风帆助航船舶帆角控制系统分析与设计

针对风帆助航船舶装置帆角控制问题,基于模糊PID控制理论实现了对风帆助航船舶帆角的控制.针对风帆助航船舶装置双闭环控制结构特点,分别设计了P控制器对内回路位移量和外回路帆角进行控制,采用劳斯稳定判据方法给出了帆角控制系统稳定性条件.在此基础上,对于主回路分别设计了经典P控制器和模糊P控制器,基于模糊控制理论对模糊P控制器参数进行了自适应选取.仿真结果表明,所设计的模糊PID控制器能获得较快的响应速度,并且无超调.     

基于半导体制冷救生艇造水装置Matlab仿真

在海难事故发生时,淡水对于救生艇上人员生存安全具有非常重要的意义.结合救生艇的海洋工作环境,对半导体制冷结露空气造水装置进行改进,设计了1种适用于全封闭式救生艇的小型化造水装置.该装置主要特点是通过半导体热端对海水进行加热,并用加热后的海水加湿空气.根据该造水装置的原理改进了造水装置产水率的数学模型,并运用Matlab软件对该装置的产水率进行数值计算,得到各个工况下该装置的产水率.结果表明,通过增加加湿过程,造水装置的产水率相对于传统方法在夏季可以提高67.4%,冬季可以提高600%,该装置解决了传统造水方法在冬季无法提供乘员的基本用水问题.由于采用海水加湿会导致淡水中含有少量盐分,但是含有少量盐分的淡水并不会伤害人体.     

AIS基站短消息特性

研究了在内河与港口应用环境下, 由船载自动识别系统(AIS)基站发送到船舶的短消息特征, 分析了AIS报文在场强下降后的波形失真与误包原理。在半实物仿真平台下, 分析了消息长度与误包率的关系, 并给出相应的误包率预测模型。结合Hata-Okumura模型, 提出了拥挤航道下AIS基站向船舶发送短消息的极限容量。最后以黄浦江上海航道为例, 运用极限计算模型对其极限容量进行了预测, 并与实测结果进行了对比。对比结果表明: 短消息可靠性随长度增加与场强降低而逐步下降, 基站能同时进行短消息管理的AIS船舶数量有限, 对于本文设定的黄浦江上海航道, 当AIS目标船舶数量达到625艘时, AIS基站能同时进行短消息通讯的AIS船舶容量的计算结果为26艘, 实测为24艘, 计算结果与实测结果基本一致。     

船舶航行交通事件实时检测技术研究现状与展望

船舶航行交通事件检测依赖基于历史数据的离线检测方法, 检测模型适用性差, 难以满足监管人员的实时监测需求。通过分析船舶异常行为检测、航行事故检测等现有交通事件检测技术, 可以发现: 在数据层面, 监测数据来源单一、环境信息缺失; 在方法层面, 基于统计、风险评估等经典模型的事件监测方法效率高但准确性低, 基于神经网络、图像识别等机器学习的检测方法准确性高但效率低; 多源数据融合、多项技术结合的交通事件检测方法成为实时检测方法的发展趋势。在此基础上, 梳理了实时船舶航行交通事件检测的3项关键技术: (1)海事大数据技术: 高效处理船舶运动数据和航行环境数据, 统一多源异构数据结构标准, 降低数据源单一造成的事件误报率; (2)船舶行为动态建模技术: 利用知识图谱等技术融合船舶航行情境信息, 在不同船舶运动环境下利用深度学习、语义关联、图神经网络等方法构建不同的船舶行为模型, 提高检测准确性; (3)实时分析和可视化技术: 结合平行系统进行虚实系统间信息传递, 定性分析检测结果, 实时显示检测全过程, 提升监管过程中的人机交互效率。然后, 提出了包括数据采集、后台服务和客户端应用3个功能模块的交通事件平行检测系统; 该系统具备实时接收并处理船舶航行数据、分析并预测交通状态、动态检测并预警交通事件和仿真结果展示等功能。从数据融合、交通状态感知和交通虚实映射3个方面, 展望了面向海事监测实务的实时检测技术发展方向。     

船舶航速优化综述

从航速优化模型、油耗预测模型、航速优化模型求解方法与船舶能效管理系统方面, 分析了国内外航速优化研究现状, 探讨了航速优化存在的问题, 并针对这些问题提出了建议。研究结果表明: 在航运市场持续萎靡的情况下, 经济航行将被更广泛应用, 针对航速优化的研究仍然具有重要的意义; 在航速优化模型方面, 目前多集中在以碳排放政策、不确定因素的影响、排放控制区政策、船队调度等为单一优化目标建立航速优化模型, 优化目标主要为成本最小化和利润最大化, 未来应将航速与航线、纵倾、船队部署联合优化, 考虑多种不确定因素、多种优化目标建立航速优化模型; 在油耗预测模型方面, 预测模型主要分为白盒模型、黑盒模型和灰盒模型, 白盒模型具有更好的可解释性, 黑盒模型的预测性能更好, 灰盒模型弥补了白盒模型和黑盒模型的缺点, 将成为未来的研究重点, 未来应基于精确的船舶数据和先进的人工智能算法进行数据学习, 提升油耗预测模型预测准确性; 在优化算法方面, 由于航速优化模型的复杂性, 大多采用启发式算法进行优化求解, 这种算法可以减少优化求解时间和提高求解质量, 未来需要探索更加精确高效的求解算法; 在优化策略方面, 采用大数据分析可以识别天气对航行的影响, 动态优化策略可以补偿环境因素引起的扰动, 能够进一步提升船舶能效水平; 在船舶能效管理系统方面, 船舶能效管理系统主要包括航行数据采集、数据传输、数据储存、数据分析与智能决策等功能, 由于其成本高昂, 目前尚未在船舶上大规模运用。     

关于智能运输系统(ITS)的ISO/TR14813-1技术报告介绍

文章介绍了国际标准化组织颁布的关于智能运输系统(ITS)的ISO/TR14813-1技术报告及其所确定的32项基本服务。     

并联混合动力汽车发动机调速控制及试验研究

通过分析并联混合动力电动汽车的结构和工作模式的切换过程,讨论了并联混合动力汽车进行发动机调速控制的必要性。对单轴并联混合动力汽车的发动机进行了PID调速方法研究,搭建了试验台架系统,以dSPACE快速控制原型工具为控制器,进行了PID参数整定和调速试验。试验表明,在并联混合动力状态切换过程中,发动机调速系统实现了调速快、波动小和运转稳定的目标,能够满足动力系统进行快速状态切换的需求。     

基于响应面法的螺旋桨多目标优化

为了探究影响螺旋桨水动力性能的因素，基于FLUENT软件和CFD滑移网格技术对标准桨DTMB 4119进行模拟，验证该方法的可靠性；应用该方法对不同螺距比、盘面比和纵倾角的Wageningen B型螺旋桨进行数值模拟，得到这3个因素对螺旋桨推力系数、扭矩系数和效率的影响规律；基于Box-Behnken方法设计三因素三水平试验组，采用响应面法建立三因素与目标函数的优化数学模型，得到三因素对螺旋桨水动力性能的耦合影响。结果表明，影响推力系数和扭矩系数的因素按影响大小排序为螺距比>盘面比>纵倾角。同时，在现有电机功率限制条件下，优化得到产生最大推力的螺旋桨参数。     

中国科技城（绵阳）国际多式联运物流园区规划方案研究

双循环格局的战略变化赋予现代物流业新的使命，以铁路为核心的多式联运物流园区作为现代物流服务体系的重要基础设施，对城市经济社会的发展有至关重要的作用。首先从宏观背景的角度明确绵阳国际多式联运物流园区的发展定位，并结合城市产业发展需求预测项目货运量，确定其构建多式联运功能、产业物流功能和商贸物流功能三大功能板块为核心功能业态体系。结合规划范围内皂角铺铁路货场的布置方案、用地条件、周边限制因素，规划以综合物流产业为核心、以产城融合为理念，形成“一心、四轴、六片区“的功能布局结构。最后提出打破思维陷阱、回归行业本质、完善商业方案、优化资金计划四方面的运营计划建议。     

犍为船闸335 m库水位输水系统水力特性原型调试研究

输水系统是船闸的重要组成部分之一，为避免船闸水力学中模型缩尺效应的影响并保证犍为船闸在335 m库水位的安全运行，对其输水系统水力特性进行原型观测与调试。通过在船闸闸室、各阀门井(检修阀门井)、上(下)闸首人字门前后、上下游引航道等部位布置19个水位计测点，得出输水系统充泄水工况下的水力特性。结果表明：充水阀门以推荐t_v=4 min启闭时，闸室内出现明显的超灌(泄)现象，双边充(泄)水惯性超高(降)分别为0.40、0.10 m,对船闸人字门及过闸船舶安全产生不利影响。通过对闸、阀门运行方式的优化，有效缓解了闸室超灌(泄)现象，双边充(泄)水惯性超高(降)分别降至0.15、0.10 m以下。提出适应335 m库水位的船闸运行方式，为船闸的安全运行和船舶高效通航提供保障。