基于模糊逻辑的船撞桥风险预警方法

为实现船舶碰撞桥梁前的安全预警及船舶过桥行为的改进,提出一种基于模糊逻辑的船撞桥安全预警模型。通过构建并分析船撞桥情景,确定船撞桥的风险因素,并根据理论分析和统计数据对影响因素进行模糊化处理,建立船撞桥模糊推理规则库和模糊推理机,去模糊化获取船撞桥风险。应用船舶通过港珠澳大桥江海直达航道桥为例,对船撞桥风险进行验证,结果表明该方法能够很好地实现船撞桥安全预警。该预警模型可作为船舶智能航行的重要组成部分,也可供海事部门用于船舶航行的安全监管工作。     

内河船舶溢油风险的灰色模糊综合评判

船舶溢油风险的评估是一个典型的信息不完全的复杂多因素综合决策问题,适合于运用灰色模糊系统理论进行分析处理.本文在阐述指标体系构建原则和分析内河船舶与海船差异的基础上,建立了内河船舶溢油风险评价体系; 通过征求专家意见,运用AHP方法确定了单因子的权重,结合灰度理论的相关知识,建立了内河船舶溢油风险评价模型并做了实例计算,为下一步的溢油风险评估系统打下基础.     

海上沉船碍航概率风险评估

为对我国沿海水域沉船进行科学的风险评估及处置决策,确保通航船舶水上安全和畅通,基于事件树方法分析了通航船舶碰撞沉船事故的发生过程和机理,建立了沉船碍航概率风险评估模型.假定通航船舶在航路中的航迹线服从正态分布,根据沉船位置确定了通航船舶驶入碰撞航路的几何概率.根据国内外事故资料确定通航船舶发生异常而避碰失败的基准偏航概率,并考虑了风、流、能见度和交通密度等因素进行修正.通过对实际沉船碍航特性的评估,验证了该方法对沉船管理和处置决策具有实用性和可操作性.     

基于层次分析法的船舶维修风险量化评估方法

船舶维修风险与多种因素相关,因素的选择和权重确定十分关键,为了准确对船舶维修风险进行估计,设计了基于层次分析法的船舶维修风险量化评估方法。首先分析当前船舶维修风险评估的研究现状,指出当前船舶维修风险评估方法存在的不足,然后采用层次分析确定船舶维修风险因子和相应的权重,最后采用支持向量机建立船舶维修风险量化评估模型,并通过具体的船舶维修风险评估实验分析其性能。本文方法的船舶维修风险评估精度超过95%,远远高于船舶维修风险评估的实际应用要求,而且船舶维修风险评估结果要优于其它方法,实验结果验证了本文方法的有效性。     

船舶风险控制方案的层次分析-模糊综合评价

针对船舶事故综合风险评估过程中风险控制措施效果的评价影响因素繁多、评价主观性和不确定性较强的问题,以层次分析法建立风险评价指标体系,确定各制约因素的权重值,利用模糊集理论建立各指标因素的隶属度矩阵和模糊综合评价矩阵,在此基础上建立船舶风险控制方案效果的层次分析-模糊综合评价模型。以普通货船碰撞事故为例,建立船舶碰撞事故层级结构,通过专家调查问卷的形式统计分析专家意见,采用层次分析-模糊综合评价模型对普通货船碰撞事故风险控制方案进行评价,算例验证该评价模型在船舶综合风险评估过程中应用的可行性和合理性。     

船舶信息分析系统风险评价数学模型研究

由于利用原有模型进行船舶信息分析系统的风险评价时,受风险源的冗余特征影响而无法进行系统风险识别,在评价指标层数为3-12层时,存在基本分配信任函数个数过低的问题,因此设计一种新的船舶信息分析系统风险评价数学模型。通过风险识别程序对船舶信息分析系统实施风险识别。接着对船舶信息分析系统进行风险评估,使用的评估方法为概率风险评价方法。根据D-S证据理论,将船舶信息分析系统的评价指标当做系统风险评价证据,引入评审专家逐一评价、分析系统证据,并进行评分,构建船舶信息分析系统风险评价数学模型。为证明设计的模型在评价指标层数为3-12层时的基本分配信任函数个数更多,进行原有模型与该模型的对比实验,实验结果证明该模型实现了基本分配信任函数个数的提升,更适用于该范围内的船舶信息分析系统风险评价。     

结合MMG分离式操纵性数学模型船舶拖航仿真

拖航是船舶航行作业中的重要业务之一,在远洋航行、大件运输以及近距离现场转移业务中均有广泛应用。船舶拖航易受风、浪、流等外部环境因素的影响,增加拖航运动的风险,所以必须借助数学模型对船舶拖航进行仿真,以有效控制拖航系统作业,全面防范拖航风险。本文分析了MMG分离式操纵性数学模型,提出结合MMG分离式操纵性数学模型的船舶拖航运动模拟方法,并对船舶拖航进行仿真,表明拖航仿真模型能够为操纵控制提供合适的决策依据。     

基于生物相似性的船舶压载水监控与处理系统研究

当前船舶航行中使用的压载水引起了海洋生物的迁移,对不同区域的生态环境造成破坏。为了降低船舶压载水对生态环境的破坏,本文基于生物相似性对船舶压载水引入的生物进行统计,并依据港口和船舶的风险因子建立压载水风险评估模型。依据该模型,本文设计了船舶压载水监控系统,并使用电催化/紫外线方法对压载水进行处理。实验结果表明,该系统可以将压载水的风险系数降低90%。     

大风浪条件下渤海海区重点船舶风险评估模型

通过对近年来渤海海区因大风浪引起的船舶重大事故进行统计分析,发现渤海海区近年来发生重大事故的船舶主要集中为5 000 t以下的散货船,由此提出渤海海区大风浪条件下应重点关注的船舶类型.根据风险分析理论和方法,建立了渤海海区重点船舶在大风浪条件下的风险等级,并根据专家问卷调查的形式得出相应的风险等级标准.据此,建立了使用模糊评判方法的大风浪条件下渤海海区应重点关注船舶的风险评估模型.该模型可为进一步研发基于电子海图平台的可视化船舶风险控制和管理辅助决策系统提供重要的理论依据.     

无动力船舶锚泊及紧急撤离风险评估

以中海油298无动力船锚泊系统作业及紧急撤离过程为例,应用风险分析理论和风险值的计算方法,对该过程进行系统风险评估。内容包括识别无动力船舶锚泊系统作业及紧急撤离的风险源,建立事故树并进行定性风险分析,并结合专家意见进行初步的定量风险分析。提出一套符合无动力船舶锚泊系统作业及紧急撤离实际需要的风险分析、风险辨识、风险评估及风险管理体系。     

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。     

船舶进出承船厢水力特性试验

采用遥控自航船模和牵引船模相结合的方法,对船队进出船厢的水力特性进行了试验。成果表明:船队进出厢的航行阻力和下沉量取决于船厢断面系数和进出厢的速度。断面系数减小,航速增加,阻力和下沉量增大;出厢的阻力和艉沉均大于进厢;结合国内的部分研究成果以及国内外的工程实践,初步提出了承船厢尺度的确定原则。     

大型船舶航行的风险分析与风险控制

安全科学的发展要求从传统的事故管理转变为风险管理。在构建船舶航行系统风险的基础上,通过船舶航行事故统计和船舶航行作业规范化安全评估,对目前大型船舶航行的风险构成、影响因素进行定量研究,提出了大型船舶航行的风险矩阵,并就船舶航行的风险控制提出一些措施。     

龙滩升船机中间渠道通航条件试验

通过对龙滩水电枢纽两级升船机中间渠道内航行条件的水工模型试验研究,结果表明:中间渠道内船舶(队)单向航行速度小于2.0 m/s时,船行波、航行阻力和船体下沉量均不大;中间渠道直线段宽为32 m时,宜采用航、停的会让方式,航速应<1.5 m/s,而船舶宜停泊在右航线上;船舶(队)转弯时的航迹带要宽,因此不应有转弯段等航速会船。     

船舶大风浪航行风险等级评估

船舶在风浪中航行所承受的不利影响包括14项风险因素.在此基础上探讨了船舶在三维非规则波中,基于方向谱的六自由度摇荡及动力响应风险因素统计特征值的计算方法;并介绍了稳性、强度和操纵性风险因素的计算模型;对实船的计算结果表明了模型的有效性.提出了基于FSA(Formal Safty Assessment)的模糊综合评判方法的船舶航行风险等级评估模型,可供航运公司和海事部门实施在航船舶风浪航行风险预报参照.     

海坛海峡航行综合安全评估

海坛海峡是中小型船舶在东北季风盛行季节北上的黄金水道。由于海坛海峡的特殊地理条件及航道环境设施较差,再加上海峡又是渔业作业海域,作业渔船多,通航的环境与条件日趋复杂,船舶安全航行面临严峻的局面。通过采用综合安全评估方法,提出了一些相应的风险控制方案和决策性建议,将保障和提高海坛海峡船舶航行的安全性。     

基于船模水池试验的船舶顺浪纯稳性损失计算扩展模式

船舶顺浪航行的纯稳性损失研究,已成为国际航海界和国际海事组织(IMO)关注的课题之一.在Ю.И.涅查耶夫根据28艘渔船和运输船船模水池试验的船舶顺浪纯稳性损失计算方法的基础上,提出了扩展模式,扩大了其适用范围,并给出了大长宽比(船长/船宽)舰艇纯稳性损失的算例,同时实现了该扩展模式的程序化,生成了实用化的软件.最后通过与CFD试验方法和一般理论计算法所得结果的对比,验证了该扩展模式计算结果的可信度.     

混合对转推进系统设计与实船应用研究

为全面深入了解混合对转推进系统实船安装对船舶性能影响,为数值仿真和性能预报提供实船参考数据,以集装箱运输船为应用对象,提出了一种把吊舱推进器集成在挂舵臂上的混合对转推进系统(CRP-POD),详细阐述了CRP-POD的系统构成、工作模式和电气控制系统实船设计方案。通过实船试验和运行数据分析,安装混合对转推进系统的船舶与同系列安装常规推进系统的船舶相比,特定航行工况下航速有2~3%的提升、回转能力有所降低、航向稳定性上优于常规船。     

高性能船性能综合评估方法研究

为了在高性能船推广应用时按任务需求选择综合性能最优的船型,开展了高性能船性能综合评估方法研究。基于层次分析法和多属性效用理论,首先按照指标体系的构建原则选定高性能船性能评价的指标,构建指标体系层次结构,然后建立高性能船性能综合评估方法,并对一船型平台选型实例进行计算分析。研究表明,所建立的性能综合评估方法可以为高性能船应用中的选型决策提供技术支撑。     

基于粒子群-遗传优化算法的船舶避碰决策

为能在开阔水域中提升船舶驾驶员在多船会遇场景下的避碰决策能力,按照国际海上避碰规则(Convention on the International Regulations for Prerenting Collisions at Sea,COLREGs)的要求,综合考虑船舶航行的安全性与经济性,提出一种基于粒子群-遗传(Partide Swam Optimization-Genetic Algorithm,PSO-GA)的混合优化避碰决策算法。基于最近会遇距离(Distance of Close Point of Approaching,dCPA)和最近会遇时间(Time to Close Point of Approaching,tCPA)确定船舶碰撞危险度(Collision Risk Index,ICR)的计算方法,基于转向幅度与航行时间建立避碰决策目标函数。基于PSO-GA算法具有提高收敛精度和加速全局寻优的特点,当ICR≥0.5时,启动PSO-GA算法,获得让路船舶在全局范围内的最佳转向幅度和在新航向上的航行时间。仿真结果表明:与单独使用PSO或GA算法相比,PSO-GA算法能够以较少的迭代次数找到安全经济避碰航线。提出的避碰决策算法能够为船舶驾驶人员在避碰决策中提供参考,有助于提升船舶航行的安全性和降低船舶碰撞事故发生的风险。