智能航行系统可靠性测试验证关键问题研究

<正>现今,船舶智能化方兴未艾,世界主要航运国家都制定了智能船舶发展规划及行动计划。智能船舶内涵丰富,包括智能航行、智能机舱、智能船体、智能能效管理、智能货物管理等多个方向,通过“智能赋能”,使船舶更加安全、环保、经济和高效。     

舰船备件配置研究现状与思考

备件是舰船装备进行正常检修或应急修理的保障性物资,舰船备件配置水平的高低直接影响舰船装备保障的能力与费用。在舰船维修体制分析的基础上,通过对国内外舰船备件配置文献的梳理研究,依据不同的理论基础与数学模型,总结基于历史数据、METRIC理论和系统可靠性的配置方法,并对这些方法的优势与不足进行分析对比。在此基础上,提出考虑部件重要度、混合约束下的多目标优化以及备件共用策略优化这3个舰船备件配置研究未来的发展方向。     

智能船艇虚实融合测试验证技术现状与展望

随着船艇智能化技术的迅速发展，智能船艇测试验证技术需求增大。考虑到虚实融合测试验证技术的发展潜力，文章对其在智能船艇上的应用现状与发展方向进行综述。明确智能船艇虚实融合测试验证的概念，从基于功能和基于场景的智能船艇虚实融合测试验证技术2方面对研究现状进行介绍。最后，就现有研究中存在的场景构建失真、环境作用量化和虚拟船艇模型性能不足等问题提出了下一步技术发展方向与趋势。     

A review of shipboard large-scale energy storage systems北大核心CSCD

储能系统是船舶中的重要设备,可为各类船舶负荷提供能源。随着电力推进技术的成熟,全电船舶已成为未来船舶设计的主要方向。在此背景下,储能系统将由主要为辅助负荷供能逐步发展到为多类型船舶负荷供能,特别是作为船舶动力系统的重要组成部分与各类船舶主/辅机配合,在满足船舶各类负荷需求的前提下提高船舶的经济/环保特性。功能角色的转变加速了大规模储能系统接入船舶,带来了储能系统的状态估计、能量管理、优化规划等一系列问题。首先,对目前的储能技术进行分类;然后,介绍典型全电船舶的分类方法并指出储能系统的应用场景;最后,提出大容量储能系统接入船舶后带来的若干亟待解决的技术问题,即船舶储能系统分布式控制、船舶储能系统适应性规划与优化,以及船舶储能系统状态评估。所做研究可为未来大规模储能系统在电力化船舶上的应用研究提供参考方向。     

Optimal allocation of fleet’s spare parts for system reliability

Allocation of fleet’s spare parts is rarely studied due to its complexity. However, this task is extremely important because the warship’s service level highly relies on the maintenance logistics’ level. In this study, the readiness ratio is proposed as a critical index in measuring the system’s reliability. A well-established mathematical model adopting the optimization method of spare part allocation is also introduced. The objective is to minimize the number of each spare part while satisfying the fleet’s system reliability. The fault tree analysis (FTA) is applied to analyze the system’s failure logic and stratify the units on ship. As a result, the strategy of spare part sharing can be introduced in detail. The solution algorithm is developed, and the simulation experiments to obtain the key parameters are conducted. The proposed model and algorithm are applied to an actual fleet of two warships, and results show that the method above is feasible and can be directly applied into practice.     

基于机器学习的实海域无人艇避碰算法智能演进方法

[目的]无人艇(USV)效能是指在给定时间内的特定海域完成指定任务的能力,是多层次多技术节点耦合作用的结果,而针对单一技术节点的传统优化方法,对无人艇效能的提升效果有限。[方法]针对无人艇自主系统的特点,从智能算法的角度,提出无人艇智能演进的2种主要形式:一是算法函数;二是算法参数。在此基础上,给出基于机器学习的无人艇智能演进方法,设计一种可演进的无人艇自主系统控制体系架构,并在实海域测试。[结果]以无人艇避碰算法为例,基于实海域测试结果,初步验证了所提方法在提升无人艇效能方面的可行性与有效性。[结论]基于机器学习的无人艇智能演进方法是持续提升无人艇效能的有效途径,具有较高研究价值和应用意义。     

基于涡环栅格法的三体船斜拖水动力数值分析

以三体船的操纵性能预报为背景,基于势流理论的三维面元法,对三体船的斜拖运动进行数值模拟,并求得相应的水动力系数。将传统的运用于机翼升力计算的涡环栅格法(VLM)运用于三体船斜拖运动的数值模拟,船体表面被离散成四边形的网格,网格及尾涡面上布置一个涡环,利用船体表面不可穿透条件以及尾缘处的库塔条件对各单元涡强进行求解,求得各个分布点压强以及船体表面压力分布,并根据压力分布积分求得在不同漂角下三体船舶所受的横向力以及转首力矩。最终由计算结果,求得与漂角相关的水动力系数,并与软件计算结果进行对比分析。     

无人货船研发现状及待解决的问题

介绍无人货船的研发状态和配套法律规范的制定情况,指出发展无人货船已成为世界航运界的大趋势。将无人货船与传统货船的航行表现作对比,通过降成本、减事故、防海盗等方面分析了无人货船在经济性和安全性上的巨大优势,解释了无人货船研发热的根本原因。列举了无人货船亟待关注和解决的技术问题,涵盖了船舶通信、感知、自主决策和人机交互4个方面,为无人货船后续的技术发展方向提供参考。