新一代航运系统体系架构与关键技术研究

文章综述了近年来国内外绿色智能航运领域的研究进展和工程实践现状,包括业界在载 运装备、基础设施、运营服务等方面的最新研究成果和绿色化、智能化技术应用情况,总结了当前 发展中存在的问题和技术瓶颈。面向未来水路运输发展的需求和挑战,提出新一代航运系统的 定义及其绿色化、智能化、韧性化的特征;通过梳理分析新一代航运系统的基本内涵,设计了系统 的体系架构,运用信息物理系统的方法理论,将层级结构划分为：要素单元级、功能系统级及架构 集成级;阐述了系统的核心组分：绿色智能船舶、数字生态设施、可靠岸基支持和韧性运营服务, 给出系统的整体框架。在梳理分析系统基本服务和功能逻辑的基础上,阐述该系统物理“船-港- 货”、信息“人-机-环”的运行模式,明确了运输船舶组织运营“岸基驾控为主,船端值守为辅”的航 运新业态,凝练了航运系统规划设计技术、绿色智能航运装备技术、数字生态航道建养技术、船舶 运行智能控制技术、交通运营组织技术、水上应急救援技术,及测试验证评估技术等关键技术;通 过构建数字化的创新技术体系,能够支撑“人-船-岸-云”的高度协同,实现信息互联、系统共建和 体系性创新,促进航运科技高质量发展。提出水路运输未来的变革性方向,研究成果可以有效指 导新一代航运系统的规划设计与建设应用,为自立自强的水路运输技术研究和标准体系构建提 供有力支撑。     

离网型太阳能光伏系统在内河滚装船上的应用

太阳能光伏技术的不断进步正在为太阳能船舶的快速发展提供新的契机。在船舶平台上应用太阳能光伏系统最为核心的环节是在不改变常规船舶电力系统既有架构的基础上,集成整套光伏系统设备并能够始终高效利用光伏电能。针对长江航线上营运船舶绿色化和节能减排的实际需求,设计了首套应用于JD800PCC-4#内河商品汽车滚装船的船基离网型太阳能光伏系统并投入实际运行。实船运行监测数据表明：该套系统中各设备之间的技术参数设计合理,各项技术指标满足船级社规范要求。光伏系统设备与蓄电池储能装置自动匹配运行能够实现所供照明负载24h不间断运行,通过最大程度上利用太阳能光伏电可以实现日均节能约120kWh,且能够在不同运行模式下安全、可靠地切换运行。     

船舶智能化研究现状与展望

智能化是船舶发展的重要方向。船舶智能化是在综合传感、通信、信息、计算机等多种先进技术的基础上,结合船舶具体应用环境,构建基于大数据、信息物理系统和物联网等特征的智能系统,使船舶航行、管理与服务更高效、更低秏、更安全和更环保。从大数据、信息物理系统、物联网三个方面介绍了船舶智能化的主要特征。从船舶智能航行和船舶智能管理与服务两个方面分析了船舶领域智能化现状和展望。船舶智能航行方面,探讨了综合船桥系统和无人驾驶的发展方向;船舶智能管理与服务方面,分析了水路ITS、交通流理论和数据分析方法的最新发展,并提出了基于可视分析解决船舶管理大数据处理的流程。     

考虑门杆耦合效应的反弧门自振特性分析*

针对高水头船闸大型反弧门结构动力设计安全问题,进行阀门、门杆系统自振特性三维有限元计算,探讨门杆耦合特性及主要结构尺寸的敏感性。研究表明,门杆耦合系统模态更加丰富,自振特性由吊杆起决定性作用,系统基频11.59 Hz,为吊杆单独弯曲振动,吊杆-门体耦合自振频率略低于门体,吊杆长度对系统自振特性影响较大,支臂外包面板厚度基本没有影响。     

贵港二线船闸泄水阀门体型研究*

贵港船闸是西江航运干线的咽喉,航运地位十分重要。通过建立比尺为1:15的泄水阀门非恒定流常压模型,对6种动水关门事故工况条件下贵港船闸泄水阀门3种体型的动水启闭力特性进行了系列研究,获得阀门底缘形式、阀门下游侧面板是否封闭对动水启闭力的影响规律：阀门下游侧面板不封闭将使下游河道水位的波动直接传播到阀门门井中,导致阀门启闭力反复波动;当阀门底缘朝下时,底缘斜面压力小,底缘受力主要表现为下吸力,因此对应开门过程启门力大、闭门过程闭门力小;阀门底缘朝上,底缘斜面压力大,底缘受力主要表现为上托力,因此对应开门过程启门力小、闭门过程闭门力大,采用底缘朝上型阀门时,应考虑阀门配重。     

轨道交通建设中城市道路复建设计原则浅析

轨道交通线路基本上以城市道路路网为依托,轨道站点主要沿城市道路交叉口范围和路段布置,为满足居民生活和城市交通保障需求,轨道交通建设会带来城市道路及市政管线多次迁建,因此,有必要科学统筹城市道路复建设计,本文结合工程实例,总结分析道路复建设计主要控制环节和设计原则,对轨道交通与道路复建设计提供一定经验和借鉴。     

旁海船闸阀门水力特性与防空化技术研究*

旁海船闸输水阀门采用平板阀门形式,其工作水头达23.0 m,阀门顶初始淹没水深仅7.5 m,阀门水力学问题是该船闸水力设计较为关键的技术难题。通过物理模型试验研究,提出突扩廊道体型,优化阀门门体结构和门槽体型,探讨阀门段水力特性和空化特性。研究表明,在优化阀门门体结构和门槽形式的基础上,通过突扩廊道体型、门楣自然通气保护（必备措施）和跌坎强迫通气保护（储备措施）可有效解决该船闸平板阀门空化问题。     

基于TMS320LF2812A的侧拉门控制器研究

针对动车组气动侧拉门硬线控制的不足,开展了基于TMS320LF2812A的侧拉门控制器的研究。分析了该门控制器的硬件框图、原理图以及软件控制算法,对外部硬线信号的监控以及当前门状态的分析进行开关门动作。同时采用敏感胶条检测法和时间检测法对障碍物进行检测。可靠的硬件结构及增强的状态机算法,实现了可靠的侧拉门控制。结果表明,该设计鲁棒性强,能满足系统要求。     

半无限开敞水域船舶水动力系数问题研究

在解决三维浮体靠泊的水动力问题时,正确处理浮体和壁面之间的相互作用是分析计算的关键所在。文章运用边界元法和叠加格林函数法对箱型浮体的靠泊问题进行求解,通过与SESAM软件对比分析浮体水动力系数的结果,验证这种方法编写的程序计算结果的精确度。并通过改变浮体与壁面之间的距离,计算壁面对三维浮体的影响,并对计算结果进行分析。     

铁路旅客满意度指数模型研究

基于铁路旅客运输服务的特性以及旅客需求结构分析,提出了一个新的铁路旅客满意度指数(CSI)模型,运用偏最小二乘法对模型进行数学表达,结合实际调研的结果,对模型进行检验.通过检验,模型中变量间相关性以及模型的拟合优度都达到较高的水平.