Artificial forces for virtual autonomous ships with encountering situations in restricted waters

ABSTRACT

Even if the same two ships operate in the same encountering situation, the actual strategies and timing of operations may be different. Therefore, the fixed collision avoidance trajectory and ship movements are no longer suitable for simulating the real ship behaviour. This paper tries to develop an artificial intelligent system that fully sensitive to the local circumstances and command a ship in virtual environment. Based on AIS (Automatic Identification System) data, this study has developed artificial forces which help decision makings on-board independently under different situations and catching the stochastic nature of ship behaviours during collision avoidances manoeuvring. Actual ship tracks are helpful for ascertaining the parameters that contribute to artificial forces in collision avoidances, while the correlation coefficient analysis is helpful to distinguish the parameters. This study will help to develop a navigation traffic simulation to reflect the realistic ship behaviour and provide reliable information for port and waterway planning, risk analysis, and mitigation measures. The method can be used in developing algorithms for autonomous ships. The method introduced in this study lays a foundation for developing artificial forces at intersections or bends, although the model is only applicable in straight channels at the moment.     

自升式平台升降装置设计与强度分析

针对自升式平台升降装置长期依赖进口的现状,自主设计研发了400英尺及以上作业水深的自升式平台电动齿轮齿条传动升降装置,并对其关键部件爬升齿轮进行了重点设计及强度分析。通过DNV及相关规范与有限元结果对比的方法对升降装置关键部位在风暴自存工况下进行强度校核,分析其结构强度性。根据方案设计生产升降装置样机,并对试验样机并进行了载荷试验、疲劳试验,试验结果表明,该装置符合设计和使用要求,为自升式平台升降装置设计提供指导与参考。     

能量回馈型四象限电力电子负载在船舶电力系统动模试验中的应用

目前,随着船舶综合电力系统的发展,船用负载设备类型的增多导致目前交直流动模试验室无法真实模拟系统动态特性。为研究和分析能量回馈型四象限电力电子负载船舶电力系统动模试验的应用,本文通过分析四象限电力电子负载的拓扑结构和控制方式,在Matlab/Simulink仿真平台和动模试验室中分别进行了能量回馈型四象限电力电子负载相关功能试验。仿真和试验结果表明,能量回馈型四象限电力电子负载能够模拟不同类型的负载以及不同电压、功率等级的电源,并且在模拟负载时,能够将吸收的电能高效地反馈回电网,不仅可以提高工作效率,还能够起到节约电能的目的。     

桥吊运输船的透气系统设计与分析

船舶舱室透气有各种不同的方式,尤其在特种运输船舶的设计中,通过对几种通常采用的透气方式进行走向,布局分析,结合在实际应用和透气系统本身的工作原理及规范要求研究,总结出各种方式的优缺点,为后来类似项目设计提供可参考和借鉴的依据,使设计优化,系统运行顺畅。     

带超速保护功能的柴油机机旁气动操作系统设计

柴油机控制系统主要有气动控制系统、电-气混合控制系统、微机式控制系统、可编程控制器控制系统等,目前,我国大量船舶上使用的是气动控制系统或电-气混合控制系统,机旁气动操作系统是以上两种控制系统的重要组成部分。本文主要介绍了一种带超速保护功能的柴油机机旁气动操作系统,提高了柴油机旁气动操作系统的安全性。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略

由于研究对象、运行要求和调控手段存在差异,陆用电力系统和传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用到中压直流综合电力系统中。针对中压直流综合电力系统的能量优化调控需求,建立综合电力系统燃油经济性调度模型,提出基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现对整流发电机组出力的优化。同时,提出适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度的方法,实现对发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证该方法的有效性。     

柴油机车辆冒黑烟故障的原因分析

通过控制环境温度和中冷后进气温度,对某柴油发动机进行单变量因素台架试验,并对其结果影响进行分析;同时结合整车匹配设计与ECU数据标定,分析车辆运行过程中冒黑烟的原因及提出相应解决措施。     

城市智能交通管理系统效益评价研究

为了更加科学、全面的反应智能交通管理系统建设项目效益,本文提出包括交通运行状况、交通管理效能、交通安全效益和社会经济效益四个维度的评价指标体系,同时,为了保证评价指标体系具有可操作性,引入相关度的概念来量化各项指标与智能交通管理系统各组成之间的相关程度。基于本文的研究成果,可为今后开展智能交通管理系统项目效益评价工作提供借鉴。     

钢筋混凝土桁架拱桥承载能力的检测与评估

为了研究钢筋混凝土桁架拱桥承载能力的检测与评估方法,以一座跨越黄河的钢筋混凝土桁架拱桥为工程背景,通过查阅工程资料、现场调查、建模计算、荷载试验的方法对该桥的承载能力做出了综合性的评估。研究结果表明:钢筋混凝土桁架拱桥的承载能力评估是一项复杂的、综合性的评估,仅凭某种单一的检测手段无法对其作出科学客观的评价,应综合考虑其工程背景、区域规划、理论模型及实际工作状态,才能对其作出科学客观的评价与建议,这样既能保证桥梁的运营安全又不会造成资源的浪费。     

车门内水切升降异响分析及设计优化

主要针对汽车车门玻璃在下降过程中由于内水切"咕噜咕噜"异响问题的研究,结合实车案例分析影响内水切升降过程中异响的原因,并通过不断的设计优化断面和调整CLD值效果验证,最终解决异响问题;弥补了设计阶段需注意控制的相关设计参数,为以后新项目的设计提供了参考。