船间危险驶过持续时间模型及应用分析

[目的]危险驶过是船舶会遇时的一种特殊情况,从时间维度对其建模以评价船舶潜在碰撞风险。[方法]首先,建立船间危险驶过时间模型,并利用藤井船舶领域模型检测危险驶过场景,定义危险驶过持续时间和平均持续时间。然后,基于船舶自动识别系统(AIS)数据的时间同步处理,建立该持续时间的计算模型,再利用危险驶过持续时间来分析船舶交通安全风险的时间维度特征。最后,以渤海海域内的船舶航行安全为研究对象对所提模型进行验证。[结果]结果表明,船间危险驶过持续时间与船舶类型、尺度相关。按照船舶类型分析,油船发生船间危险驶过的平均持续时间最长(252.63 s),客船的最短(180 s);按船舶尺度分析,大型船舶的最长(272.65 s),中型船舶的最短(180 s)。[结论]所提模型可以准确计算船间危险驶过持续时间,结果可以为从时间维度研究海上交通风险提供新思路。     

中国渔业船舶资产评估理论及优选方案

船舶资产的产权交易涉及到船舶这一特殊资产体的保值增值。因此,如何选择船舶资产评估方法,对船舶持有人的船舶资产价值进行公允评估便有着重要的经济性意义。本文论述了资产评估的理论及方法,并针对渔业船舶这一特殊资产进行了优选评估方法的研究。     

基于船波相对运动的砰击压力和上浪载荷预报方法

本文基于船波相对运动理论,对舷侧砰击压力和甲板上浪载荷的数值及试验预报方法分别进行了研究.利用三维势流理论计算船舶与波浪之间的相对运动,可以得到船波相对速度及甲板上浪高度.对于砰击压力通过数值模拟方法得到砰击压力系数后结合船波相对速度来预报;对于上浪载荷则采用考虑船舶航速的溃坝模型结合甲板上浪高度来预报.此外,开展了船舶运动和砰击压力模型试验,船波相对运动由沿着模型横剖面布置在舷侧的浪高仪测量,并且测得了相应位置处的砰击压力.最后分别对船波相对运动和砰击压力的数值结果与试验数据进行了比较分析,同时基于船波相对运动给出了一种砰击持续时间计算方法.     

船舶在波浪中频域分析

船舶在波浪中的响应一直被船舶工程师广泛关注。本文以Wigley船为对象,采用线性回归计算船舶在规则波中运动的附加质量,采用刘易斯法计算阻尼系数。以新切片理论为基础建立和求解频域内的垂荡和纵摇的耦合运动方程,得到船舶在频域中的运动响应和波浪载荷,并与三维网格法的计算结果进行比较,表明这是一种可靠的、简单快捷的计算船舶在波浪中响应的方法。     

基于贝叶斯推理和证据理论的船舶运动目标检测

随着船舶数量增多,船舶碰撞事故频繁发生。对运动船舶的实时检测是避碰的有效措施。针对这一问题,本文在研究贝叶斯推理和证据理论的基础上,选取RGB颜色矢量作为背景描述的主特征,推导前景和背景的概率计算公式,详细分析证据理论的合成原则和决策原则,最后设计算法进行实验。     

基于势流理论的大型船舶最小装机功率波浪增阻预报

IMO组织对于船舶最小功率要求提出了严苛要求,为求得船舶最小功率要求需要计算船舶在极端海况下受到的总阻力,其中波浪增阻的计算最为困难。目前广泛采用的CFD方法在计算VLCC这类超大型船舶的波浪增阻时效率较低。为快速准确计算这类船舶的波浪增阻,本文以32万吨VLCC为例,利用水动力计算软件Aqwa分别计算出其在静水及波浪环境下受到的阻力,通过两者相减得到波浪增阻。与模型试验结果相比较发现,采用三维势流理论预报波浪增阻计算效率高且结果准确,可作为此类船舶开发前期的波浪增阻预报参考。但在单独计算静水及波浪中阻力时误差较大,不建议采取这一方法。本文验证了这一方法在低Frude数时的准确性,高Frude数时这一方法是否有效还需进一步验证。     

基于AIS数据的区域性搁置船舶统计

为直观展示某区域船舶运力富余状况,提出统计该区域搁置船舶的数学模型.该模型首先从AIS数据中提取当前时刻速度小于搁置船速的统计区域船舶,然后累计船舶上述状态持续时间,最后从中判断出搁置船舶,并对搁置船舶进行分类统计.实验结果表明,搁置船舶的统计结果能直观地反映特定区域搁置一段时间的各种船型的数量和吨位及其变化趋势,为船公司、港口以及货主等了解特定区域航运运力情况提供了一种新的方式.     

高速船舶结构设计中流体冲击载荷的数值计算

本文采用混合欧拉－拉格朗日方法计算高速船舶砰击时的流体冲击载荷。计算与试验结果一致。能够反映高速船舶实际砰击状况的流体冲击载荷大小及其分布，这为进一步安全设计高速船舶结构提供了理论基础。     

海浪统计资料对船舶波浪弯矩设计值的影响

对船舶,特别是超规范船舶,进行结构的直接计算设计时,首先要知道波浪弯矩设计值。 要确切地做到这一点,设计人员应合理地选择船舶航行海域的海浪长期统计资料,然后根据船 舶的装载工况和实际可能达到的航速,借用线性理论或非线性理论进行波浪弯矩的长期预报 来确定设计值。本文就一艘大型集装箱船舶,按五个典型海域的海浪统计资料,对波浪弯矩及 波浪合成弯矩作了长期预报计算,并与 ＩＡＣＳ的统一纵强度要求ＵＲ—Ｓ１１的结果作了比较和 分析,给出了对船舶结构直接计算设计有指导意义的几点结论。     

基于灰色理论的船舶通信系统信息融合技术

针对船舶交通服务系统和船舶自动识别系统中的数据信息,本文基于灰色理论与信息融合技术,充分研究了灰色理论的灰色关联算法,借助信息融合技术,实现两大系统的有机融合,为信息共享和数据互通提供支撑,这对于确保船舶航行的安全性意义重大。     

多目标干扰环境中威胁目标自动跟踪方法

针对多目标干扰环境中威胁目标发现与跟踪困难的问题,研究一种基于随机有限集(RFS)的高斯混合概率密度假设(GM-PHD)滤波的算法,建立目标的随机有限集形式的运动和观测模型,利用卡尔曼滤波的预测和更新过程,对被动声呐输出的多目标方位和窄带线谱同时进行跟踪,利用所提取窄带线谱能量作为不同方位目标的输出检测量,可实现对包含线谱的窄带威胁目标的自动跟踪。试验数据的处理结果表明,所提方法可以实现在多目标的复杂情况下对感兴趣的威胁目标的自动跟踪。     

梁板式高桩码头极限承载力概率分布

极限承载力概率分布是结构可靠度计算要解决的主要问题之一。针对在役高桩码头结构安全评估问题,选择结构材料性能参数与几何尺寸参数为随机变量,基于非线性有限元数值模型,采用蒙特卡罗法建立典型梁板式高桩码头极限承载力概率分布模型及统计参数。研究了水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布及损伤位置、损伤程度和损伤数量对高桩码头极限承载力概率分布及统计参数的影响。结果表明:水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布为正态分布,损伤位置、损伤程度和损伤数量不影响结构极限承载力的概率分布。在水平荷载作用下计算损伤结构的可靠指标时,可以采用无损结构极限承载力概率分布及统计参数进行计算。     

潜水器载人舱的不确定性测度计算方法研究

本文研究状态函数中存在概率数和证据数的混合状态下的系统不确定性分析方法问题,用于解决在产品实现过程中部分信息的认知不足。传统概率分析方法无法建立认知不确定信息模型,无法反映产品在实现过程中不确定性影响的问题。本文将证据理论不确定度分析方法融入传统JC算法,在计算随机变量迭代时开展认知变量极值计算,进而可以处理随机和认知不确定性变量同时存在时的混合不确定性问题。本文建立了4500 m载人潜水器载人舱不确定度分析模型,基于改进JC算法计算得到载人舱失效似然性测度和失效可信性测度值,同时采用实验设计法对影响载人舱不确定性测度的因素进行分析,分析表明测度影响较大的因素是真球度和极限拉伸强度,测度对真球度和厚度两个因素的单位数量变化比较敏感。     

破碎波对随机波统计特性影响的实验研究(英文)

The influence of wave breaking on wave statistics for finite-depth random wave trains is investigated experimentally. This paper is to investigate the influence of wave breaking and water depth on the wave statistics for random waves on water of finite depth. Greater attention is paid to changes in wave statistics due to wave breaking in random wave trains. The results show skewness of surface elevations is independent of wave breaking and kurtosis is suppressed by wave breaking. Finally, the exceedance probabilities for wave heights are also investigated.     

任意随机序列关于随机选择系统的一类强极限定理

主要研究任意随机序列在随机选择系统中的随机条件概率其调和平均的强极限定理。在证明中采用了一种把网微分法与条件矩母函数相结合应用于随机选择系统强极限定理研究的一种途径。作为推论,得到m重非齐次马氏链的一个强极限定理,并将已有的结果加以推广。     

基于随机Melnikov方法的甲板上浪船舶混沌运动研究

应用随机Melnikov方法和庞加莱截面研究甲板上浪时船舶的混沌运动。考虑甲板上浪对船舶静稳性的影响,建立随机横浪中船舶横摇运动方程。由随机Melnikov过程结合均方准则确定船舶产生混沌运动的参数域,计算不同参数域中船舶横摇响应的庞加莱截面和时间历程。结果表明,增加船舶阻尼将抑制混沌运动的发生。甲板上浪时船舶横摇响应的庞加莱截面上有两个吸引域,船舶运动过程有两个横摇中心。在非混沌参数域中,船舶只围绕其中的一个横摇中心运动;在混沌参数域中,发生由一个横摇中心到另一个横摇中心的随机跳跃。     

基于排队论的大型舰船甲板弹射器数量研究

为明确大型舰船飞行甲板弹射器数量设计的理论依据,从调运指挥官的角度提出了"虚拟队列"概念,分析了其工作特点,对其工作模式进行了排队论建模.同时分析、建立了舰载机在弹射等待过程中的真实排队模型.忽略其它甲板因素的影响,基于排队论假设代入数值计算了不同弹射器数量对虚拟队列中舰载机的等待队长、系统等待耗时等关键指标的影响,使...     

船首外伸对规则波顶浪航行上水量的影响分析（英文）

This paper presents the results of an experimental investigation dealing with the effect of bow overhang extensions on the quantity of shipping water over the foredeck in case of ships advancing in regular head waves. To perform this investigation, a series of free-running tests was conducted in regular waves using an experimental model of a multipurpose cargo ship to quantify the amount of shipping water. The tests were performed on five bow overhang variants with several combinations of wavelength and ship speed conditions. It was observed that the quantity of shipping water was affected by some parameters such as wavelength, ship speed, and bow shape in terms of an overhang extension. The results show the significant influence of an overhang extension, which is associated with the bow flare shape, on the occurrence of water shipping. These results involve the combined incoming regular waves and model speed.     

Effect of ship bow overhang on water shipping for ship advancing in regular head waves

This paper presents the results of an experimental investigation dealing with the effect of bow overhang extensions on the quantity of shipping water over the foredeck in case of ships advancing in regular head waves. To perform this investigation, a series of free-running tests was conducted in regular waves using an experimental model of a multipurpose cargo ship to quantify the amount of shipping water. The tests were performed on five bow overhang variants with several combinations of wavelength and ship speed conditions. It was observed that the quantity of shipping water was affected by some parameters such as wavelength, ship speed, and bow shape in terms of an overhang extension. The results show the significant influence of an overhang extension, which is associated with the bow flare shape, on the occurrence of water shipping. These results involve the combined incoming regular waves and model speed.     

Stochastic averaging for estimating a ship roll in random longitudinal or oblique waves

In this work, the C11 container ship is taken as an example to analyze its rolling performances in random longitudinal or oblique waves. Firstly, a dynamic model of C11 roll in random waves is improved, and it is verified by the model test and numerical simulation. Mathematically, this dynamic model is a one-dimensional stochastic differential equation with random parametric (and external) excitation. Secondly, an enhanced stochastic averaging method is proposed to solve this stochastic differential equation. The validity of the solutions was verified by Monte Carlo simulation. At last, the probabilistic characteristics of the extreme rolling response were investigated based on the calculated results using enhanced stochastic averaging method. According to the analysis, some advices for ship's manoeuvring can be put forward when ships are navigating in random waves.