船舶在海浪下的运动模型分析与舰船运动模拟平台的设计

海上航行环境恶劣,海浪干扰使船舶的摇荡运动不断加剧,从而威胁船舶的航行安全。因此,研究船舶在海浪下的运动模型和设计船舶控制系统对提高船舶航行的稳定性及安全性具有极为重要的意义。本文将通过建模的方式模拟实际船舶,研究船舶对海浪的响应,并且基于此设计船舶的运动模拟平台。     

模糊自适应PID算法在导航中的应用

目前,能源价格提升且航道上船舶密度不断增大,急需提高船舶操作的精确度,以达到节约能源和安全航行的目的。本文分析船舶航行时的数学模型及PID控制器在船舶航行中的应用,综合分析船舶航行环境,最后设计出一种船舶航向PID控制器。     

船舶在航行过渡区的危险性评价方法研究

在最近对船舶航行危险性研究成果的基础上,根据船舶所处的不同航行水域而面临的航行危险性程度不同的特点,首次提出了“航行过渡区”概念。并应用模糊集理论,提出船舶在“航行过渡区”的危险性评价模型。这对于航海模拟器训练和实船上的船舶航行危险性评价有重要意义。     

基于可视化编程环境的船舶航行参数优化研究

以保障船舶以既定航线航行为目的,研究基于可视化编程环境的船舶航行参数优化方法。该方法将Dynamo参数化设计平台作为船舶航行参数优化的可视化编程环境,并从船舶航行时航向控制参数和航行速度参数角度出发,分别构建船舶航行航向控制参数优化模型和船舶航行航速优化模型。分别设置2个模型的约束条件,依据约束条件求解2个模型,得到最佳船舶航向控制参数和航行速度参数。将这些参数输入到可视化编程环境Dynamo参数化设计平台内,该平台启动船舶参数驱动程序代码,通过Revit软件呈现船舶航行参数优化的可视化场景。实验表明,该方法应用后可保障船舶沿着既定航线航行,降低船舶舵角变化区间,应用效果较好。     

数据驱动的船舶异常行为识别方法

为对不同环境影响因素下的船舶异常行为进行有效识别,提出一种综合考虑船舶位置和船舶航行状态的多角度船舶异常行为识别方法。将船舶航行状态分为停留、直行和转向等3类,对网格化水域内的船舶航行状态进行统计,获得船舶正常航行状态的区域分布情况;利用核密度估计算法对船舶位置特征进行提取,获得正常航行位置的区域分布;利用正常船舶航行状态和船舶位置分布情况对船舶异常行为进行识别。选取曹妃甸水域的船舶轨迹数据,用以验证异常行为识别模型的检验效果。试验结果表明：船舶位置异常识别取决于阈值的设定,宽松的阈值识别的异常位置包含船舶较少的航线轨迹,严格的阈值识别的异常位置反映船舶的危险行为;在船舶航行状态异常识别中,该方法可以对航向大幅度波动和航速剧烈变化的船舶异常航行行为状态进行有效的识别。     

广西辖区近年水上交通事故统计分析

水上交通运输历来是个高风险的行业，尽管当代高科技已在船舶工程和航海上大量应用，但随着运输业的不断发展，船舶数量不断增多，敛使航行密度不断增大，航行环境不断恶化；船舶日趋大型化、专业化，航速不断提高，船舶发生事故的风险难以降低，水上交通事故形势依然严峻。2001～2005年，广西辖区共发生水上交通事故243起（其中重大事故52起、触礁事故92起），     

船舶承租人与船舶所有人关注气象导航的不同价值取向

为掌握船舶航行的经济性和安全性,通过分析和实例解读,发现船舶承租人与船舶所有人关注气象导航的不同价值取向:船舶承租人关心船舶经济效益,船舶所有人关心船舶航行安全.为避免双方因《气象导航报告》发生争议,建议船舶所有人适时聘用气象导航服务.     

船舶自动识别系统在海事管理中的拓展应用

当前,随着全球港口航运业的快速发展,船舶呈大型化、专业化、高速化和智能化的发展趋势,船舶航行对助航设施的依赖程度加大,对海上安全保障的需求不断提高。要提高船舶航行安全,将事故发生概率降至最低,以防止船舶对海洋造成污染,     

3DMAX的船舶航行图像优化研究

为解决传统船舶航行图像处理技术中存在的问题,本文将3DMAX技术应用于船舶航行图像的优化。首先对船舶航行图像进行译码,然后利用3DMAX技术对其进行船舶航行转换。通过对其展开去雾降噪等处理,从而获得船舶航行最为理想的图像,实现3DMAX技术与船舶航行的完美结合。     

基于最小二乘算法的船舶航行轨迹控制研究

为保证船舶一直按照既定的轨迹航行,避免发生碰撞事故,进行船舶航行轨迹控制具有重要的现实意义。为此,基于最小二乘算法进行船舶航行轨迹控制方法研究。该研究前一部分获取AIS系统中的船舶航行实时数据,得到船舶航行位置,后一部分利用最小二乘算法,并结合前一部分获取的数据,预测船舶航行角度和方向,控制船舶航行。结果表明:1)整体来看,实际航行轨迹线路与预期航行轨迹线路之间的拟合优度为0.984 7,比较靠近1,说明船舶航行实际轨迹符合预期。2)局部来看,通过对比10个不同节点处的航行速度和航行方向,误差比较小,说明所研究方法的航行轨迹控制效果较好。     

基于航行数据的船舶航行油耗模型建立方法

准确评估船舶的能效表现是研究船舶性能、优化船舶能效的基础。为准确评估船舶航行状态对船舶航行油耗的影响和船舶的能效表现,以某超大型散货船为研究对象,基于船舶智能能效综合管理系统获取大量船舶航行数据,通过数据处理和特征工程找出影响船舶航行油耗的因素,采用人工神经网络建立船舶航行油耗模型。采用该模型预估船舶在一段航程中的总油耗量,验证该模型在评估船舶航行状态对船舶航行油耗的影响方面的有效性。此外,采用该模型对航程和转速进行优化,验证该模型对能效优化的可行性。     

关于部分沿海航行船舶安装船载自动识别系统的通知

为加强沿海航行船舶安全管理．提高船舶安全航行的技术条件．改善沿海通航秩序．经研究．决定部分沿海航行船舶安装船载自动识别系统（AIS）现将有关要求通知如下．     

自适应控制技术在船舶编队中的应用与实现

在海洋上航行的船舶越来越多,尤其在狭小航道中,船舶的有序编队航行尤为重要。为应对这种发展要求,需要解决船舶编队航行中遇到的通讯控制难题。本文探讨船舶编队航行的特点,并建立相应的船舶动态航行模型。利用神经网络算法,建立具有自适应控制能力的船舶编队控制模型。通过对动态非线性航行的仿真和分析,本文提出的自适应控制技术能够满足船舶编队航行的运动控制要求,在船舶跟随和扰动响应上性能优越,具有良好的市场应用价值。     

AM1806在船舶导航系统中的应用

船舶导航系统是船舶航行过程中不可或缺的辅助设备。随着贸易的国际化程度不断加深,航运业得到快速发展,同时,对船舶导航系统的稳定性、实时性等方面提出了更严格的要求。AM1806应用处理器具有成本低、外设接口丰富等特点。本文对AM1806硬件进行深入研究,设计了基于AM1806的船舶导航系统。     

船舶电站系统中直流DC变换器的仿真设计与控制研究

舰船电网的峰谷差距明显,直接增加了调峰的难度。如果发电并不稳定,周期性特征突出,难以确保并网的安全性与可靠性。特别是船舶电站系统,是确保船舶海上安全航行的主要途径。要想实现以上目标,最关键的方法就是将直流DC变换器引入到系统内,以不断优化系统的设计,不断提高系统控制的效果,为船舶海上航行提供不可或缺的电力能源。本文将直流DC变换器作为主要研究内容,重点研究了其在船舶电站系统的仿真设计原理。     

改进遗传算法的船舶航行路径规划方法

船舶航行环境十分复杂,路径规划是保证船舶智能航行的基本技术,针对当前船舶航行路径规划方法存在搜索最优路径速度慢、得到最优路径质量差等缺陷,设计了基于改进遗传算法的船舶航行路径规划方法。首先对船舶航行路径规划原理进行分析,构建船舶航行路径规划的建模环境,然后产生船舶航行路径规划的可行解,引入改进遗传算法模拟生物进化机制对船舶航行路径规划可行解进行分析,搜索到最优的船舶航行路径规划方案,最后在Matlab 2017平台上进行了船舶航行路径规划仿真测试。改进遗传算法不仅能够在有效时间内找到最优的船舶航行路径规划方案,让船舶航行路径十分安全,能够有效避开所有障碍物,而且找到船舶航行路径规划方案的迭代次数明显减少,是有一种有效的船舶航行路径规划方法。     

基于遗传算法的船舶推进系统船、机、桨匹配云平台设计

随着海上运输业的蓬勃发展,船舶的航行速度、吨位和功率不断增长,船机桨匹配越来越受到造船业的重视。船机桨之间的完美匹配有利于提高推进系统的功率和航行速度,降低船舶油耗,增加航行时间。本文在分析船舶航行过程中船体阻力特性和螺旋桨推进特性的基础上,设计船机桨匹配设计方案,建立合适的目标函数,并利用遗传算法进行船机桨参数优化计算。实验结果表明,遗传算法计算精度高,收敛速度快。     

船舶海上航行路径三维虚拟系统设计

传统的船舶海上航行路径三维虚拟系统存在着虚拟清晰度低的缺陷,为此提出船舶海上航行路径三维虚拟系统设计。船舶海上航行路径三维虚拟系统硬件设计包括船舶海上航行路径数据信息采集单元、三维虚拟设备单元与通信单元,软件设计包括三维虚拟场景设计、船舶海上航行路径数据信息库设计与船舶海上航行路径三维虚拟设计,通过硬件与软件设计实现了船舶海上航行路径三维虚拟系统的运行。通过实验得到,设计的船舶海上航行路径三维虚拟系统虚拟清晰度比传统系统高出28%,说明设计的船舶海上航行路径三维虚拟系统虚拟效果更好。     

自适应模糊控制在船舶定位中的设计与实现

对船舶进行定位对于保证船舶按照预期航向航行非常重要,不仅能够保证船舶安全航行,还有利于降低航行成本。本文将自适应模糊控制用于船舶定位,在实现的过程中首先阐述船舶操舵系统,并对系统的组成进行说明,然后基于模糊理论设计模糊控制规则,最后将本文的设计方法用于船舶的实测。实验结果说明,本文算法鲁棒性强,调节时间短,有较好的自适应性。     

船舶直线航行控制技术综述

直线航行是船舶运行的重要形式之一，对于降低船舶运营成本，提高船舶航行效率、缩短航行时间具有重要的意义。然而，在实际航行中，直线航行会受到诸多因素的限制。首先，船舶的航迹模型具有较强的非线性特性，传统闭环控制策略很难处理这一复杂的系统；其次，船舶航行系统为典型的欠驱动系统，即此类系统的控制变量比控制输入的数量多，进而增大了控制器设计的难度；第三，通常情况下，船舶的运行环境较为恶劣，易受到风浪等因素（如航行中会受到风流压差角）的影响，从而导致船舶实际航迹偏离期望的航行路线。因此，设计高性能的航行控制器，保证船舶的直线航行、节约船舶运营成本具有十分重要的意义。本文主要介绍船舶航行的非线性模型和航行控制器设计中常用的理论技术，为实际中船舶航行控制器设计提供有价值的参考依据。