船舶监测网络异常节点定位技术研究

网络节点在整个船舶监测网络中占有重要地位,异常节点可以破坏船舶监测网络的正常通信,影响船舶航行轨迹,埋下安全隐患。目前网络异常节点类型愈加复杂多样,传统的Amorphous技术已经难以准确定位,在覆盖率分析和精准度上经常出现很大的误差。本文提出一种新的船舶监测网络异常节点定位技术—APIT技术,定位过程分为接收节点信息、执行APIT测试、计算重叠区域和计算质心4步。由实验结果可知,较传统技术而言,APIT技术能够检测到更多类型的异常节点,精确性更好,为船舶安全航行提供有力的技术支撑。     

基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法

针对传统的船舶海上目标远距离定位算法存在的缺点,如定位精确度低、数据处理耗时长等,提出基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。首先,基于物联网技术中的节点定位技术,针对船舶的3个自由度建立船舶运动模型;然后,确定未知节点的初始值,再与信标位置节点相结合,利用最小二乘法对定位偏差进行计算;最后,将初始值进行递归,得到未知节点坐标,至此实现基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。实验结果表明,与传统的定位算法相比,提出的定位算法的数据处理耗时最多可减少35 ms,平均定位误差减少0.58 m,其定位精确度更高,耗时更短,可以有效地实现船舶海上目标远距离定位。     

基于神经网络PID的船用甲板起重机定位作业控制系统研究

以船用甲板起重机定位作业工况的工作幅度准确调整问题为研究对象,根据船用甲板起重机倾角的变化要求,采用BP神经网络算法,在起重机电气控制系统中引入神经网络PID控制器.Matlab仿真结果分析表明,在风浪引起船体倾角变化的情况下,通过控制变幅机构和回转机构,船用甲板起重机工作幅度能随之自动调整,实现船用甲板起重机准确定位的作业要求.     

大型船舶空气尾流场特性的综合分析

大型船舶空气尾流场对飞机海上降落安全有重要的影响,研究空气尾流场特性对保障飞机安全、大型船舶海上活动有重要的意义。本文分别从数值模拟和实验2种角度综合分析大型船舶空气尾流场特性。研究中根据实际情况将甲板风风向风速差异分为9种工况条件,结果表明:甲板风风向角为-7°时空气尾流场气流扰动相对最弱,对飞机海上降落影响最小;上层建筑后部气流扰动对空气尾流场有明显的影响,而这是以往研究中忽略的因素。研究发现飞机海上降落所经过的下滑道气流场中存在气流转换区和下沉气流显著区,是飞机海上安全降落及空气尾流场防治中需重点关注的区域。     

基于北斗的海上失事飞机救援系统

文章提出基于北斗系统的海上搜救系统,包括遥感系统、声呐系统、北斗卫星定位接收子系统和综合舰桥系统。当进行搜救时,带有机载摄像头和光热传感器的飞机在海面上盘旋,机载图像处理模块实现飞机失事点的定位;飞机投下的特制浮标将水下失事目标的位置通过飞机发给指挥调控中心,指挥中心派遣搜救船只进行打捞和搜救,从而提高海上搜救时效性和效率。     

无线传感器网络基于信号到达角度的节点定位算法研究

提出了一种基于锚节点的信号到达角度值并利用节点之间的位置关系实现传感器网络中未知节点的定位算法。通过仿真实验,分析了锚节点数目、节点通信距离、测量角度误差等因素对算法的定位精度和定位覆盖率的影响。     

一种航母甲板作业快速调度算法

针对舰载机飞行作业期间,航母甲板上的各种保障作业具有高度的时间紧迫性、不确定性和动态性,研究舰载机甲板作业的优化调度问题,建立舰载机甲板作业调度问题的组合优化模型,设计求解该问题的启发式规则,将基于启发式规则获得的解作为禁忌搜索算法的初始解,通过摄动策略增强解的质量。仿真结果表明本文提出算法的有效性,且与普通TB、SA算法比,具有收敛速度快、目标函数值更优的特点。     

大型舰艇人员定位系统设计

本文介绍一种基于Zigbee无线传感网络技术进行大型舰船人员实时定位的研究。以舰船舱室、通道、战位的实际布置情况为依据,研究了人员定位系统的总体方案设计,采用RSSI测距的定位算法解算位置节点的相对坐标。测试结果表明,系统设计合理可行,能够应用在大型舰船的人员实时定位。     

基于无线传感器网络的舱室内船员位置估计算法

为保证舱室内人员的安全,提升船舶在航行过程中的管理能力,设计基于无线传感器网络的舱室内船员位置估计算法。在舱室内的固定位置放置参考节点,同时在船员身上放置定位节点,定位节点的定位请求发送给参考节点,当定位节点接收到参考节点自身坐标的信号强度时,通过接收信息强度指示定位算法测量参考节点和定位节点之间的间距,采用高斯滤波方式对测量结果进行去噪;通过三边定位算法求出定位节点具体位置,实现船舶室内船员位置估计。实验结果表明,该算法能够有效去除RSSI严重失真数据,船员实际位置估计准确,测得参考节点与定位节点之间的有效距离较长,且具有较高的穿透力和测距精度。     

基于多目标遗传算法的飞行甲板参数化设计优化方法

飞行甲板是航母总体设计的关键和难点,开展飞行甲板设计优化对提高航母的甲板布列、舰载机的出动回收能力等总体设计具有重要意义。为解决飞行甲板设计变量、评估要素众多而带来的总体设计的复杂性和多样性,提出一种全参数化的飞行甲板建模方法,并采用多目标遗传算法,建立飞行甲板多目标设计优化的数学模型和算法。研究表明:飞行甲板参数化模型可准确构建飞行甲板的外形方案,结合多目标遗传算法可有效实现飞行甲板多方案的自动评估和优化,获得多目标优化的前沿解。     

界面声波反射特性在船舶甲板装备噪声测试中的应用分析

针对船舶甲板大型装备噪声测试问题,根据声学原理论述了空气-液体、固体二类界面声波反射特性,当液体或固体横波声阻抗与空气声阻抗之比大于等于2000时,声波通过空气到液体或固体界面时,至少99.8%的声能量被反射。在此基础上,对船舶甲板大型装备噪声在陆地上与在船舶甲板上声场中声压级的差异进行了分析。     

RSSI的舰船通信网络节点定位算法

节点四边测量定位算法存在节点定位精度低的缺陷,无法满足现今舰船通信的需求,故提出RSSI的舰船通信网络节点定位算法。该算法主要划分为测距阶段、定位阶段与修正阶段,其中测距阶段基于RSSI构建测距模型,获取节点RSSI值;定位阶段以节点RSSI值为基础,通过锚节点质心初步计算节点定位坐标;修正阶段在初步定位坐标基础上补偿其误差,获取最终的节点定位坐标,从而实现舰船通信网络节点的定位。实验结果显示:在通信半径为10与20的背景下,与对比算法相比较,本文算法平均定位误差分别下降了4.44%与4.94%,充分表明本文算法节点定位精度更高。     

船舶无线传感网络节点数据的采集方法研究

通过对船舶无线传感网络节点数据,进行船舶无线传感组网设计,提高对船舶运行状态的分析和监测能力,提出一种基于量化融合跟踪和多线程总线调度的船舶无线传感网络节点数据的采集方法。进行船舶无线传感网络的路由拓扑结构设计,进行网络节点的最优分布路由控制和定位。在传感器节点优化定位算法设计的基础上,进行数据采集系统的硬件设计,采用32位数据总线进行船舶无线传感数据的高速捕获和总线传输,在FIFO RAM缓冲区采用连续脉冲冲激方法进行数据激发,将采集的数据存储在SCSI数据硬盘和局部总线中,实现数据实时调度和分析。测试结果表明,该采集方法能有效实现船舶无线传感网络节点数据的多线程多通道采集,数据检测和输出的准确性和实时性较好。     

航态对大型船舶甲板气流场的影响

在船舶气流场的研究中,对气流场涡量的研究尚不充分。针对目前尚缺乏大型船舶甲板气流场总体评估方法的现状,提出气流场涡量及涡量离散度的评估方法,并基于纳维—斯托克斯方程及FLUENT软件对大型船舶甲板气流场进行数值计算,选取气流场若干横截面,计算各截面涡量,进而得到甲板气流场涡量总体情况,对比分析大型船舶在不同横倾角度下气流场分布情况及涡量、涡量离散度的变化,综合评估大型船舶甲板飞机起降、其他甲板作业情况以及大型船舶的总体性能。     

水面舰船甲板局部静强度测试软件

在总纵强度虚拟测试系统的基础上,设计舰船甲板及平台局部结构静强度测试软件。利用XML文档与测试软件的数据库接口,将舰船测试模型数据准确导入系统,通过"载荷计算"、"甲板板强度计算"和"骨材强度计算"等流程实现基于国家军用标准的甲板局部静强度测试与验证。软件测试结果与人工校核的实船计算结果对比一致,达到了人机交互的数字化测试效果,与人工校核相比大大缩短了计算时间。     

国外民用船改装成军舰

最近几年,越来越多的国家正在把民用运输船改装成军舰。不久前,英国海军将一艘大型民用运输船A135“百眼巨人号”列入了作战编队。它现在的任务是训练海军航空兵并与其协同作战。英国海军对该船集装箱式货轮结构进行了彻底的改装:增加部分船体;装备新型水密舱壁;甲板上设置2台飞机无线电接收机;普通甲板也改建成了飞行甲板(它的长度为113米)。     

无线传感器网络电子航标节点定位算法研究

介绍了无线传感器网络电子航标节点测距定位的定位原理和算法.针对该定位算法的非线性方程组求解问题,依据UKF算法,用一个最小的样本点集来近似系统状态的分布函数.实现了当系统按实际的非线性模型演化时,对非线性函数的后验均值与方差的很好拟合.仿真结果表明,用UKF算法的节点定位估计精度在5%以内.可见,它在解决非线性机动目标跟踪问题时有比较好的跟踪性能和滤波结果.     

美国F-35舰载机与舰船平台的适配性设计分析

舰机适配性是实现飞机上舰和保障安全使用、实现舰载机高效出动回收的关键,其设计是一个在各种限制和矛盾中不断权衡取舍、并实现最优化配置的过程。本文主要分析美国F-35舰载战斗攻击机与其搭载平台(大型航母、两栖攻击舰以及带滑跃甲板的小型航母)的适配性设计考量及设计方法,为国内相关工作开展提供参考。     

一种基于RSSI的无线传感器网络的改进定位算法

在无线传感器网络的各种应用中,传感器节点必须首先知道自身的地理位置信息,才能进一步进行目标实时监测、目标跟踪等应用。目前的节点自定位算法主要分为两大类：基于距离的和与距离无关的算法。文章提出了一种基于RSSI的改进定位算法,从三角形质心定位的模型和加权质心的权重系数这两个方面分别进行了优化。最后经过Matlab仿真表明,该改进的算法比传统的RSSI算法有更小的定位误差。     

测深管贯穿甲板热点应力集中系数计算

测深管使用套管形式穿越甲板是一种常见的节点形式,套管式测深管贯穿甲板节点承受单向拉压力,使用有限元方法计算出甲板上焊趾和套管上焊趾的热点应力集中系数,同时根据挪威船级社推荐的计算公式,得到焊根处的热点应力集中系数.通过计算分析小口径测深管3处热点应力集中系数,得到整个测深管连接节点中疲劳破坏风险最大的焊缝位置,对评估使用单套管穿越甲板的小孔径管件的疲劳强度有一定的借鉴意义.