船舶涂装爬壁机器人系统研究及集成应用

提出一种大型船舶开放性工作面涂装爬壁机器人系统理论设计与应用方法,研究系统本体运行机理并获得满足工作特性的两项必要条件,即轮辐磁吸力及双轮驱动力矩的极小值条件。建立涂装机器人系统的功能组成及控制机理,并结合开放性工作面开展无线定位及自主规划方法研究,形成能够适应喷涂作业的机器人在线路径规划算法。并结合实际开展涂装系统集成应用测试,检测并采集系统运行过程中动力学参数,系统空间坐标轨迹路线等,实现了涂装工作路径的实时在线规划。通过试验验证了文中的系统力学特性分析及定位方法的有效性。     

超大型油船新型防泥沙设计

压载舱中的泥沙不仅会对船舶双层底产生额外载荷,还会加速底部构件腐蚀,妨碍检查,而清除淤泥一直是令船东和船员们头痛的难题。文章主要介绍应用于超大型油船VLCC的4种新型防泥沙设计概念,并分析这些设计对船舶设计、审核和建造的影响,重点关注了防泥沙设计中涉及的船体梁设计载荷和局部强度。     

随机风浪下的游艇稳性可靠度计算

建立游艇横摇运动微分方程,利用马尔科夫过程理论和路径积分法进行求解,得到游艇横摇角概率密度函数。借鉴结构可靠性计算方法建立游艇稳性概率计算模型,采用当量正态化法(JC法)求解得到游艇稳性可靠度。实例计算表明:游艇在不同海域下的稳性可靠度存在一定差异,随着外界风浪增大,游艇稳性可靠度呈逐步下降趋势,且都存在一个快速下降的波高区间。该方法能够更科学地评判游艇在不同航行条件下的稳性状况,是游艇稳性横准研究的发展方向之一。     

气动弹簧在绞吸挖泥船低频振动控制中的应用

针对绞吸挖泥船铰刀旋转切削岩石时产生的低频振动问题,基于气动弹簧的结构形式、受力分析及固有频率低的特点,研究气动弹簧在绞吸挖泥船上的应用方案,并利用船体和生活楼的位移反馈信号控制气动弹簧减振系统的工作状态,同时还介绍了船舶设计过程中需注意的问题。     

Locating rental stations and bikeways in a public bike system

To determine the spatial distribution of rental stations and bikeways in a public bike system, this paper proposes a facility location and network design model. The model is developed as a multi-objective programing problem that considers four objectives (minimizing cyclist risk, maximizing cyclist comfort, minimizing adverse impacts on traffic and maximizing service coverage) and multiple constraints (monetary budget, network connectivity, station spacing, bikeway types, station number and value ranges of decision variables). The ε-constraint method solves the programing problem for the public bike system in Daan District, Taipei City, Taiwan. The nine non-dominated alternatives generated are all markedly better than existing locations of rental stations and bikeways. Scenario analysis results indicate that increasing the construction budget for bikeways significantly improves cyclist safety and comfort whilst increasing the adverse impact on traffic. Planners can use this model to develop public bike systems that spatially integrate rental stations and bikeway networks.     

The Storage Space Allocation Problem at a Container Terminal

Due to the asymmetry between the time required to retrieve a container to vessel and the time required to register a container at the gate, the storage space allocation problem solves the best allocation policy of these containers that minimizes the potential number of gantry movements during the assigning process and the future retrieval process. A decision rule-based heuristic is proposed, and three properties are discovered in this research. Comprehensive numerical experiments show that the proposed heuristic can solve the real-sized instances within a second, making it possible to account for uncertainty because the re-optimization effort is negligible. Moreover, when applying the proposed heuristic to a container yard at the Port of Kaohsiung in Taiwan and considering the extreme cases, the heuristic performs even better when the number of containers increases and still requires less than 1 s to solve these extreme cases. Finally, the proposed heuristic can be applied to different layouts of storage space and various material handling machines.     

基于GPS和GSM的清管器智能跟踪系统

为了在清管施工中实时跟踪清管器,设计一种基于GPS系统和GSM通信系统的智能清管器跟踪系统,系统包括发射机、中继器和监控系统。发射机搭载在清管器上持续发射电磁信号和静磁信号,中继器预先埋设在设定的跟踪点接收和转发通过信息;清管器通过跟踪点时,中继器接收发射机发出的信号,精确识别出清管器并将通过时间和跟踪点GPS位置信息通过GSM网络发送至监控系统;监控系统接收到信息后,在监控界面地图上实时显示通过位置和通过时间。清管器卡堵时,系统可及时在地图上指示卡堵区间和到达卡堵现场路径。现场应用表明:该系统实现了清管器智能跟踪,通过时间和通过位置记录精确,降低清管施工中安全风险,节约成本。     

隧道照明节能控制系统研究

综合考虑交通量、环境亮度、行车速度、地理环境等因素,基于隧道照明设计与控制的"全局优化"理念,采用"多模式、多等级、智能化、个性化"的控制策略,开发了能够根据公路隧道内外亮度、照度、车流量、车流特点等环境变换因素,自动进行反馈调整隧道内部照明的智能照明控制系统。估算比对同一隧道在使用节能智能控制系统前后年总能耗可知,与原有控制方案相比,节能智能控制系统综合节电30%。     

高精度石英挠性加速度测量装置的结构设计与研究

加速度测量设备是现代水下航行器操纵控制系统中不可缺少的关键器件之一,其性能的好坏在整个系统中起着关键性的作用.本文首先介绍了石英挠性加速度测量装置的工作原理,然后针对磁场和温度变化影响石英挠性加速度计标度因数和零偏的稳定性问题,提出屏蔽结构设计和温度控制结构设计优化方案,并对优化效果进行预估计算.结果表明,经结构优化后加速度测量装置的测量精度明显提升.     

半潜式海洋平台与供应船尾部发生正碰分析

随着世界上海洋平台的增多,船舶与海洋平台的碰撞事故也随之变多,碰撞事故往往产生巨大损失.为了研究其碰撞规律,本文基于有限元软件Ansys/Ls-Dyna,研究分析不同速度下供应船尾部与半潜式海洋平台的碰撞,碰撞中的流体采用附加质量法处理.为确保计算结果精度,对碰撞的局部区域进行网格细化.计算结果表明,正碰时平台内部结构单元首先发生破坏(内部结构指水平强框处单元),外板失效所需能量比内部结构大;当撞击速度小于破坏速度时,单元没有破坏,但当船回弹时,外板上的板单元产生振动,应力和能量产生短时间波动.