船舶操纵运动仿真研究

为了利用船舶操纵模拟器进行航海教育培训,以及在船舶设计阶段预报船舶操纵性,建立四自由度船舶操纵运动数学模型以及作用于船体的作用力(矩)计算公式,运用unity开发工具,结合某型船舶数据方便快捷的编制船舶操纵运动三维数值仿真程序。通过船舶变速性能、旋回性能和Z形实验等较为完整的船舶操纵性能数值仿真试验,得到了试验数据,并和该船的实船试验数据以及相关文献的数据进行比对,吻合较好。仿真结果表明:本文的方法是可行的,计算结果是可信的。     

基于人工神经网络的船舶操纵运动仿真

介绍船舶操纵运动仿真的发展概况、现有成果及人工神经网络的基本理论,探讨将神经网络应用于船舶操纵运动仿真领域,构造一种网络结构和训练方法完成船舶操纵指令与船舶运动态势参数映射的可行性,并构建基于典型BP神经网络模型的操纵运动仿真系统。     

基于虚拟现实的船舶操纵运动仿真系统研究

利用MMG操纵运动数学模型计算船舶的操纵运动，应用OpenGL和3Dmax技术，开发了船舶操纵运动的三维可视化仿真系统，通过输入船舶主尺度，实现了具有真实感的、随时间变化的船舶操纵运动实时动态仿真，取得了良好的效果。     

船舶操纵性能仿真教学方案探究

分析基于STCW公约马尼拉修正案最新要求下的船舶操纵性能仿真教学的迫切性,以模拟器为平台对船舶操纵性能仿真教学展开深入的研究,提出船舶操纵性能仿真教学总体构想。     

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。     

基于Unity的船舶操纵运动仿真

使用3DS Max建立船舶三维模型,将其数据文件导入到Unity。为了使模型能够模拟船舶操纵运动,需要添加刚体组件,使之受到力和力矩的作用,因此,需要将船舶操纵运动数学模型进行处理以便于调用刚体组件的成员函数AddRelativeForce和AddRelativeTorque。无需编写实际代码,通过添加碰撞体组件并设置物理材质,就能模拟船舶与其它物体之间的碰撞,避免出现船舶穿过其它物体以及冲上码头或者岸滩的现象。使用Unity自带的资源包,就能方便的生成地形、天空和水面等仿真环境。运用本文的方法,编制了船舶操纵运动仿真程序,进行了船舶操纵性仿真试验,得到了试验数据,为船舶操纵的教学训练和科学研究提供了有效手段。     

船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测研究

建立船舶操纵运动数学模型,计算确定相邻的岸线线段和船舶轮廓线线段之间的凹凸关系,提出船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测算法,并对检测到的碰岸情况进行时间步长调整。编制了计算程序,对于船舶轮廓线端点位于岸线内侧和岸线端点位于船舶内部两种船舶碰岸情况进行了碰岸检测仿真试验,试验结果良好,很好地避免了在船舶操纵运动仿真中出现船舶冲上码头或者岸滩的现象。     

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。     

基于船舶操纵模拟器的船舶通航安全评估

简要论述通航安全评估工作中的船舶操纵模拟器运用、船舶运动数学模型的建立、电子海图和码头CAD数据转换及叠加、虚拟通航环境生成、评估仿真模拟试验方案的设计与实施以及船舶航迹带生成系统等关键技术问题,并运用大型船舶操纵模拟器和船舶航迹带生成系统,对天津港南-泊位30万吨油轮减载的航行安全问题进行仿真模拟,对仿真结果进行分析评价.     

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。     

港内拖轮协助操船仿真数学模型的研究

本文为研制高精度、多功能的船舶操纵模拟器和进行船舶操纵安全评价的需要，首次提出了拖轮流体动力和拖轮Ｚ型导管螺旋桨四象限推力系数的实用估算方程。在此基础上，建立了港内拖轮协助操船仿真的数学模型。最后介绍了在港口引航实践中的两个仿真应用例。     

船舶模拟器驾驶台仿真系统研究

本文以用于三峡船闸运行过程仿真的船舶模拟器为背景,介绍了船舶模拟驾驶台的结构及设计方案,以内河航运船舶为对象构成了驾驶台半实物仿真系统,建立了主机、舵机数学模型,对模拟驾驶台的结构,仿真方法作了详尽的研究。     

深水铺管起重船驾驶模拟系统设计与实现

基于实时仿真软件Vega Prime和仪表仿真软件GL Studio开发深水铺管起重船驾驶模拟系统,通过分析深水铺管起重船驾驶特点,对驾驶模拟系统进行了总体及分系统功能设计,建立了风浪中船舶运动数学模型,逼真模拟深水铺管起重船驾控设备仪表和航行环境,实现了船舶驾驶模拟训练功能,达到了深水铺管起重船驾驶人员的桌面级驾驶培训要求。     

基于神经——模糊控制的船舶操纵系统研究

本文针对船舶操纵这种非线性、时变参数控制对象，提出了一种采用神经—模糊控制的方案，给出了神经—模糊控制器的基本设计方法。仿真结果表明，这种控制器与一般自适应模糊控制器相比，船舶操纵系统的性能有明显提高。     

船舶主机转速信号采集与无线传输模拟系统的设计

船舶主机转速信息是反映船舶工作性能的主要参数之一,也是轮机技术人员监视主机工况的关键信息。本研究介绍了船舶信号采集与无线传输模拟系统的设计过程,及其所运用的各部件的功能和原理,通过设计模拟电路实现了船舶转速信号采集的自动化、无线化,并预测了未来船舶主机检测趋势。在一定的范围内,可以替代现有的转速显示设备或者作为备用设备,并节约了大量的工程和技术成本,实现了远程多种端口对船舶转速实时检测的显示。     

论船舶保安计划的实施

探讨了船舶保安计划(SSP)实施的重要性，船舶保安计划在实施中的工作重点、实施方法和可能存在的问题，并对此提出了实施建议。旨在帮助船舶保安员在新的国际规则实施后能正确处理船舶保安活动中出现的新问题，以确保船舶保安计划(SSP)在船上得到具体有效的实施。     

高强度钢缓冲型船艏研究

在船舶碰撞事故中，一般船侧的破损程度比船艏大，从环境保护的全局意识及降低整体经济损失的角度出发，应该在保证船艏结构在能够承受常规载荷的前提下适当地减小其纵向刚度，使其在撞击船侧时导致船侧破损的可能性降低。笔者从损伤形态，碰撞力，碰撞力密度和能量吸收等方面对采用高强度钢的缓冲船艏进行研究，发现船艏结构采用高强度钢在等强度的条件下，可减少结构的板厚和船艏结构的临界压溃载荷，从而降低对被撞船舶侧结构的破坏。     

超大型油船双壳舷侧结构的碰撞性能研究

应用非线性有限元数值仿真方法研究了超大型油船双壳舷侧结构的碰撞性能，分析了各个构件的损伤模式和吸能特性，获得了碰撞力，能量吸收和损伤变形的时序结果，并给出具有指导意义的一般性结论。     

基于VDR回放数据的船舶碰撞过程仿真系统的设计

应用开发船用航行数据记录仪(VDR)，在将其作为新数据源的基础上，提出了一种基于VDR回放数据的船舶碰撞过程仿真系统的设计方案，并对系统的结构和所采用的主要技术进行了详细的介绍。     

Impact scenario models for probabilistic risk-based design for ship–ship collision

A number of authors have proposed probabilistic risk based ship design for ship–ship collision, conditional to the local trading area of a vessel. The probability of collision and consequences are determined based on the traffic conditions in which a vessel is expected to operate. This paper investigates the adequacy of currently available models for impact scenarios, i.e. models linking the traffic conditions to the conditions at the moment of collision. An exploratory statistical model is presented to establish such a link. A probabilistic risk based design case study is performed for a fleet of RoPax vessels trading on a specified route in the Gulf of Finland. The available impact scenario models from the literature are compared with the developed probabilistic evasive maneuvering model. The results show that the impact scenario models have a very significant influence to the calculated hull breach probabilities. No well-justified impact scenario models are presently available and also the presented probabilistic evasive maneuvering model is burdened with uncertainty. Hence, to move toward a probabilistic risk based ship design paradigm for ship–ship collision in a local trading area, more focus and research is needed to establish a credible link.