基于改进YOLOv5的雾霾环境下船舶红外图像检测算法

从监控图像中准确检测船舶对于港区水域船舶交通智能监管具有重要意义。为解决雾霾条件下传统YOLOv5目标检测算法对船舶红外图像检测准确率低、小目标特征提取能力弱等问题,提出了基于Swin Transformer的改进YOLOv5船舶红外图像检测算法。为扩大原始数据集的多样性,综合考虑船舶红外图像轮廓特征模糊、对比度低、抗云雾干扰能力强等特点,改进算法提出基于大气散射模型的数据集增强方法;为增强特征提取过程中全局特征的关注能力,改进算法的主干网络采用Swin Transformer提取船舶红外图像特征,并通过滑动窗口多头自注意力机制扩大窗口视野范围;为增强网络对密集小目标空间特征提取能力,通过改进多尺度特征融合网络（PANet）,引入底层特征采样模块和坐标注意力机制（CA）,在注意力中捕捉小目标船舶的位置、方向和跨通道信息,实现小目标的精确定位;为降低漏检率和误检率,采用完全交并比损失函数（CIoU）计算原始边界框的坐标预测损失,结合非极大抑制算法（NMS）判断并筛选候选框多次循环结构,提高目标检测结果的可靠性。实验结果表明：在一定浓度的雾霾环境下,改进算法的平均识别精度为93.73%,平...     

新冠肺炎疫情对中国国际航运网络空间格局影响分析

基于2020年2月—5月全球航线班轮运输服务信息,对新冠肺炎疫情影响下中国国际集装箱航运网络空间格局的变化开展研究.考虑新冠肺炎疫情发展动态,基于全球主要航运公司往来中国的集装箱班轮运输服务信息及航线的名义舱位,构建了新冠肺炎疫情下中国际集装箱海上运输的有向加权复杂网络模型,从中国国际航线集装箱运力、航运网络拓扑结构特征以及港口和航线的地位3个方面对疫情期间中国国际航运网络空间格局的动态变化情况进行了定量分析.航线运力的分析结果表明,疫情爆发初期,中国国际集装箱运力损失超过50%,随着中国对疫情的积极控制,2020年第6周—第12周航线运力逐渐恢复,随后由于疫情的全球蔓延,中国对外出口海运运力再次出现波动下降趋势;网络建模及拓扑特征指标分析结果表明,疫情对中国国际集装箱航运网络的空间格局造成了严重冲击.其中,航运网络平均度值下降了23.73%,聚集系数下降了26.4%,平均路径长度下降了19.0%.      

基于模糊层次分析法的枯水期长江通航风险评价研究

长江干线水路运输在服务沿江经济发展的同时,其通航风险也得到了越来越多的关注,特别是枯水季节带来的航道出浅、船舶搁浅等问题.文中结合离散模糊集和层次分析法,利用专家调查数据从人、船舶、环境和管理4个角度对可能影响枯水期长江干线水上交通风险的因素进行了逐层分析.研究结果表明,遵守法律法规、船员适任、通航尺度以及船舶适航这4个因素对枯水期通航风险的总贡献率达到了55%以上,是枯水期长江通航风险的关键要素.利用风险识别的结果对风险控制方案的效用进行了比选,实现了基于风险评价的决策支持.      

基于AHP的船舶核动力装置故障及安全性分析

针对民用核动力船舶运行的安全性问题,运用层次分析法(AHP)对目标船型为50万t级的核动力矿砂船进行了安全性分析.基于民用核动力船舶动力装置系统的特点,分别建立了民用船舶核动力装置一回路系统和二回路系统的递阶层次模型,并制定相应的指标评分准则,进行风险评估.应用层次分析法进行安全性分析,能避免民用核动力船舶数据缺失等问题,为开展船用核动力装置故障分析开辟了新的思路.研究结果表明:安全注射系统(RIS)、化学和容积控制系统(RCV)、控制棒系统及燃料包壳系统是一回路系统中的关键风险要素;二回路系统中汽动给水泵系统、电动给水泵系统、主给水流量控制系统和高压给水加热器系统为关键风险要素.针对安全性分析找到的关键风险要素提出相应的应对措施,能提高民用核动力船舶应对海上风险状况的能力.      

基于贝叶斯网络的船舶自沉事故后果预测

针对船舶自沉事故频发的问题,提出一种基于贝叶斯网络的模型预测船舶自沉事故后果和评价船舶自沉事故应急措施。该模型从人、环境、船舶和管理等4个方面综合分析影响船舶自沉事故后果的因素,并对28起自沉事故进行案例分析。研究结果表明,该模型能充分利用船舶自沉事故发生时的主客观信息,对船舶自沉事故后果进行有效预测,并对事故应急措施进行较为客观的评价,为决策降低船舶自沉事故后果提供理论支撑。     

水路交通技术发展趋势

对水路交通技术趋势相关文献开展文献计量分析,从主要研究国家、作者与关键词等方面梳理了研究脉络;综合国内外水路交通发展指导政策、前瞻报告与典型案例,分析并总结了水路交通技术发展现状,研判了未来水路交通技术发展趋势。研究结果表明：水路交通技术将朝着以下5个方向发展。在水路运载工具方面,运输船舶逐步少人化,内河、近海、深远海船舶发展趋于谱系化;在航运基础设施方面,航道设施、能源供给、信息网络发展趋于一体化,并且船岸协同能力增强,船舶远程操控可实现,岸基船舶控制中心建设成为水运基础设施重要组成部分;在船舶动力方面,日趋严格的减排目标推动船用清洁能源发展,船舶动力系统将呈现多能源化和电动化;在船舶航行方面,多船协同运输可提高运输效率,内河、近海船舶编队航行成为运输新模式;在海事监管与安全方面,智能系统的应用使船舶人因事故逐步降低,智能无人系统救援成为现实。研究成果可以有效指导水路交通系统的未来规划、设计、建设与应用,为培育和发展水运新业态,逐步实现未来新一代航运系统提供有力支撑。     

基于粒子群-遗传优化算法的船舶避碰决策

为能在开阔水域中提升船舶驾驶员在多船会遇场景下的避碰决策能力,按照国际海上避碰规则(Convention on the International Regulations for Prerenting Collisions at Sea,COLREGs)的要求,综合考虑船舶航行的安全性与经济性,提出一种基于粒子群-遗传(Partide Swam Optimization-Genetic Algorithm,PSO-GA)的混合优化避碰决策算法。基于最近会遇距离(Distance of Close Point of Approaching,dCPA)和最近会遇时间(Time to Close Point of Approaching,tCPA)确定船舶碰撞危险度(Collision Risk Index,ICR)的计算方法,基于转向幅度与航行时间建立避碰决策目标函数。基于PSO-GA算法具有提高收敛精度和加速全局寻优的特点,当ICR≥0.5时,启动PSO-GA算法,获得让路船舶在全局范围内的最佳转向幅度和在新航向上的航行时间。仿真结果表明:与单独使用PSO或GA算法相比,PSO-GA算法能够以较少的迭代次数找到安全经济避碰航线。提出的避碰决策算法能够为船舶驾驶人员在避碰决策中提供参考,有助于提升船舶航行的安全性和降低船舶碰撞事故发生的风险。     

基于共轭贝叶斯模型的长江干线江苏段碰撞事故定量分析

对船舶碰撞风险的定量分析对于深入理解事故规律、避免事故的发生具有重要意义.以长江干线江苏段2012—2016年945起船舶碰撞事故或险情数据为例,对6个区域进行碰撞风险评估研究,建立相对事故贝叶斯模型,分析通航水域、航行状态和会遇情景3个指标下不同航行情景的相对风险关系.利用共轭贝叶斯方法,对江苏段船舶碰撞风险进行建模分析.研究发现,根据专家意见和事故数据进行风险评估的结果并不十分一致,深水航道、顺航道航行等普遍认为风险较低的情景,数据分析显示风险较大,这与数据的不完整性有关.当未来有更多数据时,可以对结果进行迭代更新,不断提升评价结果的精度和可靠性.      

极地冰区船舶航运的发展动态与展望——POAC 2017国际会议综述

近年来,极地冰区航运成为关注热点,第24届北极条件下港口和海洋工程国际会议(The 24th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions)的召开旨在为广大极地航运的专家学者提供相互交流学习的平台.从北极冰区港口和海洋工程安全保障技术角度,对本次国际会议的报告内容进行介绍和分析,并从多角度详细阐述了北极海冰遥感监测技术、北极冰区冰载荷分析、极地规则与法律和极地船舶航行风险评估等研究的发展前沿,对当今世界上极地研究的核心脉络进行梳理和把握.针对极地冰区船舶航行及安全保障的研究热点,展望了极地冰区航运研究的发展趋势,并对未来极地冰区船舶航行的研究重点提出建议,旨在抓住极地船舶航行的发展机遇.      

从第13届PSAM国际会议的动态展望概率安全评估发展

自2015年东方之星翻沉事故和天津港爆炸事故发生后,交通安全研究越来越受到学术界的广泛关注和重视.介绍了第13届概率安全评估和管理国际会议(13 th International Conference on Probabilistic Safety Assessment and Management,PSAM 13)的概况.通过对该国际会议的大会报告和所发表论文进行分类统计,围绕系统安全研究的主题,对概率安全评估、人因可靠性分析、工业安全、交通运输安全和不确定性等研究热点问题的总结.旨在探讨"一带一路"大背景下,如何通过概率安全评价等理论的研究提高交通系统安全水平.对交通系统概率安全评估未来的发展趋势和目标进行探讨,提出了基于概率安全评估的交通系统安全评价框架,为预防交通事故、提升交通系统安全水平提供帮助.