风浪流联合作用下单点系泊船的受力分析

研究了风浪流联合作用下单点系泊船的受力问题.在应用Newman公式计算波浪漂移力的基础上,结合文献《Fleet Moorings Design Manual》,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算方法.提出了风浪同向时,不同风流夹角组合对应的船舶平衡位置的确定方法.为缆绳、锚的选择以及舵角的控制提供了依据.最后通过算例验证了本方法的适用性和实用性.     

船舶金属腐蚀失效与防护研究

论文对船舶金属腐蚀机理及表现、船舶结构防腐要求等问题做了探讨,对船舶防腐蚀系统进行了分类,分析了腐蚀涂层状况与检验的关系,并对涂层失效的对策和恢复涂层的要求进行了研究。     

面向大范围实时数据的动态船舶矢量标绘方法

船舶可视化和分析在现代航海管理领域中发挥着重要作用。鉴于目前主流的船舶符号栅格表达方式存在失真、不易交互等弊端,本文提出一种面向大范围船舶实时动态数据的矢量标绘方法。基于时空GIS技术实时接入船舶数据流,创建一个不断更新的船舶要素服务;在前端通过WebSocket建立与服务间的双向通信,低时延获取最新船舶定位信息;并结合多空间尺度表达规则和标绘算法进行符号重绘,实现对船舶位置、尺寸、航向在不同显示级别下的精确表达。测试证明,该方法可以有效支撑较大地理范围内船舶数据的动态可视化,满足船舶避碰、海事管理和应用分析的需要。     

基于格网化邻域查询的海上船舶救援搜索方法

海洋渔业是高风险行业,各类海洋灾害频繁发生,海上航行、作业环境复杂,因此,海上快速救援对保护渔民的生命财产安全具有重要意义。本文基于空间剖分的格网化编码,提出一种根据有效救援距离和失事船舶位置进行邻域搜索以查找失事船只相邻和最邻近可供救援的船只的方法,其中有效救援距离通过救援船舶的类型和航速来设定,根据有效救援距离设置不同的编码搜索长度。本文将模拟实验区域设定为我国东海海域,随机生成1×10⁴个船位点,在时间检索效率和内存占用两方面,实验结果表明,与传统的船舶间距离的计算方法相比,基于格网化邻域搜索的查询方法编码后船位数据较编码转换前船位数据占用内存空间减少56.47%,同时,编码后检索运算的用户时间是编码前用户时间的17.67%,因此,基于格网化邻域搜索的查询方法占用内存小,且运算效率较高,能够有效提升对遇险船舶邻域救援船只的查询效率。     

基于AIS数据的船舶行为特征挖掘与预测:研究进展与展望

船舶行为特征挖掘与预测是水上智能交通系统的重要研究内容,也是交通运输工程领域的关键科学问题。为系统研究基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System, AIS）数据的船舶行为特征挖掘与预测的研究现状与发展趋势,本文首先针对Web of Science(WOS)和中国知网（China National Knowledge Infrastructure, CNKI）收录的文献,用知识图谱分析软件VOSviewer对文献关键词进行处理,从文献计量学的角度生成高频关键词的聚类图谱和趋势演化。然后对基于AIS数据的水上交通要素挖掘、船舶行为聚类和船舶行为预测3个主题的研究内容、方法、存在问题进行了系统分析和展望,研究结果表明：① 在基于AIS的水上交通要素挖掘方面,主要集中在对AIS数据中表征船舶行为空间特征和交通流的时间特征单独挖掘分析,缺乏对AIS数据的时间、空间以及环境因素特征的关联挖掘,对于如何进行交通要素的关联融合挖掘研究还有待深入探索;② 在船舶行为聚类方面,研究主要是运用无监督聚类方法研究船舶航迹点和航迹段聚类,得到船舶航行行为模式的时空分布和船舶操纵意图辨识模型,然而融合多维特征的船舶轨迹的相似性计算方法、聚类参数的自适应选取以及船舶行为的语义特征建模有待进一步研究;③ 在船舶行为预测方面,主要集中在基于动力学方程、传统智能算法和深度循环神经网络的船舶行为预测研究,考虑船舶行为的随机性、多样性和耦合性的特点,运用混合神经网络模型以及神经网络与向量机、注意力机制相结合的模型实现多维的船舶航行行为特征的实时预测将是新的研究方向。最后提出了基于语义模型的船舶行为特征挖掘、基于深度卷积神经网络的船舶行为的预测和基于知识图谱的船舶行为特征挖掘和预测结果可视化等有待进一步研究的方向。     

Risk assessment on a pipeline passing through a ship mooring area

It is very common that a submarine pipeline has to pass through a ship mooring area near a harbor zone in the Bohai Bay, China. The risk assessment of accidental events induced by the potential anchoring ships is carried out, which will lead to external interference with the pipeline. A procedure to calculate the probability for the anchoring activity in the ship mooring area to damage the underlying pipeline is proposed. The adopted methodology is based on the recommendations suggested by the DNV Codes. The same philosophy is also applied to estimate the damage probability that is concerned with sinking ships.     

The effectiveness of double hulls in reducing vessel-accident oil spillage

While much work has been done in investigating determinants of oil spillage attributed to vessel accidents, little research has been conducted on the effectiveness of ship hull design in reducing marine pollution. This paper addresses whether the double-hull requirement reduces vessel-accident oil spillage. The volume of oil spillage due to oil-cargo vessel accidents was investigated using tobit regressions and an empirical data set of individual vessel accident pollution incidents investigated by the US Coast Guard from 2001 to 2008. The results indicate that the double hull design on average reduces the size of oil spills by 20% and 62% in tank barge and tanker ship accidents, respectively.     

Design of the roll stabilization controller, using fin stabilizers and pod propellers

Ships experience roll motion due to waves in a seaway. Therefore, fin stabilizers are installed to stabilize such roll motion. A fin stabilizer is effective at reducing the roll motion at moderate speeds but not at low speeds. Recently, pod propellers have been used with fin stabilizers for roll stabilization. In the paper, a MIMO (multi-input multi-output) optimal control system that has two control inputs such as fin stabilizers and pod propellers is designed. The LQR (linear quadratic regulator) control algorithm is applied to reduce the roll motion of cruise ships in regular waves. Also, the nominal plant and the frequency-weighted LQR are applied to reduce the roll motion in irregular waves. The roll motion of cruise ships is effectively reduced when the fin and pod propeller are used as the control actuators at low speeds. The optimal control gain is easily found when the frequency-weighted LQR is applied.     

中心阵列法实现面状地图要素的自动注记

本文阐述了中心阵列法进行面状要素自动注记的原理、多边形预处理算法、求取阵列旋转中心的方法和求取注记定位线的算法。另外,还对中心阵列法进行了验证其可行性的试验,其结果证明这种算法不但能够处理所有常规形状的多边形,而且能够适应一些不规则特殊形状的多边形的注记。     

凸壳内缩法进行多密度离散点群边界检测

针对现有离散点群边界检测方法对多密度点群检测结果效果不够理想这一问题,本文提出利用凸壳内缩法检测离散点的边界:先建立离散点群凸壳结构,再定义内缩精度后通过点群凸壳结构特征实现最适内缩精度的识别.该方法对内缩扫描区域面积会随边界点密度不同而变化,因此更加适用于多密度离散点群边界的检测.通过与现有边界检测方法的对比,本文提出的方法在处理多密度离散点群的边界检测问题时具有高效性和普适性.