基于模糊故障树的长江LNG船舶装卸作业风险预测

为了评估LNG进江船舶装卸作业风险,研究了基于模糊故障树的风险定量预测模型.该模型采用模糊集合理论与专家语言判断相结合的方法来量化基本事件发生的可能性,克服了我国长江LNG船舶装卸事故数据库不完善的问题.对192起LNG船舶历史事故数据进行统计分析,查阅国内外LNG货物装卸操作相关资料,辨识装卸作业过程中存在的风险源.结合长江通航环境特征建立LNG船舶装卸作业故障树,明确装卸作业失效的各种可能途径.模糊化过程用一致性决策方法综合专家意见,通过去模糊化输出过程得到顶事件概率,求得基本事件的模糊重要度系数.选取长江江苏段某L N G码头进行验证.结果表明,该码头装卸作业失效风险为4.559×10-4每船年,该值位于国际海事组织(IMO)规定的社会风险可接受范围内,高于全球LNG船舶装卸作业事故统计频率2.64×10-4每船年,装卸作业风险与沿海港口存在差异性,该结果可以为主管机关制订L N G船舶进江政策提供支撑.     

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.     

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。     

正则化技术在状态空间载荷识别中的应用

  目的  船舶减振技术经过几十年的发展,降低艉部激励引起的桨—轴—船体振动辐射噪声成为我国现阶段船舶声隐身的紧迫任务。  方法  针对船舶艉部激励耦合振动噪声问题,从船舶螺旋桨激励力特性、桨—轴—船体耦合振动噪声特性及其控制方法3个方面对当前研究进展与发展趋势进行综述,  结果  得到了船舶艉部激励与桨—轴—船体系统振动噪声的映射关系,并提出了针对低频振动噪声的控制方法。  结论  在此基础上对在螺旋桨非定常力测试、艉轴承摩擦诱导振动机理和桨—轴系统横向振动控制等方面提出进一步开展研究的建议。     

新型高温/超高温热障涂层及制备技术研究进展

  目的  为了梳理燃气轮机热障涂层服役过程中的高温腐蚀问题,  方法  对燃气轮机热障涂层腐蚀类型和提高抗腐蚀性能的方法分别进行了归纳分析,并展望了提高热障涂层抗腐蚀性能的发展方向。  结果  经归纳分析,燃气轮机热障涂层腐蚀类型主要包括：陶瓷层高温相变、粘结层氧化、盐雾腐蚀、CMAS腐蚀以及燃料杂质腐蚀。提高热障涂层抗腐蚀性能的方法主要有：发展新的抗高温腐蚀涂层材料、进行涂层表面防腐处理、改变涂层系统结构以及提高燃气轮机辅助清洁功能。  结论  未来开发性能优异的新材料仍是提高热障涂层抗腐蚀性能的主要方向,而改进涂层结构设计、材料纳米化对提升热障涂层抗腐蚀性能有很大潜力。随着陶瓷基复合材料的发展,对涂层的高温腐蚀研究将逐步从热障涂层转向环境障涂层（EBC）。     

高精度快速非线性离散跟踪微分器

针对船舶在海上作业时动力定位控制系统需要精准定位的问题,提出基于改进跟踪微分器的自抗扰控制器,解决线性自抗扰控制器由于省略跟踪微分器而降低系统动态性能的问题。结合线性与非线性跟踪微分器的优点,设计能够较好跟踪微分信号,且能降低噪声对系统影响的改进跟踪微分器,从而构成新型线性自抗扰控制器。仿真实验结果表明,相比于传统的线性自抗扰控制器,基于改进跟踪微分器的LADRC有较强的鲁棒性和自适应性,且超调小、响应快、抗扰能力强。     

以功能为导向的舰船建造质量控制方法

长期以来,由于舰船建造工程浩大、过程复杂、工艺繁多,人们对于建造质量如何影响舰船可靠性缺乏系统性的研究。为实现对考虑建造质量影响的舰船可靠性的科学预测和有效控制,从舰船总体功能的角度出发,在现代造船模式背景下,针对舰船建造提出一种以功能为导向的质量控制（FOQC）方法。融合舰船目标功能、质量参数、建造工艺因素,提出舰船建造可靠性预测模型。建立工艺—质量参数及质量参数—特征功能可靠性模型,对预测模型进行量化计算,获得建造质量对舰船可靠性影响的定性与定量分析,并依据分析结果,对关键质量点与关键工艺环节进行控制与优化。以某舰船轴系安装为实例进行分析,验证了方法的可行性与有效性,可为舰船建造质量的定量化检验与评价提供基础性方法的原理指导。     

舰船备件配置研究现状与思考

备件是舰船装备进行正常检修或应急修理的保障性物资,舰船备件配置水平的高低直接影响舰船装备保障的能力与费用。在舰船维修体制分析的基础上,通过对国内外舰船备件配置文献的梳理研究,依据不同的理论基础与数学模型,总结基于历史数据、METRIC理论和系统可靠性的配置方法,并对这些方法的优势与不足进行分析对比。在此基础上,提出考虑部件重要度、混合约束下的多目标优化以及备件共用策略优化这3个舰船备件配置研究未来的发展方向。     

混合式航空货运网络优化

为了优化具有点-点式与轴-辐式混合特征的航空货运网络, 基于航空货运企业的OD流量, 构建了双层优化模型。上层模型以货运企业总运输成本最小为目标, 优化航空货运网络结构与配置运力, 下层模型计算均衡状态下各航段上的货物流量。选取顺丰航空服务的14个城市的相关数据对双层优化模型进行验证, 以设置4个枢纽机场为前提, 分别对使用4、5、6架全货机的货运情况进行分析。分析结果表明: 3种情况下北京、上海、南京、深圳4个机场均被设置为枢纽机场; 当使用4架全货机时, 全货机分别被安排在北京-南京、北京-深圳、上海-深圳、南京-深圳的航段上, 4个枢纽机场的快件中转率分别为24.3%、24.2%、47.8%、14.9%, 南京机场的快件中转率最大, 深圳机场最小; 当使用5架全货机时, 第5架全货机被安排在北京-上海航段上, 其余4架全货机的航段没有变化, 4个枢纽机场的快件中转率分别为38.6%、50.9%、44.3%、11.9%, 上海机场的快件中转率最大, 深圳机场最小; 当使用6架全货机时, 各枢纽机场间的航段上都有全货机, 4个枢纽机场的快件中转率分别为38.5%、74.0%、79.5%、10.2%, 南京机场的最大, 深圳机场的最小。可见, 南京是典型的中转型枢纽城市, 而深圳是典型的腹地型枢纽城市; 货运需求大的城市的机场易被确定为枢纽机场; 枢纽机场与非枢纽机场都可能中转货物; 距离较近的2个机场可能会同时被确定为枢纽机场。     

公交专用道选址与公交线网组合优化模型

提出了基于公交走廊的专用道选址和公交线网同步调整的组合优化设计思路, 并构建了双层优化模型, 上层模型以最小化用户出行成本、公交运营成本和最大化线路运营效率为目标, 寻找最优的专用道选址与公交线网优化组合优化方案, 下层模型以最小广义出行成本为目标, 进行小汽车和公交车的客流分配。利用遗传算法对模型进行求解, 通过算例对模型的有效性和实用性进行验证, 并对模型的关键参数进行灵敏性分析。分析结果表明: 优化后线路覆盖站点率为100%, 覆盖63个路段, 路段覆盖率为76%;路网总出行成本为525 147元, 比现有总出行成本655 282元降低了20%;公交线网效率目标值为234人次·h^-1, 比现有公交线网效率179人次·h^-1提高了31%。可见, 基于公交走廊的专用道选址与公交线网组合优化方案明显优于单一优化公交专用道选址与单一调整公交线网方案, 能够更好发挥公交走廊的网络效益。