“船舶与海洋工程专业导论”教学改革与实践

文章基于广东海洋大学船舶与海洋工程专业的实际情况,对"船舶及海洋工程专业导论"课程教学与实践进行了初步的探讨,并提出了在导论课程教学实践与改革方面的一些改进措施,对培养高素质的船舶与海洋工程专业人才具有一定的参考价值。     

基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法"

为了提高船舶强度计算精度,提出了一种基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法。在计算总纵强度时,采用常规算法计算船舶浮态初值,然后采用迭代算法计算船舶吃水、横倾角与吃水差;按照船舶肋位切割船舶外壳得到每个肋位的横剖面,采用格林公式计算每个剖面水下部分的面积,纵向积分得到浮力曲线;通过对船舶舱室STL模型的切割,离线建立每个舱室的质量分布表,用舱室实际质量分布代替梯形分布来计算船舶质量分布曲线;最后基于散货船"太行128"和"SPRING COSMOS",通过浮力与质量分布曲线计算了5种典型载况下的剪力与弯矩。计算结果表明:计算值与采用软件NAPA的设计值相比,剪力与弯矩的平均误差约为1%,最大误差为2.6%,计算误差较小,因此,船舶静水剪力与弯矩计算方法精度较高;采用浮态迭代算法只需计算出船舶任意浮态下的排水体积与浮心坐标,程序实现简单、稳定与可靠;静水剪力与弯矩计算方法适用于船舶任意浮态,通过直接切割船舶外壳计算船舶浮力曲线,弥补了常规方法只能计算船舶纵向强度的不足;通过建立舱室的质量分布表与采用舱室的实际质量分布代替传统的梯形分布,减少了计算量,提高了计算精度。     

风帆助航船舶运动模型

分析了处于复杂环境下的风帆受力,给出了风帆在最佳攻角下的受力函数。基于船舶运动与主机转速之间的耦合关系,得出了船舶主机输出转矩与油门杆位置的拟合函数。以76 000DWT大型远洋散货船"文竹海"号为研究对象,根据实船参数建立了4自由度的风帆助航船舶运动模型。仿真结果表明:添加风帆后船舶速度增大,横摇角减小,但偏航增加。添加风帆后,在相同时间内船舶行驶的里程、最佳攻角下的船速与横摇幅度都随风速的增大而增大,但横摇角小于15°,在安全范围之内。可见,船舶运动模型符合实际船舶运动规律,是有效的。     

船舶编队控制综述

研究了船舶编队控制的特点,从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析;介绍了船舶编队控制原理,描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法及应用场景;针对船舶编队路径规划,总结了编队环境建模、全局路径规划和局部避碰规划等最新方法及其特点,展示了基于粒子群优化算法的船舶编队局部避碰效果;针对船舶编队控制运动建模,构建了考虑干扰、控制时延和约束的船舶编队水动力模型,并将该模型在船舶编队过闸控制场景中进行了验证;针对船舶编队运动控制,归纳了典型集中式、分散式和分布式编队控制器特点,指出分布式编队控制器具有更好的鲁棒性和可扩展性,设计了基于分布式模型预测控制的编队航行控制器。研究结果表明:目前船舶编队控制技术瓶颈主要体现在有人/无人编队共融、岸端驾控为主的内河船舶编队控制、不确定干扰下的船舶编队控制、通信受限下船舶编队鲁棒控制、特殊水域船舶编队控制和船舶编队控制一致性等方面;在未来船舶编队发展中,应重点解决船舶编队分布式协同控制、船舶编队任务多元化控制、基于生物群体机制的船舶编队控制、特殊水域船舶编队控制、人工智能技术在船舶编队控制中的应用等问题。      

船舶电气专业基于“Callan Method”双语教学模式的研究与实践

文章提出了船舶电气专业开展"Callan Method"教学方法的必要性,并构建了基于"Callan Method"的双语教学模式,分析了试点教学效果,为船电专业双语教学模式的改革和创新提供了参考。     

“船舶—堆场—列车”混堆堆场箱位分配模型

集装箱海铁联运港口堆场作业箱型复杂,为了提高港口作业能力和效率,基于进口、出口箱的混合堆存方式,对"船舶-堆场-列车"作业堆场箱位分配问题进行研究."船舶-堆场-列车"作业堆场负责堆存通过船舶、列车及外集卡进出港口的集装箱.本文在待分配箱的作业时间及箱区已知的前提下,以集装箱堆存产生的压箱数最小为目标,建立"船舶-堆场-列车"作业混堆堆场箱位分配模型,根据模型特点设计了启发式算法进行求解,并进行算例分析.结果表明,所建模型和求解算法能够有效减少堆场的压箱数,满足箱型堆存要求,提高港口作业效率.     

船舶AIS大数据资源管理及分析应用架构设计

为充分探索船舶自动识别系统大数据在统计决策和安全监管方面的应用价值,系统性地提出了船舶AIS大数据资源管理与分析应用架构。首先,根据船舶AIS大数据特点,设计了船舶AIS大数据处理流程和存储策略,为后续高效计算提供支撑;然后,提出并实现了基于船舶AIS大数据的船舶轨迹重建算法、断面船舶流量统计算法、船舶进出港区识别算法、船舶航行状态分析算法四种基础算法;最后,基于上述计算方法,将船舶AIS大数据应用于断面流量统计、船舶规范使用船载AIS设备行为监控以及船舶规范执行进出港报告情况监控等场景,结果表明船舶AIS数据在统计决策和安全监管方面具有一定的应用价值。     

广州港“船舶健康码”正式上线运行

正日前,广州港"船舶健康码"即广州港进港船舶信息申报平台正式上线运行。该系统实现了船舶代理企业、码头企业、港口管理部门等主体间防疫信息的共享和风险预判,将为广州港船舶疫情"外防输入"发挥重要信息支撑作用。"船舶健康码"系统由广州市港务局和中远海运科技股份有限公司联合开发,充分利用当前信息化先进技术,在短时     

基于六边形元胞自动机的船舶追越过程模拟研究

在分析、比较现有基于元胞自动机的船舶交通流模型的基础上,参考基于正六边形元胞自动机的行人疏散模型和道路交通流模型,提出一种基于正六边形元胞自动机的船舶追越模型.该模型中船舶运动空间根据实际情况分成大小合适的正六边形元胞,每艘船舶有包括静止在内的7个运动方向.取船舶速度的近似整数比作为元胞移动速度,基于船舶危险领域、船舶领域、动界制定更新规则,使用MATLAB仿真了开阔水域和受限水域2种情景下的船舶追越过程.研究结果表明:相较于受限水域,开阔水域船舶追越距离和横距更大、所用时间更长;该模型可较真实地反映实际的船舶追越过程,可为真实的船舶追越和评估航路规划起到一定的参考作用.     

“岁月号”沉没原因探讨

文章介绍了"岁月号"发生事故的经过和船舶概况,并运用船舶操纵和船舶稳性的原理,分析了船舶沉没的根本原因,对船舶航行安全具有一定的实际指导意义。     

长江三峡库区航路改革与船舶避碰

基于三峡工程蓄水后三峡库区航道特性和船舶流基本特性,根据船舶定线制的基本原理提出了三峡库区船舶航路改革的基本原则;根据船舶会遇的几何模型,提出了库区船舶在对驶相遇、追越、交叉相遇情况下的避碰决策.     

船舶设备风险估计模型探讨

随着船舶设备运行状况复杂化程度越来越明显,风险估计已成为船舶设备管理的一个重要组成部分,但目前完整的船舶设备风险标准和评估体系尚未形成.为此,基于单一设备风险分析,建立了船舶设备总体风险因素指标体系.同时,基于人工神经网络强大的学习能力及任意逼近特性,建立了基于BP神经网络的船舶设备风险估计模型.算例验证表明,该模型实用性强,获得的船舶设备总体风险等级值能够作为采取风险控制措施的依据.     

基于马尔可夫过程的船舶电力系统可靠性和维修性分析

针对船舶电力系统的可靠性、维修性计算问题,从该系统主要运行方式的基本模型出发,提出了基于马尔可夫过程的船舶电力系统可靠性、维修性分析方法,建立了船舶电力系统可靠性、维修性的数学模型,推导出船舶电力系统可用度与可靠度的表达式,并给出了在船舶电站控制系统中的一个工程应用实例.     

基于粒子群算法的船舶动力设备匹配问题分析

文章对船舶动力装置设计过程中的能量匹配、系统配置设计方法进行分析,建立了基于约束的船舶动力系统配置模型,运用粒子群算法对实船的船舶动力系统配置进行了求解分析,从而提高了船舶动力系统设计质量及设计效率。     

长江三峡库区航路改革与船舶避碰

基于三峡工程蓄水后三峡库区航道特性和船舶流基本特性，根据船舶定线制的基本原理提出了三峡库区船舶航路改革的基本原则；根据船舶会遇的几何模型，提出了库区船舶在对驶相遇、追越、交叉相遇情况下的避碰决策。     

全球航运史上首次 首艘大型货船从中国自动航行到达日本

<正>从中国到日本,航运巨头日本邮船完成了全球航运史上首次大型货船自主驾驶航行。日本邮船近日宣布完成了全球首次"有人自动航行船舶"的自主航行系统海上试验。这是世界首次基于国际法规进行的演示实验,完成了国际海事组织(IMO) 2019年6月最新发布的《自主驾驶船舶试验暂行指南》(MASS)的各种试验项目。这一试验在日本邮船旗下一艘大型汽车运输船"Iris Leader"号上     

船舶智能系统分析与设计

本文介绍了基于现代网络结构、船舶数据采集、数据共享和船舶数据二次分析的现代船舶智能系统的结构组成、系统分析和设计方法.并以CCS船级规范为例进行了智能船舶的结构解读、系统设计分析和设计指引.     

基于“华泓”轮的船舶能效管理研究

文章通过对能效管理计划和船舶能效营运指数的说明,证实了能效管理对船舶节能减排的重要性,并以"华泓"轮的船舶能效管理、能效监控为例,说明了在实船上进行能效管理及减少碳排放的措施,以实现船舶节能减排。     

自主船舶的定义及其自主水平的界定

梳理了自主船舶的发展历程, 明确了自主船舶的定义, 规范了自主船舶的中英文表述, 基于船舶自主化演变路径, 分析了船舶自动化、智能化和自主化的关系; 总结了当前国际上6家权威机构提出的自主水平分级标准, 分析了其分级依据的实质与局限性; 以具体的任务情景为对象, 参考《STCW公约》有关海员适任标准中规定的7项职能, 提出了一种基于航海实践的自主水平分级方法, 依据不同的水域条件、操作复杂程度、独立于人的干预程度等因素确定任务情景等级, 并通过标定方程的计算结果确定船舶整体自主水平; 以2艘搭载自主航行技术的测试船舶为例, 对比了不同机构的自主水平分级结果。研究结果表明: 自主水平分级依据的关键在于能否独立于人的干预完成相应的任务或实现相应的功能, 而不是取决于船舶自动化水平或决策地点; 基于航海实践的自主水平分级方法能够更为客观地反映船舶的自主水平, 有效避免了由于单一功能的自主实现导致船舶整体自主水平认定不准确的弊端, 该方法科学、合理。      

浅析船舶避碰决策研究的现状与前景

介绍了船舶避碰决策研究中的船舶碰撞危险度的确定方法,综合分析评价了船舶避碰决策系统的研究现状,指出基于AIS信息环境的船舶避碰决策系统研究是未来船舶自动避碰决策系统研究的新方向.