小型悬挂吊舱惯导无人船系统的设计与研究

为了进一步提高无人救生船的工作效率,鉴于当前无人船导航系统的局限性,本文设计了MEMS和卫星组合的导航系统,同时搭载小型悬挂吊舱,以实现无人救生船在复杂海洋环境的精准定位和精准转舵.还开发了远程控制界面,对无人船的航行、电量进行监控和管理,为长时间搜寻海上目标提供可靠的动力保障.最后搭建了无人救生船运动可视化仿真平台进...     

基于无人船测量技术的地铁盾构越江隧道 江底变形分析

因城市交通规划需求,地铁建设会不可避免地出现下穿江、河、湖或海等情况,给地铁施工过程中的监控量测带来了挑战。随着测量技术的发展,无人船测量技术越来越多地应用于越江隧道江底变形的监测中,然而,目前对无人船测量江底变形数据的研究较少。以杭州地铁5 号线南星桥站—江南大道站区间隧道工程为背景,对盾构穿越钱塘江时,无人船测量得到的江底变形数据进行分析,总结出盾构开挖引起的江底纵向变形规律,并统计分析江底最大变形值分布规律和基本特征,为类似工程提供参考。     

船海协同模式下桥区水域船舶安全领域研究

针对现有桥区水域船舶领域模型对船舶自身因素和海域环境因素协同性弱问题,提出船海协同模式下的桥区水域船舶安全领域,以提高其适用性.通过分析船舶自身和桥区水域环境因素对船舶领域边界的影响,得到船舶与桥区动态水域环境信息协同模式下影响船舶安全的机理;基于已有船舶领域研究,引入船海协同的概念,通过确定桥区水域内水线面以上和以下的船舶领域模型,构建船海协同模式下的桥区水域船舶安全领域模型.应用建模软件,实例仿真显示了桥区水域航行船舶的安全领域边界,验证了构建船舶安全领域模型的三维性,并具有较好的动态可适用性,可为桥区水域船舶避碰决策提供参考.     

三峡库区应急资源鲁棒优化配置研究

按照海事管辖范围划分三峡库区水域,并以国家相关规定为依据,综合考虑水域风险,分析三峡库区各水域应急资源的不确定需求.在探讨水上救助基地应急资源配置机理的基础上,以应急资源配置总损失和总时间最小为目标,构建三峡库区水上救助基地应急资源鲁棒优化配置模型.以巡逻船为例,得到各种不确定需求情形下的巡逻船配置优化方案.研究结论表明:鲁棒优化配置方案基本能实现总配置效果优化。当扰动需求总数位于中间值时,三峡库区水上救助基地巡逻船配置系统表现出较好的稳定性,此时巡逻船的机动性较强,巡逻船配置总量最低。研究成果有助于决策者的风险偏好选择,实际应用意义较强,也可为内河相似水域应急资源配置提供决策参考。     

无人救生船的结构设计与航迹优化研究

为了改善无人救生船在夜间航行的安全性问题,缩短救援所需的时间,需要提高无人船在夜间航行的适应力并对其航迹进行优化.本文提出一种考虑多种结构相互配合的新型结构无人船,同时将改进粒子群优化算法运用于航迹优化,对算法的重要参数以及易陷于局部最优的不足进行改进.仿真结果表明,与传统无人救生船搜救模型相比,本文提出的新型无人救生船结构与航迹优化方法能切实保障夜间救援的安全并减少航行时间.     

码头系靠泊智能手持终端信息显示系统关键技术

针对开敞式码头系靠泊网络化监控系统的控制需求,研发了系靠泊智能手持终端,阐述了基于Android平台的系靠泊智能手持终端信息显示系统4层体系结构、系靠泊监测数据传输方法、界面设计等关键技术.开发的智能系靠泊手持终端,可以使系泊船上操作者在系泊作业中,实时掌握缆力、护舷、系泊船等监控对象的工作状态,接收缆力调节、预警和报警等作业指令,实现缆力的及时均衡调整,为开敞式码头系靠泊网络化实时监控系统安全与高效运行提供可靠的技术支撑.     

基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。      

国内首个无人船产业基地在珠海落成

<正>日前,国内首个无人船研发测试基地——位于广东珠海的香山海洋科技港正式建成,并将于年底投入使用。据悉,该基地将成为粤港澳乃至国内海上无人系统与海洋智能装备设计、研发、试验的公共技术服务与创新孵化平台,打造智慧海洋产业创新高地。香山海洋科技港位于珠海国家高新技术产业开发区唐家湾港南、情侣北路北侧,项目占地面积3.2万     

船舶机舱监测报警仿真训练系统设计与开发

为满足轮机工程和船舶电气、船机电专业学生船舶机舱监测报警系统训练要求,设计开发了＂船舶机舱监测报警仿真训练系统＂。该系统集监测报警软件、硬件的PLC数据采集系统和传感器于一体,打破了以前开发的监测报警软件只能训练操作使用,不能显示真实数据,传感器独立,没有连入系统,学生只能学习它的工作原理,而并不知道实际工作真实情况的弊端。使用该仿真系统进行培训可以给学生以身临其境的感受,有利于他们迅速掌握船舶机舱监测报警系统的结构和管理要点,对学生将来的工作起到非常重要的促进作用。     

锂电池电力推进内河船舶主推进系统研究与设计

本文对锂电池电力推进的内河旅游观光船的主推进系统进行了研究.根据船舶航行的内河水域的特点及环境要求,分析了主推进系统的配置需求,选用锂电池组作为主推进动力电源,采用串列螺旋桨的推进形式,满足内河旅游观光船正常运营航行.     

无人清洁船水面垃圾视觉识别系统设计

为满足水面垃圾无人清洁船高效精准识别垃圾的需求,设计了一套高效视觉识别系统.在硬件上,利用OV2640摄像头采集图像并通过STM32处理图像;在软件上,利用卷积神经网络的算法训练垃圾数据集得到一个MobileNet模型,利用Canny算法提取图像边缘轮廓,通过一定范围内最大轮廓面积找到目标的最小外接矩形,并将相关识别结果标注在矩形上,标识目标在图像中所在的位置坐标,提供给机械手.实验测试结果表明,开发的垃圾识别系统目标定位精准、效率高,对推动无人清洁船的发展与创新具有重要意义.     

基于无线传感网络的CO的体积分数监测系统

将ZigBee无线传感网络技术应用到CO的体积分数监测系统,以满足恶劣环境下长时间、无人值守、多点监测、多级报警的需求。运用ZigBee技术构建自组织网络,搭建以拓扑结构为网状网的无线传感网络。采用VB编写用户界面,实现用户操作、数据信息显示等功能。详细阐述系统的总体架构、硬件设计、工作流程及试验数据分析。结果表明,该系统可靠性好、测量精度高、功耗低,可实现较大区域范围内的多点自动监测。     

基于RTK和无人艇的内河固定断面测量系统设计

为了提高固定断面测量的效率,改善目前固定断面测量存在的不足,设计了基于RT K和无人艇的内河固定断面测量系统。通过分析内河固定断面测量的特点和需求,构建了无人艇与船载端组合的固定断面测量系统,同时研究了该系统的硬件设计部分：信息采集、信息处理、信息传输。结合应用环境和无线网络技术,设计了本系统的控制逻辑架构,并阐述了系统的功能,最后展望后续的研究方向和需解决的问题。     

桥墩主动防船撞系统的研究

为确保桥梁水域桥墩安全与船舶通航安全,通过对长江水域船舶通航环境与水域安全现状以及船撞桥事故统计分析,提出开展桥墩主动防船撞系统研究的必要性。利用船舶操纵理论与船间水动力干扰相关理论,建立了船间临界失控水动力干扰模型,并据此建立了桥墩主动防船撞系统,将桥墩由被动结构防船撞转变为非结构主动防船撞,并在此基础上开发出了桥墩主动防船撞系统原型。创新之处在于,首次利用船舶操纵理论与船间水动力干扰相关理论,建立了船间临界失控水动力干扰模型,首次将桥墩的被动防撞转变为桥墩主动防撞,并开发出桥墩主动防船撞系统原型。     

自升式钻井平台冷却水系统设计和调试

Workhouse型自升式钻井平台是国外某个设计公司设计的中型钻井平台,平台结构紧凑,与钻井相关的功能齐备。在项目实际建造过程中,应业主要求改变原设计公司的设计方案,将原风冷发电机系统改成水冷系统,重新计算海水冷却系统容量和设计管路系统,解决升降实验过程中冷却系统的大容量用水需求,完成了项目需求的码头实验内容并成功交付业主。目前,Workhouse型自升式钻井平台在服务水域持续稳定地工作。     

中小型交通船耐撞性能研究

以2 200 t级交通船为研究对象,建立撞击船、被撞船以及水域有限元模型,采用附加质量法研究不同撞击位置、不同撞击角度和不同撞击速度对该船耐撞性能的影响,获得了不同方案下的运动状态以及损伤变形、碰撞速度和碰撞力等动态结构响应。所获结果可为交通船在不可避免地发生碰撞时提供操船建议,对于提高交通船的结构强度具有重要的参考意义。     

基于递阶控制的车辆防自燃系统研究

为解决车辆自燃问题,在对车辆内部环境的监测信息进行探测、分析的基础上,设计了车辆防自燃智能控制系统。系统主要包括温湿度监测、自动喷洒系统、自动报警3个子系统。温湿度检测子系统对监测区域进行温度检测和湿度检测,为后续系统提供输入条件,给驾驶员提供直观的事故图像信息;自动喷洒子系统根据车辆状态采取启动控制;自动报警子系统由车载系统、显示系统和控制中心系统联动组成,以无线通信和接口技术为基础,从而达到同时向警方和车主提供报警信息的目的。     

三体海水采样无人船最优阻力性能设计

本文以一条三体无人船为计算对象,详细说明了一种利用"叠模"法和"细长体"理论为分析手段,观察目标三体无人船在一系列不同中间片体位置和片体间距条件下的粘性阻力和兴波阻力特性,并通过计算分析,寻找粘性阻力和兴波阻力随中间片体位置、片体间距的变化规律,进而以优化设计航速时的阻力为设计目标,并最终确定中间片体设计参数最佳方案的方法.     

基于ZigBee技术的多点应变监测系统设计

针对路桥、隧道的施工与应用中的检测需求,开发了一种基于ZigBee无线通信技术的多点应变监测系统,避免了有线监测技术带来的费用昂贵、安装不便、布线繁琐等问题.该系统包括一个协调器设备、多个路由设备和终端设备.每个终端设备可以采集至少两个应变值,并将采集到的应变值通过CC2530芯片进行无线发送.路由设备起到中继的作用,接收并转发终端设备的数据到协调器设备.协调器设备再将接收到的数据通过RS232串口传输到用LabVIEW编写的电脑监测软件上进行数据的实时显示.测试结果表明,该研制的无线应变监测系统能够对应变值进行实时、无线监测,满足路桥、隧道方面的检测要求.     

基于无线传感网的桥隧坡健康监测预警系统

分析了高速公路桥梁、隧道、边坡健康状况监测预警的现状和需求,设计了一套基于无线传感网的自动监测预警系统,将孤立的桥梁、隧道、边坡安全健康监测纳入到一个统一的管理平台,使用统一的数据标准、通讯标准、软件平台,大大减少了重复投资,降低了维护费用和难度,提高了管理效率。同时,由于使用无线传感网作为现场监测设备的通讯系统,大大减少了通讯线缆的使用,降低了工程难度和投资,提高了系统的灵活性、易扩展性和易维护性。