管制应变能力,提出智能分布式损管监控系统,对系统的功能、结构和工作原理进行分析与论述,建立以损管监控台为监控单元、以舱底进水报警装置、火灾报警装置和舷侧快速关闭装置为控制与保护单元、以传感器和执行机构为输入输出单元的分布式损管监控系统。详细阐述智能分布式损管监控系统的系统架构、工作原理和软硬件设计方案。系统联调试验及实船应用效果表明,该智能分布式损管监控系统可以解决船舶损害隐患问题,保证船舶在损管情况下的航行安全性。