利用长江在航营运船舶终端数据的测深技术方案*

航道水深是表征航道条件、开展航道维护决策、指导船舶航行最重要的航道尺度指标。针对日益增长的航道条件动态监测、航道信息服务需求,在现有航道水深测量、航道水位改正的基础上,充分利用长江电子航道图船舶终端系统的功能,探讨在航营运船舶采集的水深数据的接入、传输、存储、处理、可视化与运用等技术问题。基于长江电子航道图船舶终端,提出了利用在航营运船舶终端数据的测深技术方案,并就技术方案的实施给出了建议。该方案的实施有助于提升航道水深的监测能力、拓展航道水深信息来源、降低航道水深信息采集成本、提高航道水深信息服务的时效性。     

海港航道船舶航速控制标准量化方法

为协同提升海港航道通航安全与通航效率,运用船舶漂移计算方法、富余水深计算方法和跟驰理论提出一种海港船舶航速控制标准量化方法。根据航道水深的垂向约束,考虑船舶航行时的富余水深,建立基于船舶下沉量的最大控制航速计算模型;根据航道宽度的横向制约,分别考虑单、双线航道的通航模式,建立基于风流漂移量的最小控制航速计算模型;根据船舶纵向安全间距需求,考虑最大和最小控制航速计算模型,提出基于跟驰理论模型的航速控制范围确定方法;应用天津港主航道数据对提出的方法进行案例分析。结果表明：海港航道航速控制标准取决于船舶类型、船舶吨级等要素,不同航段宜采取不同的航速控制标准。该研究对于海港航道船舶航速控制标准的确定有一定的应用价值。     

基于GPRS网络的浮标水深远程监测系统研究

基于GPRS网络的浮标水深远程监测系统包含一个监控中心和多个现场处理单元。数据经过定时采集、处理后,发送到与之相连的DTU,DTU将数据传输到岸基监控中心。监控中心选用TCP/IP协议接收DTU发送的实时航道水深和坐标数据并显示在地图上。系统的实现可减轻航道管理部门劳动强度,提高工作效率,降低生产成本,提升航道维护质量。     

基于单波束声呐的航道水深测量无人船设计与应用

针对航道水深检测需求,设计了一种基于单波束声呐的实时在线航道水深测量无人船。采用差分GPS和姿态仪采集船舶位置与姿态,自主控制船舶抵达测量点。通过阈值法对单波束声呐图像进行处理,得到航道水深。本套测量系统具有误差小、效率高、测量实时性好的优点。实验结果表明,设计的无人船水深测量系统运行稳定,方便安装,测量精度高,人机交互界面良好,能够准确地传送数据,具有较高的应用价值。     

内河无人航道测量船系统设计*

针对内河传统测量船受人力、物力、时间、吃水等因素的制约而导致的航道信息时效性受限以及浅水区域无法测量等问题,设计了一种用于基于无人船的内河航道信息测量系统。该系统搭载数字测深仪、RTK 、GPS、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）等设备,利用船舶无人驾驶技术实现航道水深、流速的自动测量,并通过无线传输网络将测量数据实时传送至测量中心,无人航道测量船的应用是未来内河航道测量智能化的重要尝试。     

基于在航船舶动态信息的长江航道要素感知方法综述

针对长江航运对长江航道要素信息服务内容、时效性、可靠性需求,结合长江航道要素种类多及演变复杂的特点,为克服基于专业移动测量的数字化采集方法在测绘频率上的不足、基于物联网的固定点数字化感知方法在空间感知上的不足,提出基于航船舶动态信息的长江航道要素感知方法,并从多传感器集成、多源信息质量评估、多源数据融合3个方面剖析新方法涉及的关键技术。重建航道外场终端设备感知、航道测量、在航船舶感知三结合的航道要素综合感知体系,对拓展航道信息生产来源、增进在航船舶船岸交互、提升对受自然演变及人类活动双重影响的非渠化内河航道的感知能力、全面改善航道综合信息服务的品质具有重要意义。     

长江中游航道测量水深数据处理方法初探

长江航道测量已经完全采用GPS配合数据式测深仪实现水深和平面定位数据的采集,但如何在基本比例尺下提高水深测量精度,科学宏观掌握航道基本特征,更好地为航道维护管理服务,提高航道维护管理的科学性和预见性成为重要的内容。本文从水深数据处理方式改进上入手,分析了传统处理与新的处理方法的异同,提出了初步的解决方案。     

基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统

为确保船舶电气设备稳定运行,设计基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统,提升自动控制效果。利用模拟量输入模块采集船舶电气设备信息,经由模拟扩展子模块处理后传输至处理器模块内;通过数字量输入模块采集船舶电力设备开关状态的数字信号,经由开关信号检测电路处理后,传输至处理器模块内;处理器模块采用中央处理器预处理采集的设备信息与开关状态数字信号;PID径向基函数神经网络控制器,依据预处理后的设备信息与开关状态数字信号,输出船舶电气设备自动控制量;数字量输出模块依据设备控制量,经由驱动电路与开关阀驱动电路,自动控制船舶电气设备及其开关状态;利用触摸显示模块呈现船舶电气设备自动控制结果。实验证明,该系统可有效采集船舶电气设备信息,自动控制效果较优且无超调情况,具备较好的人机交互功能。     

多功能智能测流航标的研制与应用

专门研制的多功能智能测流浮标,运用标准横流标(浮标)为载体,配置集成专用多普勒流速仪、超声波水位器、风速风向传感器、卫星定位器、数据信息智能处理器等设备与专用管理系统,有效解决内河航道重要河段、河口的水位、水深、流速、流向、能见度、风速、风向等与船舶航行有关的实时动态要素的智能采集与传输等技术问题,实现内河航道要素船岸智能感知,引导船舶安全航行。     

上海市内河闸控航道冲淤状态及成因分析

为维持上海市内河航道的通航能力,及时掌握内河闸控航道泥沙冲淤发展状态,基于2021—2023年上海市内河航道水深地形检测数据,利用Civil 3D软件建立模型,采用断面比较法计算上海市内河闸控航道的回淤强度,并对航道冲淤形成原因进行分析。结果表明：已完成整治的闸控航道基本为淤积状态;对于以往进行过养护的闸控航道,养护年份距今较近的航道回淤强度普遍大于养护年份距今较远的航道;多年未进行过养护的闸控航道大部分为淤积或冲淤平衡状态。为确保船舶通行安全,结合闸控航道冲淤状态提出建议：对于冲淤严重及规律不一致的航道应加强监测,及时掌握航道水深的变化情况;引入新的测量技术,提高航道检测成果的准确度,使检测数据更加贴合航道实际情况,从而更好反映航道的冲淤变化规律。     

长江电子航道图可航水域动态计算模型研究*

基于长江电子航道图系统,研究可航水域动态计算的数学模型及算法,使其能够根据用户指定的船舶吃水需求,结合实时或预测水位,计算并更新可航水深范围,以辅助船舶驾驶员确定可航水域并选择合理航线。该研究的关键在于,如何基于航道水深数据特征选取合适的水深数据动态插值算法、TIN模型生成算法、等深线追踪算法、等深线光滑算法等。最后,依托ArcGIS的二次开发功能和空间分析工具,完成电子航道图可航水域动态计算工具集的研制。     

长江口北槽12.5 m深水航道边坡自然水深利用标准研究

针对长江口深水航道大型船舶交会需求的增加所带来的通航需求与深水航道宽度资源之间日益突出的矛盾，开展深水航道边坡自然水深利用标准研究，基于尽可能减少对航道维护的影响和利用自然现状水深的原则，采用实测资料统计分析与理论计算的方法，提出边坡自然水深利用宽度、深度和区段，为相关部门开展实船试验及保障措施研究提供依据，并在边坡自然水深利用总体方案中得到充分应用。     

潮位推算技术在盘锦长航道水深测量中的应用

针对盘锦长航道水深测量中的潮位控制问题，通过对潮汐理论进行研究，根据盘锦航道具体情况，采用基于潮汐调和分析的潮位推算技术，建立潮位推算模型，对海上长距离航道进行潮位控制。通过海上定点实测潮位、推算潮位数据比对及不同时间段航道沿线水下地形测量数据比对得出，2种方法得到的数据资料均满足相关规范要求，充分表明基于潮汐调和分析的潮位推算技术准确可靠，能够满足水深测量精度需要，可以在同类型的长航道水深测量中应用。     

40万t船舶乘潮进董家口港水深适应性

以董家口港为目标水域,计算40万t船舶抵港最大吃水,考虑航道较长、分段较多等特点,充分运用乘潮条件和潮汐规律,提出针对超大型船舶的富余水深应用方法。运用该方法分析航道水深、乘潮条件、船舶吃水和富余水深之间的关系,判定航道水深的适应性,提炼航速控制的边界值。应用结果表明:富余水深按照《海港总体设计规范》取值,航速控制在设定的范围内,董家口港航道水深适应40万t船舶满载乘潮进港。     

航道维护保障系统

为了提高航道管理水平,开发航道维护保障系统。从航道水深测量数据的积累入手,通过软件建立航道二维模型和三维模型,并进行多维显示,快速反映出航道淤积要素,包括淤积位置、淤积范围和淤积方量等。根据水深及淤积量进行多层次报警;根据多次水深测量数据,通过时间序列方法推算一定时间间隔的淤积量。以上海外高桥航道为例,对航道维护保障系统界面进行展示。     

长江上游九龙滩航道整治方案及效果分析*

船舶吨位提高、大型港口作业区发展需要提升长江上游九龙坡—朝天门河段航道等级。为满足这一需求,通过物理模型试验研究九龙滩航道整治方案,使该河段航道尺度由Ⅲ级（2.7 m×50 m×560 m,水深×航宽×弯曲半径）提升为Ⅰ级（3.5 m×150 m×1 000 m）。分析工程实施后的效果得出：1）九龙滩滩段整治后航道尺度满足设计要求,航道条件趋近一般航道,航宽足以正常会让船舶。2）彻底解决了九龙滩滩段弯曲、狭窄、水流急的状况,水流由以前的泡漩状态改善为现在的稳流状态。3）船舶明显更易控制,通过弯道更加安全。     

船舶主要动力设备能效模型与仿真分析

根据船、机、桨关系,以船舶动力装置的能量传递为基础,基于Matlab/Simulink仿真平台建立主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象,根据船体与主机参数,利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装油耗仪等传感器,采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据,并计算了主机的实际能效。针对实船采集的数据,分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型,计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效,比较分析了实测数据与仿真结果,并对模型进行了验证。本文研究对于提升船舶的营运能效指数具有实际指导意义。     

基于云计算平台的船舶航行数据实时快速采集系统设计

为给船舶航行控制、运维等提供数据,设计基于云计算平台的船舶航行数据实时快速采集系统。该系统数据源模块利用数据采集装置采集船舶实时航行数据,通过接收机和广播信号将其传输到DDN网络模块内,该网络模块通过路由器、交换机等将船舶航行数据传输到服务模块内,该模块通过采集服务和其他服务内的单元执行数据采集、数据异常分析、告警以及采集远程控制等功能,并将数据采集、分析等结果传输到应用模块内,应用模块通过数据实时显示、数据查询等单元为用户提供数据采集与分析等结果。实验表明,该系统采集船舶航行数据较为精准,且采集数据的实时性较好。     

喀麦隆杜阿拉港航道环境简介

<正>0引言喀麦隆杜阿拉港进口航道由于电子海图偏差、航道灯浮常年移位、航道水深回淤严重等因素的制约,经常出现船舶进出港航行偏离航道而搁浅,对进出杜阿拉港船舶造成很大困扰。笔者采用常年在此施工的疏浚船舶和测量部门的统计数据,介绍该港进口航道环境,为进出杜阿拉港船舶提供精确、翔实的航道环境信息,保障船舶航行安全。     

虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真

为使驾驶员能够识别出航道存在的危险,确保船舶航行安全,研究虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真方法。在虚拟环境下,基于船舶航道高程信息,利用连续极小泛函序列方法获取船舶航行航道等距网格数据,利用对象图像渲染引擎处理航道网格数据,得到航道地形模型。利用Solid Works软件,通过创建基准面、生成船舶船体型线以及构建船体曲面模型等过程生成船舶三维模型。根据生成的航道地形模型与船体模型,提出适用于三维空间路径规划的空间分层路径规划方法,通过逆向逐步搜索路径过程得到船舶安全航行路径规划结果。实验结果显示,该方法生成的航道地形与船体模型较为完善,路径规划过程中能够有效躲避固定障碍物与移动障碍物,既保障船舶航行安全性又确保航程最短。