基于鲁棒性的船体中横剖面多目标优化

工程应用中在进行鲁棒性优化设计时,要求所求出的解既要具有较高的质量,又要满足一定的鲁棒性要求。将鲁棒性优化问题转化为一个双目标的优化问题,即一个目标为解的最优性,另一个目标为解的鲁棒性,并针对一艘最大应力接近许用应力的多用途船进行基于鲁棒性的中横剖面优化设计。首先,用支持向量机的方法建立船体舱段的近似模型,用于求取舱段的最大应力,并结合蒙特卡罗积分的思想构造出表示最大应力鲁棒性的函数;随后,以最大应力最小和最大应力的鲁棒性函数值最小为目标函数,设计出一种求解鲁棒性最优解的粒子群多目标优化算法。优化结果不仅能降低船体结构的最大应力,同时还可较大程度地提高最大应力的鲁棒性,证明了该方法的可行性。     

水面无人艇避碰方法回顾与展望

  目的  提出一种实现无人水面艇（USV）在高速航行时自动规避障碍物的方法。  方法  将双向搜索树（Bi-RRT）算法与速度障碍法相结合,得到基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法。针对Bi-RRT算法扩展操作中父节点延伸方向位于锥形碰撞区内的情况,提出避碰危险度系数与障碍物排斥向量,使父节点延伸方向有远离障碍物中心的趋势。同时,针对算法实时性问题,提出两棵搜索树并行延伸扩展的方式,以及当父节点延伸方向位于锥形碰撞区外时触发的目标吸引向量,以加速算法收敛。  结果  结果显示,采用上述改进方法设计的算法搜索树延伸失败次数降低,规划的避碰路径短且更加平滑。  结论  该改进Bi-RRT算法实时性强、路径规划质量高,对实际工程应用有重要意义。     

船用柴油机智能报警监控系统的设计

  目的  船舶轴系监测系统具有监控对象多、测试数据量大和存储空间需求大等特点,如果存储方案不合理,数据未预先统计和分类存储,会导致数据不便于检索、计算和分析。为此,提出针对测试数据的批量统计特征数据及分表存储的方法。  方法  在现有数据库的基础上,设计时间序列特征数据表和汇总表,以及统计测试数据的均值、极值、标准差、偏度等的流程;采用仿真对比,选择均值和偏度作为特征向量;通过DBSCAN聚类设计传感器数据异常识别算法,验证对传感器系统异常数据的识别效果。  结果  结果表明,所提方法对异常数据的识别效果较好,  结论  可适用于实际测试系统的特征数据提取。     

基于Contourlet变换和多尺度Rentinex的水下图像增强算法

  目的  水下图像是水下视觉感知技术领域应用的基础,由于水对光的吸收以及水中颗粒对光的散射作用,使水下图像具有对比度低、边缘模糊等特点,导致图像质量下降。为此,提出一种削弱水介质对水下图像影响的图像增强算法。  方法  首先,研究了水下成像数学模型,并且依据Lambert-Beer定律推导出了未退化的图像数学模型。其次,利用红色暗通道先验（RDCP）理论得到未退化图像模型中的红色暗通道透射率图像,并通过引导滤波算法对该图像进行滤波细化处理,获得了对比度比较高的未退化图像。然后,针对去模糊后水下图像对比度仍然不理想的情况,采用对比度受限直方图均衡化算法（CLAHE）提升水下图像对比度。  结果  基于常用图像评价标准,通过实验评价了本文算法的有效性,  结论  本文算法能够显著提升水下图像信息熵、对比度和平均梯度,更能凸显图片信息的细节特征。     

三相不平衡度算法的比较研究

  目的  船舶照明配电三相平衡设计是照明系统设计中的重要工作,为提高三相平衡设计的效率和精度,提出基于改进模拟退火（SA）算法的三相平衡优化设计方法。  方法  首先,归纳下级照明分配电箱和上级配电板这2个级别的三相平衡设计最优化模型;然后,对模拟退火算法产生新解的过程进行改进,进而将其用于求解船舶照明分配电箱和配电板的三相平衡设计;最后,采用Matlab平台进行实船验证。  结果  结果表明,采用该方法可以在1 s以内完成4个分配电箱及上级配电板的三相平衡优化设计。  结论  所提方法可用于代替传统照明配电设计中负载三相分配的繁重工作,提高照明系统设计效率。     

一种新型船舶智能载重测量仪的研究与应用

针对船舶货物卸载重量计量难的现状,开发了一种新型的船舶智能载重测量仪,并提出一种结构树编码免疫辨识算法实现船舶重量模型的辨识,该测量仪通过检测船体前后左右四个位置的吃水深度,精确计算船舶重量、船体倾斜度等数据,实现船舶卸货计量的智能化与自动化.在散装水泥运输船上的应用实践表明,该测量仪能实现比较理想的测量精度,误差小于0.5%,完全能满足船舶运输中对中低价货物的计量要求.     

基于双层规划的公交车调度问题的模型与算法

城市公交车辆调度的主要目的是在方便乘客出行的前提下追求企业利益的最大化,其关键问题是在企业如何进行公交车辆配置和安排一天中各个时段上的发车频率.在对现有问题研究的基础上,基于对调查数据的分析和推导,建立了以乘客满意度为上层目标、企业运营效益为下层目标的双层规划模型,并对此设计了一个遗传模拟退火混合优化算法,结果表明:本文提出的双层模型和设计的遗传模拟退火算法具有一定得有效性和可行性.     

航班延误恢复调度的混合粒子群算法

为了优化航班延误恢复调度, 考虑了航班延误的经济效益、社会影响和经济损失构成, 定义了航线影响因子, 构建了一种新的航班延误恢复调度模型, 将局部搜索方法引入到粒子群算法中, 提出了求解航班延误恢复调度问题的混合粒子群算法。计算结果表明: 与先来先服务调度方法相比, 混合粒子群算法可以减少航班延误损失4.2%, 与基本粒子群算法和进化策略算法相比, 混合粒子群算法平均可减少航班延误损失2.0%, 随着航班延误恢复规模的增大, 算法优势会更明显。     

终端区飞机排序的混合人工鱼群算法

为了保障飞行安全, 对终端区着陆飞机进行有效的排序, 建立了以航班延误总时间最小为目标函数的规划模型, 以人工鱼群算法为基础, 融合了遗传算法的选择操作和模拟退火算法的依概率接受的思想, 形成混合人工鱼群算法, 对着陆飞机排序问题进行了仿真计算, 并与先到先服务算法、模拟退火算法以及蚁群算法进行了对比研究。仿真结果表明: 与先到先服务相比, 使用人工鱼群算法使得单跑道、双跑道延误分别减少了9.3%和48.0%, 计算时间小于3s;与蚁群算法和模拟退火算法相比, 求解的延误与时间最小, 因此, 提出的混合算法可行。     

一种适合于异型螺杆粗加工的方法

根据异型螺杆的加工原理,本文提出了一种适合于螺杆粗加工的插补算法。并以此算法为基础,提出了复合控制的策略,采用这种控制方法,可有效地提高螺杆粗加工的加工精度和生产效率。