基于深度强化学习的智能船舶航迹跟踪控制

[目的]智能船舶的航迹跟踪控制问题往往面临着控制环境复杂、控制器稳定性不高以及大量的算法计算等问题。为实现对航迹跟踪的精准控制,提出一种引入深度强化学习技术的航向控制器。[方法]首先,结合视线(LOS)算法制导,以船舶的操纵特性和控制要求为基础,将航迹跟踪问题建模成马尔可夫决策过程,设计其状态空间、动作空间、奖励函数;然后,使用深度确定性策略梯度(DDPG)算法作为控制器的实现,采用离线学习方法对控制器进行训练;最后,将训练完成的控制器与BP-PID控制器进行对比研究,分析控制效果。[结果]仿真结果表明,设计的深度强化学习控制器可以从训练学习过程中快速收敛达到控制要求,训练后的网络与BP-PID控制器相比跟踪迅速,具有偏航误差小、舵角变化频率小等优点。[结论]研究成果可为智能船舶航迹跟踪控制提供参考。     

系列FPSO改装项目轮机设计质量控制

本文以VLCC改装FPSO项目为例,分析了CDI项目轮机设计工作中存在的设计质量问题,详细介绍了CDM/CDS轮机设计工作中质量控制改进措施和主要要点。     

基于框架结构的双曲拱桥加固方法探讨

文章针对郭家沟双曲拱桥,对其病害状况和产生的原因进行了分析,并结合双曲拱桥受力特点,探讨了常规加固方案存在的不足,同时从改善主拱圈整体性出发,提出了一种新的加固措施——框架加固法,该法采用U型肋与横系梁形成的框架结构加固原桥拱肋,具有增加重量小、施工简便、受力明确等优点,可为同类工程参考。     

急紊流条件下深水铺设D形排施工工艺*

长江干线武汉—安庆段6 m水深航道整治工程（Ⅳ标段）马当左槽中段潜坝工程D形排施工时，由于水深和流速较大，出现了铺排船走锚、横向控制不住船位等现象，在采取增加上游锚缆长度以增加锚抓力、下连环锚等一系列措施而仍然没有彻底解决问题的情况下，提出2种增加锚泊力的施工方案：方案1是在铺排船的上游增加1艘辅助铺排船；方案2是把设计的排头梁换成2片联锁片进行排头锚固，利用排头的水下摩擦力增加铺排船的锚泊能力。对2种方案的船舶锚泊力和排体受力进行分析。现场试验结果表明方案2是可行的，而方案1由于多种因素的影响，铺排船仍然出现了走锚。     

长江南京以下深水航道二期工程碍航水道演变特性及航道治理思路

长江南京以下12.5 m深水航道二期工程建设是落实国家"一带一路"战略、打造长江综合立体交通走廊的重大举措。针对二期工程河段4个水道的碍航情况,在分析上游来流来沙特性、各水道分流分沙特性及演化过程的基础上,对碍航特性、河床演变特性及趋势进行分析,提出各水道的整治时机、关键部位和治理思路。成果为航道整治工程设计与建设提供技术支撑,也为感潮河段航道整治积累经验。     

全回转起重船多系统耦合运动响应仿真分析

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角下,对船舶在各自由度上的位移进行比较,得到其对船舶运动参数的影响规律。结果表明:起重船运动过程中因计入多系统耦合影响,自身运动也表现出更为符合实际的运动特性,为准确预报全回转起重船多系统的运动响应提供了更为科学的理论依据。     

复合动力超长续航无人艇系统的设计与实现

为实现无人艇在海上追踪、搜救、巡逻、反潜等任务中的超长续航,避免因油料限制而被迫任务中断,设计了一套以风能、太阳能为动力的无人艇系统,利用风帆为无人艇推进,太阳能为船上电控设备提供电能。该系统由无人艇和岸基监控平台组成,无人艇可通过python开发的数据采集模块和算法模块实时采集环境数据、计算、生成并下达控制指令,在风区内可超长续航自主航行,实现全风向利用；岸基监控平台可实时监控无人艇状态,并进行自主/遥控模式切换。对系统进行了测试,通讯连接试验的可靠性高；无人艇航行试验验证了全风向自主航行的可行性,运行轨迹与仿真结果基本重合；太阳能供电分析理论上验证了风区超长续航的可实现性。     

小郭巨渔港工程防波堤平面布置方案

波浪是渔港建设中最重要的水动力因素,由于外海风浪作用强烈,影响港内渔船泊稳,需修建防波堤挡潮抗浪。从波浪角度研究防波堤平面布置,首先分析了舟山市六横岛小郭巨渔港工程的建设条件,确定防浪掩护控制标准,并提出防波堤直线形、折线形布置的8个平面布置方案。以满足渔船有效泊稳面积为准,采用MIKE21 BW模块计算在50 a一遇波浪与水位组合条件下堤后波高分布及防浪掩护效果,对8个方案进行研究,基于其中相对较优方案,进行了2个方案的优化。最终确定某渔港防波堤平面布置最优方案为:防波堤总长350 m、折堤夹角132°、直线段长122 m、折线段长228 m。     

考虑冰、浪等复杂载荷工况的半潜式平台应力与运动响应特征

半潜平台在极地深水海域应用广泛,经常面对冰、浪等复杂载荷。本文从应力时程和运动时程两方面分析了半潜平台在波浪载荷,海冰载荷以及冰-浪联合载荷作用下的响应特征。结果表明,虽然海冰载荷的存在具有一定程度的抑波作用,平台的震荡得到缓解,但是冰-浪联合载荷会导致平台关键节点部位所受应力幅值大幅增加,并超过海冰和波浪单独作用产生的应力之和,对半潜平台的结构安全造成较大威胁。因此在研究、设计极地海域半潜平台时应同时考虑冰、浪对平台的影响。     

内孤立波作用下水下潜器的载荷特性数值分析

为了研究海洋内孤立波作用下潜器的载荷特性,以RANS方程为控制方程,依据Kdv,eKdv和mKdv三类内孤立波理论计算速度入口,建立两层流体中内孤立波与水下潜器相互作用的数值模拟方法,计算分析内孤立波作用下潜器的水平力、垂向力和力矩的变化规律.结果表明,数值模拟得到的内孤立波波形及振幅与其对应理论解和文献中实验结果吻合良好.潜器的受力变化规律与内孤立波波幅、上下层水深比和潜器潜深有关.