潜水救捞发展现状与展望——第四届国际潜水救捞与海洋工程技术论坛综述

伴随着我国海洋经济的快速发展和海洋资源开发活动的日益活跃,潜水打捞在国家应急保障体系中的作用凸显.第四届国际潜水救捞与海洋工程技术论坛在此背景下由中国潜水打捞行业协会主办召开.通过对论坛报告内容的梳理和总结,探讨了沉船整体打捞工程、水下装备、"智慧海洋"战略展望、灾害应对与环境保护以及涉海法律法规等当前行业关注的多个方面的热点话题,结合我国救捞力量发展历程与现状,分析并展望了大型救捞船舶、水下高精度感知、大深度潜水、水下潜航器、仿真演练与辅助决策及水下作业工具等关键技术与装备的发展趋势.     

公交客车分区域站立密度分布特征

为分析公交客车车厢内站立密度分布的不均匀性,通过调查西安7条线路平峰、高峰的客流量,提出了车厢内站立乘客流的变化特征.基于不同座椅布置模式,分析了不均匀性的起因、分布特征及相互间的关联性,确定了各特征区间内的最大站立密度区域,分析了在乘客选择站立区域的倾向性.结果表明,第一次驻足在B区域和C区域的选择倾向性比重占93.23%;当车厢平均站立密度ρ超过6人/m2时,"轴距1+1后通道1+1"和"轴距1+1后通道2+2"座椅布置的最大站立密度区域分别是B区域和C区域;选择C区域站立的倾向性比重在车厢内站立密度ρ不超过2人/m2时降幅明显,当乘客选择倾向性比重降至40% 后降幅趋缓.     

座椅布置选型对公交客车站立密度的影响

为选取合适的公交客车座椅布置匹配公交线路,阐述了公交客车站立密度的调查方法,提出了公交客车站立密度和调度发班间隔的计算模型,通过参照轨道交通设计规范的站立密度阈值范围规定,分析了所调查的7条线路站立密度分布的合理性和变化特征.通过不同发班间隔和座椅布置来适配固定客流,分析了站立密度随发班间隔和座椅布置变化的分布规律,建立了站立密度适应系数计算模型并分析了模型的数理特征,对比了不同座椅布置车辆适配平峰客流后的适应状况.结果表明,"轴距1+1 ,后通道2+2"能够较多地释放出有效站立空间,5人/m2以上的站间数比重最小,体现了收敛状态,能在满足较短站立时间的同时使乘客能够获得座位的几率增大.     

船舶主机能效模型

根据船、机、桨关系, 以船舶动力装置的能量传递为基础, 基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象, 根据船体与主机参数, 利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装了油耗仪等传感器, 采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据, 并计算了主机的实际能效。针对实船采集数据, 分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型, 计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效, 比较分析了实测数据与仿真结果, 并对模型进行了验证。验证结果表明: 航道水流速度偏度为-0.033, 总体服从正态分布; 船舶实际主机能效与对水航速之间不是一一对应关系, 而是相关系数为0.824的散点分布; 船舶主机能效模型能够精确地表征船舶在航行过程中的主机能效水平及其变化规律, 误差不大于10.5%。     

基于固有匹配对数据的交通事故致亡风险因素分析

机动车乘员在道路交通事故中死亡风险的大小受到很多因素的影响.为分析交通事故中致亡因素的非线性效应,在美国交通事故死亡分析报告(FARS)的数据基础上,对机动车乘员的事故结果进行匹配筛选,得到了固有匹配对数据.进而以相对死亡风险为衡量指标,通过非参数logistic回归的方法揭露了性别、年龄、安全带的使用情况以及座椅位置4个因素对致亡伤害的深层次影响机理,有望为交通安全政策的制定和交通安全措施的实施提供重要依据.除此之外,非参数logistic模型能够揭露年龄作为连续变量的重要非线性影响.研究结果表明,固有匹配对的数据结构能够排除外界因素对模型的干扰,且性别、年龄、安全带的使用情况以及座椅位置4个因素会对交通事故中机动车乘员死亡风险的大小造成显著影响.女性的死亡风险相对男性高出15.9%(对数值);使用安全带可以降低74.8%的死亡风险(对数值);死亡风险随机动车乘员年龄增长呈上升趋势;小汽车的后座左侧和后座中间位置是最安全的位置.     

面向人机协同共驾的驾驶行为短时预测方法研究

通过实时感知交通场景下的汽车相对运动状态和行车安全信息,对驾驶人的操纵行为进行短时预测,进而为人机协同驾驶中主权切换的模式与方法提供依据.基于线性最优二次型方法建立了典型驾驶意图下的驾驶操纵序贯链优化目标函数,通过求解目标函数得到驾驶人操纵行为对车辆运动状态的改变量,并结合运动学CA模型提出了驾驶操纵行为短时预测模型.运用统计检验分析实车试验和所提出的模型得到的仿真试验驾驶输入之间的差异程度.实车实验的统计检验结果表明,不同驾驶工况下的驾驶输入差值的配对样本T检验的T统计量分别为1.96,0.1,1.36,均小于其T临界检验值.所提出的模型能较好的模拟实际驾驶操纵行为特征,并能对驾驶人操纵行为进行准确的短时预测.     

应对空中交通管理服务突发事件的航空器动态接管方法

应对空中交通服务突发事件的航空器接管方案是我国空管应急体系的重要内容,现行方式由相邻管制扇区独立接管失能扇区中的全部航空器,在一定程度上加剧了接管扇区管制员的工作负荷,容易产生安全风险。考虑接管中航空器的有效通讯范围,以及管制员工作负荷水平与航空器疏散时间的共同影响,制定了以接管失能扇区中航空器的总代价最小为目标、管制员负荷增量上限为约束条件的动态接管方案。将航空器视为飞行状态网络中的节点,在三维空间中建立空域失能瞬间的动态接管模型;基于MATLAB构建终端区失能瞬间的仿真空域场景,通过计算代价函数输出接管各航空器的扇区编号;以终端区内的管制员平均负荷和航空器脱离失能扇区的平均时间作为检验指标,对比分析了动态接管方案与现行方案的应用效果。通过仿真发现：该方案与由各扇区独立接管的现行方案相比,尽管少量航空器由于有效通讯范围无法被最优扇区接管,但管制员的平均负荷分别降低了9.8%、12.2%、18.6%;同时,航空器的平均疏散时间减少了56.8%、56.3%、64.0%。动态接管方案既考虑了航空器在紧急事件突发瞬间的位置因素,又满足了管制员负荷增量水平的安全需求,实现了对失能空域内航空器的灵活接管,为空管单位制定更加合理的应急处置策略提供了参考依据。     

UUV航迹跟踪的双闭环Terminal滑模控制

针对模型参数不确定及存在外界海流扰动情况下全驱型无人水下航行器(UUV)的航迹跟踪问题,提出了一种双闭环Terminal滑模控制方法。首先,为了防止UUV位置和姿态跟踪控制出现超调量过大的问题,在外环中引入位置和姿态负反馈,设计了UUV的参考速度作为镇定UUV位置和姿态跟踪误差的虚拟控制律。然后,在内环中将虚拟控制律作为跟踪目标。考虑到传统滑模控制会出现“抖振”现象,采用Terminal滑模控制方法,在消除“抖振”的同时,使滑模面上的速度跟踪误差在有限时间内收敛到稳态。最后,运用Lyapunov稳定性理论证明了该双闭环Terminal滑模控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制方法能够实现UUV对空间航迹的精确跟踪。     

一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究

  目的  研究准零刚度隔振器各系统参数对隔振性能的影响,可为其应用于隔振系统提供攻关方向。  方法  以线性隔振、准零刚度隔振组成的双层隔振系统和两自由度等效线性隔振系统为对象,分别建立动力学模型;采用平均法推导谐波力激励条件下2个系统的功率流传递率,证明前者比后者有更好的隔振性能,并提出增强双层隔振系统隔振效果的方法。  结果  研究表明,双层隔振系统第2阶共振频率对应的功率流传递率最大值小于1,意味着其在第2阶共振频率附近范围内仍具有隔振效果,从而克服了两自由度线性隔振系统的缺点。  结论  双层隔振系统可通过适当减小阻尼比、质量比和刚度比来提高其隔振性能,且比等效线性隔振系统的低频隔振性能更好。     

CNG公交客车燃料消耗量计算方法

分析了CNG公交客车的燃料消耗量测试参数, 确定了流量计的安装位置; 基于安装位置的固定气压范围, 考虑到驾驶节能技术水平与乘坐人数的影响, 提出了CNG质量流量的计算方法; 通过场地测试, 验证了CNG质量流量与燃料温度、燃料压力之间的非线性关系, 以及与环境温度、气瓶出口端压力的关系; 通过运营测试, 分析了CNG质量流量修正前后的差异, 并验证了测试方案的可行性。研究结果表明: 受测试气压的限制, 流量计唯一的串接位置是减压阀的出口端与低压燃气滤清器之间, CNG经过减压阀后的出口压力基本稳定在0.80~0.95 MPa之间; 在运营测试结果修正中, 驾驶节能技术的影响最大, 最大偏差可达4%, 受测公交线路的驾驶节能技术水平有87.6%的相对值介于0.9~1.1, 离散度较低; 当环境温度升速为4.0~4.3℃·h^-1时, 燃料温度的变化速度基本波动于±0.61℃·h^-1之间, 证明了燃料温度对环境温度的变化不敏感; 气瓶出口端压力与燃料压力没有必然联系, 其数值的减小不会影响CNG质量流量的变化; 在0.80~0.95 MPa的燃料压力下, 测试位置的CNG当量密度基本稳定在6.1kg·m^-3, 连续测试30km后, CNG质量流量计算值与实测值误差小于5%;经对CNG质量流量修正后, 3辆测试车CNG质量流量的变化幅度分别为1.88%、-4.04%和1.71%, 因此, 采用CNG质量流量计算CNG消耗量更为精确。