基于船种聚类的航道通过能力量化方法

为准确计算航道通过能力,针对单双向通航方式并存的混合通航航道,建立了基于船种聚类的航道通过能力量化模型.根据海港航道通航管理规则,对不同船舶种类进行分类,通过聚类算法确定船舶种类特征及其分布概率.与传统航道通过能力计算方法相比,对不同种类船舶所占航道资源分别附以不同权重,同时考虑船舶通航方式改变对航道通过能力的影响,能够更加准确地量化航道通过能力.应用天津港大沽沙航道数据进行了实例分析,目前航道实际月通过船舶约为1 905艘次,计算得到大沽沙航道月通过能力为2 350艘次,并且与港口公共混合通航航道通过能力计算结果4 455艘次/月相对比,前者的结果更符合实际情况,后者的结果明显大于实际航道通过能力.结果表明,基于船种聚类的航道通过能力量化方法能更加准确地反映航道实际情况.     

多特征融合的船舶轨迹相异度模型分析与优选

基于船舶自动识别系统轨迹,构建了船舶轨迹静态相异度模型、动态相异度模型以及组合相异度模型,包括轨迹起点和终点相异度模型、轨迹长度相异度模型、轨迹空间分布相异度模型、轨迹航速均值相异度模型、轨迹航向均值相异度模型、轨迹航速标准差相异度模型和轨迹航向标准差相异度模型;采用KNN分类算法进行轨迹分类,分析了单个相异度模型的有效性和时效性,对比了单个相异度模型和组合相异度模型下轨迹分类效果,研究了组合相异度模型中相异度模型的类别和权重对轨迹分类的影响;分别以内河航道和港口水域船舶轨迹进行试验。试验结果显示：在采用单个相异度的情况下,就分类效果而言,轨迹起点和终点相异度模型和轨迹航向均值相异度模型在内河航道和港口水域船舶轨迹分类效果均优于其他模型,而基于轨迹航速均值相异度模型和轨迹航速标准差相异度模型的轨迹分类效果最低,就分类效率而言,基于航速、航向均值和标准差的相异度模型耗时明显低于其他3个相异度模型;采用组合相异度进行轨迹分类,内河航道和港口水域船舶轨迹分类结果的基于精确率和召回率的宏平均值和微平均值均能接近99%;将组合相异度中相异度类别数由4个增加到7个,轨迹分类评估结果进一步得到提高。因此,单个相异度模型中以轨迹起点和终点相异度模型、轨迹航向均值相异度模型以及轨迹空间分布相异度模型分类效果最优且稳定,而轨迹空间分布相异度模型和轨迹长度相异度模型耗时明显高于其他方式,各相异度模型在不同场景中的适应性基本相似,通过增加组合相异度中相异度类别能够提高轨迹识别效果。     

浅议从节能减排到供热计量

供热计量改革是供热行业非常关心的热点话题,它既关系到国家节能减排政策的实施,又关系到供热事业的生存与发展,各供热公司、设计部门、计量服务单位以及热表生产厂家都为此做了大量工作。供热计量是供热改革的关键问题,实践证明,该工作复杂而艰巨,对此应进行深入研究,积极稳妥的推进此项工作。     

基于双延迟深度确定性策略梯度的船舶自主避碰方法

为满足智能船舶自主航行的发展需求,解决基于强化学习的船舶避碰决策方法存在的学习效率低、泛化能力弱以及复杂会遇场景下鲁棒性差等问题,针对船舶避碰决策信息的高维性和动作的连续性等特点,考虑决策的合理性和实时性,研究了基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）的船舶自主避碰方法。根据船舶间相对运动信息与碰撞危险信息,从全局角度构建具有连续多时刻目标船信息的状态空间;依据船舶操纵性设计连续决策动作空间;综合考虑目标导向、航向保持、碰撞危险、《1972年国际海上避碰规则》（COLREGs）和良好船艺等因素,设计船舶运动的奖励函数;基于TD3算法,根据状态空间结构,结合长短期记忆（LSTM）网络和一维卷积网络,利用Actor-Critic结构设计船舶自主避碰网络模型,利用双价值网络学习、目标策略平滑以及策略网络延迟更新等方式稳定网络训练,利用跳帧以及批量大小和迭代更新次数动态增大等方式加速网络训练;为解决模型泛化能力弱的问题,提出基于TD3的船舶随机会遇场景训练流程,实现自主避碰模型应用的多场景迁移。运用训练得到的船舶自主避碰模型进行仿真验证,并与改进人工势场（APF）算法进行比较,结果表明：所提方法学习效率高,收敛快速平稳;训练得到的自主避碰模型在2船和多船会遇场景下均能使船舶在安全距离上驶过,并且在复杂会遇场景中比改进APF算法避碰成功率高,避让2~4艘目标船时成功率高达99.233%,5~7艘目标船时成功率97.600%,8~10艘目标船时成功率94.166%;所提方法能有效应对来船的不协调行动,避碰实时性高,决策安全合理,航向变化快速平稳、震荡少、避碰路径光滑,比改进APF方法性能更强。     

基于光斑跟踪的夜间航行船舶跟踪方法

针对当前普通摄像头对夜间航行船舶检测研究方面的不足,提出一种基于光斑检测和跟踪的方法,实现夜间航行船舶检测。采用边缘检测算子(Laplacian of Gaussian, LOG)对视频图像光斑进行检测,采用阈值化方法对光斑进行过滤;Kalman滤波算法对多光斑目标进行跟踪,通过对光斑进行标记,判断光斑的属性,从而实现光斑的新增和删除。以实际夜间船舶航行监控视频为例进行方法验证,结果表明:该方法能对夜间船舶进行有效检测和跟踪,从而验证采用光斑跟踪的方法能提高夜间船舶的检测精度。     

自主运输系统安全研究——ESREL 2018国际会议综述

近年来,自主系统在交通领域的应用被视为未来交通行业竞争和可持续发展的关键因素,其安全性也越来越被关注.第28届欧洲安全与可靠性会议(28th European Safety and Reliability Conference,ESREL 2018)在挪威科技大学召开,主题是变革中的安全界.针对自主运输系统安全这一内容,对390篇会议论文进行了的梳理,重点介绍了自主运输系统方面的15篇论文,结合国内外的文献详细阐述了自主运输系统分别应用于道路,铁路和水路的发展现状和安全研究的前沿问题.并基于这3个方面对自主运输系统的标准制定、人为因素、软硬件可靠性等风险评价中的热点问题进行了分析,展望了未来自主运输系统安全研究的发展趋势,提出了人因、风险分析方法、而通信及软件安全是未来自主运输系统安全研究可能的研究热点.      

海港航道船舶航速控制标准量化方法

为协同提升海港航道通航安全与通航效率,运用船舶漂移计算方法、富余水深计算方法和跟驰理论提出一种海港船舶航速控制标准量化方法。根据航道水深的垂向约束,考虑船舶航行时的富余水深,建立基于船舶下沉量的最大控制航速计算模型;根据航道宽度的横向制约,分别考虑单、双线航道的通航模式,建立基于风流漂移量的最小控制航速计算模型;根据船舶纵向安全间距需求,考虑最大和最小控制航速计算模型,提出基于跟驰理论模型的航速控制范围确定方法;应用天津港主航道数据对提出的方法进行案例分析。结果表明：海港航道航速控制标准取决于船舶类型、船舶吨级等要素,不同航段宜采取不同的航速控制标准。该研究对于海港航道船舶航速控制标准的确定有一定的应用价值。     

从 ESREL2015国际会议的动态展望交通安全发展

介绍了第25届欧洲安全与可靠性会议(25 th European Safety and Reliability Conference,ES-REL 2015)的概况。通过对该次国际会议大会报告内容的分析及发表论文的分类统计,从系统安全研究的角度出发,探讨了柔性理论、安全评价理论、不确定性理论等安全与可靠性领域的研究热点问题,并阐述了上述理论及技术在交通领域的应用情况。最后,基于安全与可靠性领域的热点问题,展望了交通系统安全风险防控的发展趋势,并提出了基于柔性理论构架的交通系统安全评价框架和步骤。     

低温热水地面辐射采暖的探讨

根据多年设计和供热运行实践,以及对本地区多家供热施工、运行企业技术现状的了解,阐述了目前在住宅采暖工程中,低温热水地面辐射采暖的常见问题,以供参考。