未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

复杂海况下环境多变并且船舶具有多耦合、强非线性的特点,针对智能船舶定位控制问题,考虑在未知时变扰动和输入饱和约束之下船舶的定位控制问题,结合非线性扰动观测器提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明了所提出的非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。最后,通过仿真验证了所提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向,而且提高了控制速度,具有较好的控制性能。     

拖航工况下半潜平台撑杆波浪砰击敏感性研究

半潜式平台在拖行过程撑杆等细长结构承受的波浪砰击对结构安全影响较大,相关船级社规范中明确要求结构分析过程中需要考虑波浪砰击载荷。基于传统势流理论的数值方法已经被广泛的应用于浮式海洋平台的水动力和砰击载荷的研究,但是对于复杂的粘性干涉效应、波浪爬升、波浪破碎和波浪砰击等实际工程问题不能够运用势流理论准确模拟。非定常的计算流体力学CFD (Computational Fluid Dynamics)方法能够较为准确解决上述问题。因此,本文以982半潜式海洋平台为研究对象,采用计算流体力学中的动态重叠网格方法和流域体积域方法VOF(volume of fluid),结合水池物理模型试验结果,对平台在拖行工况下撑杆的波浪砰击进行研究。主要对半潜平台撑杆在三种不同流速和风速的拖航工况下撑杆受到的砰击压力的敏感性进行了分析研究,分析波浪砰击下撑杆的瞬态砰击压强分布情况,得到波浪砰击压力危险区域,同时给出拖航工况下撑杆砰击压力系数的变化规律,为分析预报半潜式平台撑杆在复杂的拖航海况下受到的砰击压力提供了参考。     

跨海大桥桥区航道智能助航系统研发

跨海大桥桥区航道是典型的船舶航行受限水域,船桥碰撞安全风险大,桥区航道智能助航技术有助于提高桥区航道安全保障水平。分析了桥区航道通航风险因素以及水文气象分布规律,按通航规则将水域划分为预警、警戒、航道等不同区块,构建了桥区航行的船舶动态领域风险辨识模型。研发了自主检测船舶动态并向其播发防撞预警信息的装置,以及自动管理和运行软硬件设施的桥区航道船舶避碰智能助航系统。该系统已应用在福建省平潭海峡大桥桥区航道,有效改善了桥区水域的航道通航安全形势。     

地下交通转换平台射流通风特性及风流组织方式研究

为探究地下交通转换平台内通风系统的合理布局,采用比尺模型试验和CFD模拟相结合的方法,研究射流风机和通风组织对地下交通转换平台内气流运动的影响。结果表明： 1）当联络通道内风机射流朝向敞开段时,为使风机升压系数Kj最大,630 mm、900 mm、1 120 mm射流风机的布设位置应距离敞开段分别大于40、50、65 m; 2）大口径射流风机具有更大的Kj,但占用的断面空间更大,且射流诱导段更长,应根据联络通道长度和高度合理选择射流风机口径; 3）地下交通转换平台的通风组织不宜采用同侧开启方式,采用对角抽吸方式时,联络通道内的污染物混入比最低、通风效率最高。     

适于TBM施工的HSP法实时预报技术设计与实现

为实现TBM施工隧道的实时地质预报,以TBM刀盘滚刀破岩震动作为震源的HSP法地质预报技术为基础,通过分析TBM施工工艺与机身结构特点,对HSP系统硬件和软件进行优化设计,使其小型化、自动化和智能化,并搭载于TBM上进行智能控制。在TBM掘进过程中,首先,通过隧道轮廓位置的检波器连续或高频次地采集地震反射波信号; 然后,经系统软件对数据的自动处理,实时获取掌子面前方地层反射特征参数图谱; 其次,通过智能识别技术完成对不良地质反射界面的有效拾取与判识; 最后,实现不良地质的探测。通过对适于TBM施工的HSP法实时预报技术进行优化设计,实时探查前方地层不良地质(体)位置、规模与性质,为TBM的高效施工起到一定的推助作用。     

海洋核动力平台智能化能效管理研究

中国正在进行的海洋核动力平台必将朝着智能化能效管理方向发展,本文研究了海洋核动力平台的智能化能效管理系统的基本功能、系统结构、能效评估与能效管理决策等内容,分析了实现智能化能效管理的关键技术,指出了仍需要解决的重大问题。     

船体零部件标准化设计思路

为了提高造船效率、降低造船成本、提高造船质量,造船行业需要引入先进的智能制造理念。船舶制造作为典型的离散型制造行业,其传统的船舶设计、制造模式在一定程度上限制了智能制造技术的大范围推广应用,从船体零部件标准化设计角度,研究如何利用标准化设计手段来扩大船厂智能制造应用范围和场景。形成船体零部件标准化、批量化设计原则和标准,达到降低船舶智能制造技术难度,最终实现船舶制造向连续型生产模式转变的目的。     

浮式储存及再气化装置(FSRU)码头特点及其设计要点

随着LNG调峰需求日益增强,FSRU码头作为一种灵活有效的方案受到青睐。但我国仅有一个FSRU码头,鲜有相关研究。总结FSRU码头特点,系统展现FSRU码头的4种类型;结合某17万m3FSRU船,与常规LNG码头的平面设计进行对比,详细论述FSRU码头设计要点。结果表明,FSRU码头具有选址相对容易、建设周期短、建造投资少、运营灵活等优点;设计要点包含确定项目产品要求、确定FSRU船舶参数、工作平台、靠船墩和系缆墩的布置设计等方面。     

前板桩后低桩承台结构在板桩码头改造中的应用

结合实际工程介绍了前板桩后低桩承台结构的应用特点,分析了在实际设计中的技术要点和注意事项。前板桩后低桩承台结构复杂,原有规范不完全适用。结合实际工程,考虑钢板桩变位不能完全复位、低桩承台卸荷等因素,进行三维数值模拟,得到了码头结构主要构件的内力,从桩基与承台连接方式等方面分析这些因素对结构的影响,从而为结构设计和优化提供了依据。     

综合交通枢纽智慧停车场一体化设计关键技术研究

综合交通枢纽智慧停车场的建设可以实现枢纽客流的快速疏散,提高枢纽运行效率,降低管控压力。目前交通枢纽停车场的建设更注重停车场自身运营管理中智慧系统的建设,但对旅客停车出行链缺乏一体化融合,对周边交通缺乏一体化协同,并出现多主体管理缺乏信息交互的情况。结合智慧停车场功能需求,研究实现功能需求的关键技术,希望为综合交通枢纽智慧停车场建设提供经验借鉴与思考。