航空母舰发展的思考

针对航空母舰(简称“航母”)的发展规划和研制,系统总结分析国外航母装备发展的主要趋势及研制发展的主要特点,重点从航母论证、设计及新型装备技术发展等方面归纳后续航母研制发展的潜在方向,结合航母发展实际,在吸收借鉴国外航母装备发展的先进理念和发展经验基础上,从关键装备技术发展、编队统筹建设、系统工程、人机系统集成和航母文化等方面提出航母建设与研制的建议与想法。     

起重船舶压载水调配优化模型

基于船舶静力学和优化理论, 以起重船舶各压载舱室液位变化量为优化变量, 压载舱压载水总调配量最小为优化目标, 起重调配过程船体平衡为约束条件, 建立了起重船舶压载水调配优化模型, 利用MATLAB优化了具有8个压载舱室的起重船舶压载水调配过程, 以降低起重船舶能耗。计算结果表明: 根据工程经验设计的调配方案在调配过程中仅使用3个压载舱室, 通过将1号舱室压载水调配到2、8号舱室, 即满足调配过程中船体平衡要求, 虽然采用优化模型在调配过程中使用了7个舱室, 将1、3、4、5、6号舱室压载水调配至2、8号舱室, 但总调配量比经验方案降低了21%;在经验方案和优化方案中, 压载水调配量均在吊机回转角为0°时最大, 分别达到了487.5、256.0t, 因而在该时刻起重船舶应缓慢加载和调配, 以防止加载过快而引起船体的倾斜; 在调配过程中, 当某压载舱室水位降低为0时, 会引起下一时刻压载水调配量的突变, 吊装货物时吊机在该时刻需缓慢运行, 保证压载系统能调配足够压载水, 以保证船体平衡, 避免造成严重后果。     

基于双层规划的危险货物配送路径鲁棒优化

针对不确定环境下带时间窗的多配送中心危险货物配送路径优化问题, 提出一种含鲁棒控制参数的鲁棒优化方法; 综合考虑危险货物运输风险、运输费用和服务时间窗, 构建了危险货物配送路径多目标双层鲁棒优化模型, 上层模型追求运输风险和运输费用最小化, 下层模型采用用户均衡交通分配模型; 根据Bertsimas-Sim鲁棒优化理论, 对含有不确定参数的上层模型进行鲁棒对等转化; 联合增强型Pareto遗传算法和Frank-Wolfe算法构建了求解多目标双层鲁棒优化模型的混合算法, 采用3段式编码和解码方法、等位匹配交叉操作以及翻转变异等遗传操作方法求解上层模型, 采用Frank-Wolfe算法求解下层用户均衡模型; 以经典的Sioux-Falls交通网络为例, 对含有3个配送中心、7个需求点的危险货物配送路径优化问题进行案例分析, 以验证模型及其算法的合理性。研究结果表明: 当鲁棒控制参数分别为0、30和60时, 构建的混合算法能分别快速得到3、2和3组鲁棒最优解, 且所有解均为包含具体运输路段和发车时刻的配送方案, 而非配送顺序; 该混合算法与传统两阶段启发式算法相比, 运算时间能节省54.74%。可见, 该混合算法无论是在求解效率上, 还是在解的表达形式上均优于两阶段启发式算法, 能较好地完成不确定环境下危险货物配送路径多目标双层鲁棒优化任务。     

基于改进多尺度排列熵的列车轴箱轴承诊断方法研究

多尺度排列熵作为非线性方法,被广泛应用于时间序列复杂性和随机性的评估之中。由于粗粒化过程中的缺陷会导致熵值精度低、稳定性差,提出了改进多尺度排列熵。通过仿真信号与传统多尺度排列熵方法比较发现,在不同尺度下改进多尺度排列熵方法估计的熵值结果更加稳定,且误差减小。结合马氏距离特征选择与遗传算法优化的支持矢量机模式识别算法,提出了一种智能化的轴承故障诊断方法。通过列车轴箱轴承实验数据进行验证,结果表明该方法可准确识别出不同类型的故障轴承。     

吊舱推进豪华邮轮在波浪中的功率增加预报试验研究

  目的  旨在阐述采用吊舱推进船舶在波浪中的功率增加预报试验方法,并通过模型试验得到目标豪华邮轮在实际海域中的功率增加值。  方法  针对一艘采用吊舱推进的豪华邮轮,在拖曳水池中开展波浪中的自航模型试验研究,通过在缩尺后的吊舱包内安装专为本试验研制的吊舱动力仪,测量吊舱桨发出的扭矩和转速,然后将传统的静水自航试验方法拓展至波浪中,依据ITTC推荐规程对试验数据进行后处理并分析影响试验精度的误差来源。  结果  根据ITTC推荐的扭矩转速法预报得到的目标船功率增加峰值出现在波浪周期12 s附近,当有义波高为2 m时,波浪中功率增加值为554 kW,占静水中功率的比例达18.53%。  结论  所述自航模型试验方法适用于吊舱推进船舶,可用于预报船舶在波浪中的功率增加,可为深入研究船舶在波浪中的推进特性,进一步丰富船舶节能减排的设计优化手段提供有益参考。     

面向弱势道路使用者的多目标运动轨迹预测方法

针对复杂行驶环境下弱势道路使用者（VRU）多目标轨迹预测方法存在的预测精度不足和预测性能不稳定的问题，提出一种基于历史序列信息的面向VRU的多目标轨迹预测方法（Vulnerable Road User Trajectory Predictor， VRU_TP）。首先，为了解决预测精度不足的难题，该轨迹预测方法框架融合时空的多维运动状态特征和多维外观语义特征因子，同时基于外观特征综合考虑目标的运动意图，提取多线索的轨迹预测因子作为各个VRU目标历史轨迹的编码输入。其次，为了克服现有方法预测性能不稳定的难题，在序列到序列的编解码器方法（Seq2Seq Encoder-decoder）的基础上，从网络结构设计和网络优化策略等方面提出适用于VRU轨迹预测的门循环神经网络（GRU）。该网络融合设计的plelu6激活函数，能基于历史的序列信息映射学习未来的轨迹信息，用来提高编解码器对未来轨迹的解码能力。最后，为了验证时空多元轨迹线索和门循环神经网络优化方法的有效性和实用性，在已公开的MOT16数据库和提出的VRU-Track数据库上，采用在图像空间上通用的归一化平均位置偏移（NADE）、平均重叠率分值（AOS）评价指标以及平均成功率（ASR）和成功率曲线（Success Plot）评价指标，并进行试验验证。研究结果表明：在MOT16划分的验证集中，相比于基准方法，NADE下降了19.4%，ASR提高了22.6%；在VRU-Track数据库测试集中，NADE下降了23.0%，AOS提高了17.1%，ASR提高了16.5%；提出的VRU_TP方法减少了预测值与真值之间的位置偏移，增加了预测值与真值的重叠率，提升了各类VRU目标轨迹预测的性能，而验证了该方法的有效性。     

闸室异物对船闸人字门运行的影响及对策分析*

针对船闸运行过程中伴生的闸室异物沉积现象，分析闸室异物对人字门设备运行和通航效率的影响。通过研制人字门底止水防卡阻装置，创新性地提出了一种防止异物掉落卡阻人字门的结构形式。在三峡船闸现场安装后，证明该装置可有效保护人字门运行安全，提高通航效率。该成果具有较大的推广应用价值，可促进船闸行业人字门设计制造技术的发展。     

故障及经济相关下动车组系统动态成组维护策略

为探究不同运量需求影响下动车组复杂系统成组维护策略,基于故障链理论分析部件间故障传递过程,建立故障相关影响下部件可靠度衰退模型。引入运量需求因子描述动态运量需求,建立考虑运量需求的部件维护调整成本模型,基于动态成组方法对部件维护活动进行合并,构建考虑运量需求的动车组复杂系统动态成组模型。算例结果表明:考虑故障相关性对可靠度评估更为科学,同时动态成组方法可以较好的适应运量需求,能够进一步提升动车组系统维修经济性。     

4 000万 t/a炼化一体化项目管道登陆栈桥建设方案对比

为研究不同建设方案对于管道登陆栈桥的影响，结合4000万t/a炼化一体化项目的工程案例，对比上部结构采用预应力混凝土箱梁结构与大跨钢管系杆拱桥+预制小箱梁结构两种方案，从经济性、工程量以及结构耐久性和后期维护等多方面综合考虑，提出推荐方案及施工技术要点。结果表明：通常采用的预应力混凝土箱梁结构施工方便、桩基数量多、安全性较高，且此结构自防腐效果好，后期维护量较少。综合考虑，当产品管道需要登陆栈桥时，对于栈桥方案上部结构设计宜优先使用预应力混凝土箱梁结构。对预应力混凝土箱梁结构进行设计时，应结合实际工程，合理控制预应力张拉时间，准确分析结构的受力特点，采取适宜的预应力技术能够保证施工作业与实际环境相匹配。     

华南滨海环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能研究*

结构易发生由氯盐侵蚀引发的钢筋腐蚀、保护层开裂等耐久性问题，硅烷浸渍技术通过在混凝土表面形成疏水结构能够有效降低氯离子在混凝土中扩散深度，从而延长结构物服役寿命。但是，现有研究大部分是基于室内加速试验或短期野外暴露试验，对于华南滨海实况环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能缺乏报道。采用吸水率测试、腐蚀电化学等方法系统研究华南滨海某硅烷浸渍混凝土结构工程服役12 a的防腐性能。结果显示：硅烷浸渍混凝土在服役期内外观致密、完整，表面疏水能力随服役龄期延长而略有下降；硅烷浸渍疏水层能够降低混凝土中氯离子侵蚀速度而使钢筋长期保持强钝化状态，可延长混凝土结构耐久性服役寿命。