基于点云配准的集装箱船模拟绑扎方法

针对目前集装箱船堆箱绑扎精度验证时，因测量条件恶劣和工装繁重而影响造船工期的问题，通过使用点云配准方法求解舱口盖箱角和绑扎眼板的位姿，并基于此提出集装箱的模拟绑扎方法。该方法通过在大场景船舱点云中提取相对较小的箱角和眼板特征进行点云配准，并求出其实际位姿，同时建立相应的数学模型解算出绑扎余量和集装箱间隙等参数，判断绑扎杆的干涉情况。最后，现场绑扎试验表明，模拟绑扎计算值与试验结果较为相近，有望在未来替代传统的人工绑扎验证方法，实现集装箱船建造过程中的集装箱绑扎数字化模拟验证。     

超大型集装箱船甲板最大堆重研究

德国劳氏船级社规范(GL-2013)对集装箱船尤其是超大型集装箱船的横向加速度系数计算进行了调整,大幅度提高了甲板上集装箱堆重。文章根据绑扎计算结果,将规范变化前后的横向加速度系数和最大堆重进行对比,以及对2层箱高绑扎桥和3层箱高绑扎桥的最大堆重进行对比。结果显示,随着规范的更新及绑扎点高度提高,集装箱甲板最大堆重显著增加,堆重分布更加优化合理,为今后超大型集装箱船甲板面堆重设计参数的合理选取提供了一定的参考。     

超大型集装箱船绑扎桥强度校核与结构优化

随着超大型集装箱船的发展,绑扎桥的结构设计越来越复杂。文章在21000TEU超大型集装箱船典型绑扎桥设计的基础上,利用ANSYS软件计算了绑扎桥结构的强度和刚度。通过研究不同浮态,装箱条件以及最大设计载荷条件下结构的总体应力和变形情况,分析了关键位置的应力集中现象。并用这些分析结果指导结构优化,为绑扎桥结构的分析及结构设计提供具指导意见。     

基于点云匹配的船体分段对接特征辨识方法

船体分段合拢对接过程中,需要对合拢面结构对接特征进行位置测量.目前采用的全站仪测量方法依赖人工放置标靶,难以覆盖合拢面上所有对接特征,且安全性低.随着三维激光点云扫描技术的发展,现阶段已经能够对船体分段进行大范围高精度的三维点云扫描采集.因此,提出一种在三维点云中有效辨识合拢面结构对接特征的方法,将船体分段点云与理论设计模型间进行层次化的匹配,自动识别得到扫描点云中的对接特征.最后在实际点云数据上进行了试验,验证了所提方法的有效性.     

绑扎桥和克令吊筒体整合式结构设计

针对配置克令吊和绑扎桥的支线集装箱船,将绑扎桥和克令吊筒体结构整合设计成一体,缩减中间甲板宽度,克令吊筒体兼做绑扎桥中间位置的剪力板,在克令吊筒体围壁上开设通道,方便克令吊筒体前后堆箱通过内绑的形式连接克令吊柱体.采用有限元法计算分析绑扎工况和克令吊作业工况下结构强度和刚度,优化中间甲板和绑扎桥设计,验证结构设计的合理性.该整合式结构设计方案,既减小货舱长度,又能提高集装箱绑扎操作的便利性.     

大型集装箱船甲板堆重的影响因素

以某14 500 TEU集装箱船为对象,基于DNV GL规范对影响集装箱船甲板堆重的主要因素进行分析。首先介绍新规范采用的横向加速度系数计算方法,对比新旧方法对甲板许用最大堆重的影响;然后对比分析绑扎形式以及绑扎桥层数对甲板许用最大堆重和系固系统设计的影响。结果表明:随着规范的更新,集装箱横向加速度系数明显降低;同时,由于采用外绑形式和3层绑扎桥,大型集装箱船甲板堆重能力明显提高,但这也对集装箱系固系统设计带来了一些新的影响。     

基于图像连通域的集装箱激光点云处理算法研究

提出一种基于图像连通域的集装箱激光点云处理算法.该算法能够较好地处理集装箱三维激光点云数据,提取集装箱的边缘点云数据,利用集装箱的边缘数据拟合直线,计算集装箱的角点位置.实验证明,该算法的计算精度能满足起重机自动化抓箱的需求.     

大型集装箱船绑扎桥结构优化设计

为有效降低大型集装箱船的空船重量,针对绑扎桥结构轻量化设计进行研究。以某14500TEU集装箱船为研究对象,根据船级社规范要求针对结构设计方案进行有限元计算分析,依次从剪力墙布置、立柱设置和局部尺寸优化等三个层次对原始方案进行优化设计。研究结果表明,优化方案在满足船级社规范要求、保证堆重指标的同时有效降低了绑扎桥的结构重量。本文的设计思路和优化方法可以为今后大型集装箱船绑扎桥的结构设计提供一定参考。     

大型集装箱船横舱壁结构形式探讨

横舱壁作为集装箱船的重要结构之一,不仅要支撑货舱导轨,还要支撑其上部的舱口盖、绑扎桥及上面堆放的集装箱。与其他船型相比,集装箱船的甲板具有大开口特性,船的横向强度及扭转强度更多地依赖横舱壁。集装箱船其他区域的结构形式相对较为固化,但其横舱壁的结构形式具有多样性,文中介绍了集装箱船横舱壁的三种主要形式(垂直式、水平式、混合式),并进行对比分析,从而有助于设计相关设计人员根据货舱实际装箱情况,选取合适的横舱壁形式。     

基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗法的超大型集装箱船绑扎桥可靠性分析

[目的]对超大型集装箱船绑扎桥结构而言,复杂的设计结构和恶劣的载荷环境对其可靠性提出了更高的要求。针对大型船舶结构可靠性分析时计算效率低、计算精度差等问题,提出基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗(GBDT-MC)方法。[方法]首先,通过Python库建立改进梯度提升决策树(GBDT)的近似模型,根据实验生成较少的样本点,并筛选位于失效面附近的样本点;接着,运用SMOTE算法合成新的样本点并参与有限元计算,进而结合原有的样本点形成训练集;然后,采用已训练的近似模型预测蒙特卡罗(MC)方法所产生的样本点信息,完成结构的可靠性分析;最后,运用算例验证改进GBDT-MC方法的可行性和准确性,并将其应用于超大型集装箱船绑扎桥结构的可靠性分析。[结果]计算结果表明:案例中超大型集装箱船绑扎桥在静态绑扎力作用下的失效概率误差为3.5%,改进GBDT-MC方法的计算耗时为2.55 h,而MC方法则需要416.7 h,可见在允许的计算误差范围内,改进GBDT-MC方法可以大为缩减可靠性分析的计算时间。[结论]改进GBDT-MC方法能显著提高计算精度并缩短计算时间,可为结构可靠性的优化设计提供支持。     

现代集装箱固缨及基座安装工艺

本文主要叙述了多用途货船及全集装箱船货舱内及上甲板安装集装箱基座的施工工艺阶段、工艺过程及技术条件。为了使基座顺利施工,提出了一些参考性的意见。同时简述了集装箱型号、外形尺寸以及目前海运集装箱绑扎的几种方法。     

集装箱船典型装载工况下的重心位置估算方法

对于集装箱船结构评估中加速度公式所需重心位置进行研究。以10艘集装箱船为研究对象,选取规范校核的典型装载工况,参照《散货船和油船共同结构规范》中的公式开展重心位置对比。研究发现,采用《散货船和油船共同结构规范》中的公式所得结果与实际值相差较大,该公式不适用于集装箱船。在此基础上,中国船级社在其《集装箱船结构规范》中提出一种新的集装箱船重心位置估算公式。另选5艘集装箱船,通过将采用该估算公式所得结果与实际值相对比,验证该估算公式合理、实用。     

基于单目视觉的波高检测方法研究

一般的波高传感器需要直接接触波面干扰实验过程,并且受到量程的限制。文章给出了一种基于单目视觉的波高检测方法,由高速摄像机拍摄波浪试验过程,通过分析图像的颜色亮度特征来识别出水与空气的分界线,并计算出水位和波高。文中详细描述了波高检测的图像处理算法,通过实验对算法进行了验证,分析了误差产生的原因。实验结果表明,文章提出的方法可以有效地测量水位和波高,精度满足实际需求,在许多场景下具有应用价值。     

基于PointNet++的船体分段合拢面智能识别方法

船体分段合拢面的精度检测是分段总组合拢过程中的重要环节。在船体分段合拢面的精度检测方面,三维扫描仪相对全站仪有着巨大优势,但三维扫描仪在扫描过程中会记录很多与合拢面无关的点。文章对三维扫描仪扫描出的点云数据进行合拢面的智能识别;采用深度学习理论对PointNet++点云网络进行改进,使用CAD模型导出的点云数据构建有标注的船体分段点云数据集,进而使用Adam优化算法对网络进行优化训练。最终,网络模型对分段合拢面的识别在验证集上获得精确率73%、召回率90%的效果。     

大型集装箱船绑扎桥改装工艺

文章对大型集装箱船绑扎桥升级改造,拆除原舱口围的3层绑扎桥,新做5层的绑扎桥,对新增改造绑扎桥进行结构分析,提出有效的码头吊装绑扎桥工艺.对预制绑扎桥分段提出要求,要求分段预制精度偏差±3 mm内.通过测量船舶纵向斜度及分段定位工装,在码头吊装新绑扎桥结构,定位精度、垂直度满足绑扎桥安装要求,最终完成了绑扎桥改装任务.     

1700TEU集装箱船船体振动早期预报

本文建立了集装箱船船体振动早期预报方法，并对1700TEU集装箱船进行振动早期预防，根据预报结果提出了降低该船振动水平的建议。实船振动试验表明，1700TEU集装箱船早期预报结果与实船测量结果吻合，开在10％。该方法满足早期预报的精度要求。     

集装箱船冷藏集装箱水冷却系统设计

支线型集装箱船在布置数量较多的水冷式冷藏集装箱情况下,如何保证冷藏集装箱水冷却流量平衡分配并确保冷藏集装箱冷藏效果成为设计的关键点。文章结合某2200标准箱集装箱船实例,介绍了冷藏集装箱船的水冷却系统的设计、注意事项及试验方法。为今后大中型集装箱船冷藏箱冷却水系统应用提供设计依据。     

12300吨级集装箱船格栅型舱内导架的制作与安装

集装箱导架的制造与安装是建造集装箱船的一项技术关键。它结构复杂,工程量大,制造与安装的精度要求高。可移式格栅型导架要能兼容20英尺和40英尺两种规格的集装箱,因此导架制造与安装的精度要求就更高。本文介绍了可移式格栅型导架的结构型式,设计的精度要求以及在制造与安装时的工艺措施。     

集装箱船整船结构三维可视化图像重建方法

由于当前的船体结构设计效率和质量已经无法满足要求,为此本文设计一种基于双目立体视觉技术的集装箱船整船结构三维可视化图像重建方法。该方法首先利用双目立体摄像机采集集装箱船整船结构图像,然后对其进行灰度化和去噪处理,再利用特征检测算子提取图像特征点,最后通过计算图像之间的欧式距离进行特征点立体匹配,从而实现集装箱船整船结构三维图像重建。结果表明,本文方法可以有效完成集装箱船整船结构三维可视化图像重建任务,达到了研究目标。     

基于多波束点云的水下柱桩及桩间距高精度确定方法

受海水介质环境复杂、桩体倾斜以及测量误差大的影响,水下圆柱桩位置的高精度、低成本、高效率确定一直是港口工程建设中的一个难点。为此,提出了一种基于多波束点云的水下圆柱桩及桩间距高精度确定方法。该方法首先基于多波束测量实现桩体及海床点云数据低成本、高效获取。考虑桩体属性信息、点云法向量和高程等几何信息,利用一种综合阈值分割方法实现了桩体点云的有效提取。还提出了顾及桩体形态、测量误差的桩体中心位置综合确定方法,实现桩体相对位置和桩间距的高精度确定。该方法得到了实际工程验证,取得了优于5 cm的桩体相对位置和桩间距确定精度。