福州港白马泊位回旋水域的通航研究

为验证福州港新建白马泊位的航道与回旋水域以满足5万吨级散货船安全航行的要求，利用船舶参数与水文气象因素设计了船舶通航的航道，以野本方程对船舶操纵特性进行研究并获得船舶靠、离泊操纵所需的回旋水域。采用船舶操纵模拟器仿真航行，以验证符合相关设计要求。结果表明：理论设计的航道满足5万吨级散货船的航行，在急流工况下船舶离泊操纵困难，且在重载掉头离泊时，出现回旋直径超出设计范围的情况。设置各种通航条件模拟船舶的真实航行，既可获得在该航道航行的经验，又验证了航道与回旋水域设计的合理性。     

通航安全评估中船舶操纵模拟试验方法的应用

结合开展码头工程通航环境安全评估的专题研究工作,探讨船舶操纵模拟试验方法在码头工程通航环境安全评估中的应用,该方法主要包括通过船舶操纵模拟器的模拟试验获取的模拟船舶运动参数和运动轨迹,应用航迹带宽度、潜在操船水域、效用函数和靠泊操纵危险度等概念,对拟建码头工程所需的航道宽度、船舶回旋水域和靠泊操纵的安全性进行分析和评判。实际应用表明,该方法能客观、合理地分析与评估码头工程的通航安全,具有较好的应用价值。     

基于虚拟现实的船舶操纵控制系统设计

为了提高船舶操纵控制过程的性能参数评估场景再现能力,提出基于虚拟现实技术的船舶操纵控制系统设计方法。进行船舶操纵控制的3D几何模型建模,采用Multigen Creator技术生成3D虚拟海洋场景模型和船舶实体模型,在Vega Prime应用程序进行船舶操纵控制的视景仿真平台设计,对船舶操纵控制系统视景仿真模拟是建立在三维虚拟现实仿真软件基础上的,通过船舶操纵控制的三维姿态数据加载和程序控制,在视景仿真平台上对船舶操纵控制进行位置调整和参量优化配置,实现船舶操纵控制的虚拟视景开发和系统优化设计。仿真结果表明,本文设计的船舶操纵控制系统能在虚拟视景下实现精确的船舶操纵,视景的逼真度较高,参数控制精度较高。     

液化天然气专用码头系泊安全操作仿真研究

考虑液化天然气码头对安全的特殊要求,结合船舶系泊作业中的诸多因素,以液化天然气专用码头为例,运用船舶操纵模拟器对液化天然气船靠离码头的过程进行仿真实验,由此分析港口水域的风、流、浪及回旋水域尺度等因素对液化天然气船系泊作业的影响,为船舶靠离泊安全操纵提供参考数据,也可为液化天然气码头的建设提供科学的论证。     

层次模糊评价法在码头前沿回旋水域方案比选中的运用

为解决码头前沿回旋水域方案比选的不确定性问题,将模糊层次分析法运用到对回旋水域方案比选评价中,采用层次分析法确定回旋水域方案各评价指标的权重,建立回旋水域方案比选的模糊综合评价模型,最终给出各方案的优劣顺序.以广东珠海LNG项目一期工程船舶靠离泊操纵回旋水域为例进行分析验证,其结果较为满意.     

嵌入式系统的船舶操纵模拟器设计

传统船舶操纵模拟器,存在随动舵灵敏性差、数码管显示图像像素低等弊端。为有效解决上述问题,设计基于嵌入式系统的船舶操纵模拟器。通过模拟器硬件整体架构设计、船舶操纵信号采集模块设计,完成新型船舶操纵模拟器的硬件设计。通过嵌入式系统固件程序设计、模拟器上机位通信软件设计、通信协议设计,完成新型船舶操纵模拟器的软件设计。设计对比实验结果表明,与传统船舶操纵模拟器相比,新型模拟器大幅增强随动舵灵敏性,且数码管所显示图像的像素,也得到一定程度的提升。     

大型船舶操纵指数的最优选取仿真研究

为了提高大型船舶操纵控制性能,需要对大型船舶操纵指数进行最优化选取设计,提出基于自适应反馈融合和姿态参量跟踪识别的大型船舶操纵指数的最优选取模型。构建大型船舶操纵的动态方程,结合运动力学模型进行船舶操控的控制约束参量分析,建立大型船舶操纵的指数分析模型,采用姿态稳态校正方法进行操纵指数的反馈融合,实现姿态参量跟踪识别,完成操纵指数的最优选取。仿真结果表明,采用该方法进行大型船舶操纵指数选取的优化性较强,提高了船舶操纵控制能力,船舶的航行姿态得到有效控制,输出平稳性较好。     

船舶操纵模拟器及其在港航设计论证上的应用研究与设计

从船舶操纵模拟器的研究现状入手,分析了船舶操纵模拟器在港航设计论证上的应用前景与现状及港航设计论证的内容和目的,在此基础上提出了基于港航设计论证的船舶操纵模拟器的设计方案。     

陀螺效应对船舶推进轴系回旋振动的影响

本文将陀螺效应应用到船舶推进轴系的回旋振动计算中,在轴系回旋振动几何模型的基础上建立有、无陀螺效应的计算模型,并给出轴系回旋振动时的临界转速。文章选取5艘已设计完成的船舶推进轴系为实例,采用两种计算模型分析各自的回旋振动临界转速。结果表明,陀螺效应提高了船舶推进轴系回旋振动的临界转速,为设计过程中精确确定轴系的转速禁区给出了依据。     

船舶操纵模拟器在上海LNG接收站码头方案选择中的应用

此文分析了国内外船舶操纵模拟器在港航设计论证上的应用现状,并结合上海液化天然气(LNG)接收站项目工程码头方案选择的实例,探讨了运用船舶操纵模拟器进行港航设计论证的方法和步骤,总结了模拟研究的流程,对科研人员更好地应用船舶操纵模拟器进行港航设计论证具有一定的指导意义.     

航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法

传统的全驱动船舶操纵系统防撞控制效果差,发生碰撞次数较多,为此设计一种航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法。利用船舶操纵性的网络分析模型充分分析船舶航行中的干扰项,分别建立动力学模型以及运动模型,并设定船舶操纵系统防撞控制目标,以此实现航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制。实验证明,此次设计的航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法比传统方法控制后的发生碰撞次数少,证明了此次设计方法的有效性,具备实际应用意义。     

船舶操纵模拟器的内河船员驾驶实际操作考试模块设计

针对目前基于船舶操纵模拟器的内河船舶驾驶实际操作考试,根据2011年《中华人民共和国内河船舶船员实际操作考试办法》,分析了运用船舶操纵模拟器在内河驾驶实操考试中的考试模块设计的必要性,提出了基于船舶操纵模拟器的内河船员驾驶实操考试模块设计的主要思路。     

基于GO-贝叶斯方法的自主船舶操纵系统可靠性分析

船舶操纵系统是自主船舶的重要组成部分，其可靠性直接关系到船舶的安全作业。论文以自主船舶操纵系统为研究对象，将GO法与贝叶斯法相结合建立可靠性分析模型。通过定量推理方法确认该系统的薄弱环节是燃料供给系统和冷却系统，并对软、硬件的共因失效进行了分析。还对操纵系统设备和失效数据区间进行了敏感性分析。分析结果可为船舶操纵系统的冗余设计提供依据，以提高自主船舶的可靠度。     

基于计算机视觉的船舶操纵受扰力预测模型

常规船舶操纵受扰力预测模型在高海况预测数据幅值较大的情况下,预测过程引入的误差较大,因此设计一种基于计算机视觉的船舶操纵受扰力预测模型。首先分析船舶水上受力,得到不同坐标系下船舶自由度向量,在一定假设条件下得到船舶受力方程,了解船舶的受力情况后对基于计算机视觉的船舶航行图像的质量进行处理,填充连通图像区域,完成图像形态学处理,提取出与船舶操纵受扰力相关的图像兴趣区域,结合船舶自身的特性,完成船舶操纵受扰力的预测。仿真实验的结果表明,设计的预测模型在高海况不同船舶航行速度下,预测误差均小于常规模型,验证了设计模型的准确度。     

东非某港改扩建工程狭窄港池布置特点

以东非某港改扩建工程为例,阐述狭窄港池中水域平面尺度的设计方法,包括兼顾航行通道功能的港池宽度、回旋水域直径、口门宽度等。对国内外相关规范关于水域平面尺度的计算方法进行对比研究,结合经验确定水域平面尺度的初步设计方案,并开展船舶操纵模拟试验对设计方案的合理性进行验证。结果表明,本工程的水域尺度布置合理,能够满足船舶通航及靠离泊要求,并有效减少疏浚量、控制工程投资。     

洋山深水港船舶航行模拟研究的船型研究

在洋山深水港区一期工程的初步设计过程中，涉及到航道宽度、航道水深、回旋水域等基本数据的确定。笔者采用船舶操纵模拟器进行航行模拟研究，根据洋山深水港设计规划和集装箱船舶的发展趋势，通过研究、分析、比较，选择最合适的船型，尤其是船舶主尺度和船舶吃水等基本数据，为洋山深水港区一期工程的初步设计提供科学的依据。     

船舶操纵数学模型在港口航道设计中的应用

本文介绍了船舶操纵数学模型的组成,并对其在港口、航道设计中应用的典型列车进行了介绍,指出了船舶操纵数学模型的进一步发展方向和它在港口、航道设计中的应用前景。     

海港水域强潮流影响船舶作业条件和总平面布置

详细论述了强潮流对大型船舶出入港口水域航行、靠离泊和操船作业的影响，就强潮流流速作用下，进出港航道设计、防波堤口门设计、船舶制动水域、船舶回旋水域、船舶靠离泊以及系泊作业条件和有关总平面 布置问题提出探讨性意见。同时，在研究了船舶运动机理，分析总结了国内外各种船舶实验资料的基础上提出了计算船舶在码头前水域制动距离的概化公式以及在强潮流条件下计算港池回旋水域的概化公式。     

上海罗泾港区二期水中转港池口门宽度模拟试验研究

港池口门宽度取决于进出口船舶大小、船舶操纵性能以及风浪流等对船舶航行的影响程度。文中针对罗泾港区港池布置方案、设计代表船型、风浪流条件,运用船舶操纵模拟器进行模拟试验研究。通过大量的模拟试验,分析了风浪流对船舶操纵的影响,确定了港池口门的合理宽度为300 m。经码头建成以来船舶进出和靠泊检验,证明目前港池口门宽度是合适的。     

船舶操纵模拟器视景仿真系统构架设计

根据船舶操纵模拟器功能实现的实际需要,本文提出一种7通道270°宽视场角环幕投影构架方案。基于视景仿真系统的建设目标,完成了硬件构架和软件构建的设计。并通过船舶操纵模拟器试验室空间的实际大小,完成构架方案的空间布局设计,并对布局设计进行光路效果分析。结果表明,所提出的视景系统构架方案能够满足船舶操纵模拟器真实沉浸感的要求。