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船舶远程驾控卫星-岸基集成网络技术研究现状及展望
1
作者 胡欣珏 李麒 +3 位作者 刘佳仑 周云龙 林楠 李诗杰 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期15-24,共10页
旨在优化现有远程驾控船舶的通信架构,以应对不同环境(如港口、深海和极地区域)下的网络连通性挑战,解决覆盖范围、网络带宽及通信延迟需求无法完全满足的问题。首先,系统梳理岸基通信网络技术和卫星通信网络技术的适用性和技术特点,深... 旨在优化现有远程驾控船舶的通信架构,以应对不同环境(如港口、深海和极地区域)下的网络连通性挑战,解决覆盖范围、网络带宽及通信延迟需求无法完全满足的问题。首先,系统梳理岸基通信网络技术和卫星通信网络技术的适用性和技术特点,深入分析远程驾控船舶在不同水域环境下的无线通信需求。基于此,提出一种基于融合多种无线系统的卫星-岸基集成网络架构的设计思路,将卫星与岸基网络深度融合,以期构建智能化、稳定的船舶通信系统。通过揭示具备经济性与服务质量优势的卫星-岸基集成网络架构在复杂通航环境船舶远程驾控场景中的应用潜力,以及梳理相关关键技术及现存瓶颈问题,期望所提出的集成通信网络架构可为远程驾控船舶在多样化通航网络条件下的通信优化提供理论参考。 展开更多
关键词 船舶 通信网络 卫星-岸基集成网络 远程驾控通信 通信和数据链 网络接入管理 通信优化
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参数摄动下欠驱动USV全局积分滑模控制技术研究
2
作者 马浩哲 赵江滨 +1 位作者 韦海宇 谈威 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期112-117,共6页
在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从... 在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从而得出速度虚拟控制输入,其次通过全局积分滑模(GISMC)控制设计动态控制器,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿,并通过李雅普诺夫函数保证整个闭环系统的稳定性。最后通过对2种不同曲率轨迹的跟踪仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水面无人艇 轨迹跟踪 李雅普诺夫稳定性理论 积分滑模控制 参数摄动
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船用金属氢化物储氢技术研究综述
3
作者 胡磊 李勃成 +1 位作者 袁裕鹏 童亮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期32-47,共16页
金属氢化物储氢是一种基于化学吸收原理的氢气储存方法,具有高体积储氢密度和高安全性的特点,在船舶储氢领域的应用潜力备受关注。在此背景下,对于金属氢化物储氢技术在船舶上的应用,有着材料性能、反应器性能、热管理系统、成本等一系... 金属氢化物储氢是一种基于化学吸收原理的氢气储存方法,具有高体积储氢密度和高安全性的特点,在船舶储氢领域的应用潜力备受关注。在此背景下,对于金属氢化物储氢技术在船舶上的应用,有着材料性能、反应器性能、热管理系统、成本等一系列有待研究的问题。首先,对金属氢化物储氢技术进行归纳,总结梳理金属氢化物的工作原理及材料性能方面的研究进展,并介绍金属氢化物在船舶上的应用情况;然后,结合氢能船舶的应用环境及需求,分析金属氢化物储氢技术在船舶上应用的技术、经济可行性,并以满足氢能船舶对氢气储量和放氢速率要求为目标,介绍船用金属氢化物储氢系统的研究,包括储氢系统性能研究、储氢反应器结构、反应器结构优化、耦合船舶燃料电池的热管理系统和储氢系统设计思路;最后,结合上述研究内容,对船用金属氢化物储氢系统的研究方向进行总结与展望。 展开更多
关键词 船舶储氢 金属氢化物 储氢性能 反应器设计 热管理
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浸水条件下巴氏合金推力轴承摩擦学特性研究
4
作者 周新聪 尹宗奇 +5 位作者 黄健 欧阳武 闫子扬 王瑞璞 刘骁 陶辉 《润滑与密封》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
船舶在航行时,爆炸、触礁和搁浅等事故可能造成舱室破损导致润滑系统浸入海水。为探究浸水条件下巴氏合金推力轴承的摩擦学特性,以船用锡基巴氏合金(ZSnSb12Cu6Cd1)与42CrMo为研究对象,探究润滑系统在浸水条件下对巴氏合金的摩擦学性能... 船舶在航行时,爆炸、触礁和搁浅等事故可能造成舱室破损导致润滑系统浸入海水。为探究浸水条件下巴氏合金推力轴承的摩擦学特性,以船用锡基巴氏合金(ZSnSb12Cu6Cd1)与42CrMo为研究对象,探究润滑系统在浸水条件下对巴氏合金的摩擦学性能影响。首先,对浸水的润滑油进行乳化表征试验,通过流变仪进行测量,获得油水混合物的黏度-温度曲线。然后,通过摩擦磨损试验,分析不同含水率的润滑油对巴氏合金摩擦因数与磨损体积的影响规律,同时使用激光共聚焦扫描显微镜观测巴氏合金磨损表面并探究其在不同浸水润滑条件下的磨损机制。结果表明:船用柴油CD40浸水后乳化液的黏度随着水浸入质量的增加呈上升趋势;与纯油润滑工况对比,浸水后巴氏合金推力轴承的摩擦因数和体积磨损量均增大,且在海水润滑条件下,巴氏合金推力轴承在机械剪切的作用下发生异常磨损,在相同推力条件下的摩擦因数和体积磨损量增大了7.61倍和505.63倍。 展开更多
关键词 推力轴承 巴氏合金 浸水环境 黏度-温度关系 摩擦和磨损
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限制水域智能船舶安全航速自适应控制方法
5
作者 吴兵 苏鑫 刘佳仑 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1349-1356,共8页
针对大型船舶航速低时乘潮历时长、航速高时下沉量大的问题,本文提出了一种乘潮潮时和下沉量双重约束的智能船舶安全航速自适应控制方法。通过对比分析不同航速推算公式,引入BarrassⅡ型公式,研究了船舶航行下沉量与最大安全航速的关系... 针对大型船舶航速低时乘潮历时长、航速高时下沉量大的问题,本文提出了一种乘潮潮时和下沉量双重约束的智能船舶安全航速自适应控制方法。通过对比分析不同航速推算公式,引入BarrassⅡ型公式,研究了船舶航行下沉量与最大安全航速的关系。基于四自由度船舶运动模型,结合富裕水深和乘潮航行需求,构建了动态安全航速约束框架。通过动态约束与非线性模型预测控制,设计了安全航速约束的代价函数,并使用Lyapunov函数证明稳定性,实现了在内河水深吃水比受限情况下的航速自适应控制。在长江吴淞口仿真环境中,验证了控制器的有效性,5种增益矩阵下的平均乘潮路程完成率为98.84%,且控制器能根据船舶运动状态和环境调整航速,始终保持在安全范围内。所提出方法能根据水深实现动态航速控制,并满足大型船舶乘潮航行需求。 展开更多
关键词 智能船舶 船舶下沉量 乘潮航行 动态约束 安全航速 自适应控制 非线性模型预测控制 轨迹跟踪
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基于MPC-IMFAC的船舶路径跟随控制方法研究 被引量：1
6
作者 李诗杰 刘泰序 +2 位作者 刘佳仑 徐诚祺 何家伟 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期317-325,共9页
[目的]旨在解决环境干扰和模型不确定性下的路径跟随控制问题,特别是外部风浪环境对船舶路径跟随控制的影响。[方法]在模型预测控制(MPC)控制器的基础上,引入改进无模型自适应控制(IMFAC)作为路径跟随控制补偿器,修正船舶状态与预测状... [目的]旨在解决环境干扰和模型不确定性下的路径跟随控制问题,特别是外部风浪环境对船舶路径跟随控制的影响。[方法]在模型预测控制(MPC)控制器的基础上,引入改进无模型自适应控制(IMFAC)作为路径跟随控制补偿器,修正船舶状态与预测状态之间的误差,以解决在突发横风和外部存在风浪等环境干扰下的模型精度不足问题,从而提高路径跟随控制精度。并以缩比KVLCC2船模为对象进行船舶路径跟随控制仿真实验。[结果]仿真结果表明,与传统MPC控制相比,MPC-IMFAC方法使船舶在突发干扰下最大绝对航向误差降低25.4%。在时变环境干扰下绝对航向平均误差减少2.6%。[结论]研究表明,该控制方法在确保路径跟随控制精度的基础上,具备较好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 路径跟随控制 模型预测控制 无模型自适应控制 操纵性 运动控制 自适应控制系统
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基于AnyLogic的钦州港集装箱船“套泊热接”仿真研究
7
作者 王鑫 田五六 +2 位作者 张金奋 杨有贵 陈日亮 《中国航海》 北大核心 2025年第2期38-44,共7页
钦州港是北部湾最大港口之一,2022年吞吐量超过1.7亿t,集装箱吞吐量超540万TEU。目前,钦州港正在考虑采用“套泊热接”调度策略提高集装箱船的运行效率,但缺乏定量分析手段。基于AnyLogic建立钦州港集装箱船“套泊热接”和现有调度模式... 钦州港是北部湾最大港口之一,2022年吞吐量超过1.7亿t,集装箱吞吐量超540万TEU。目前,钦州港正在考虑采用“套泊热接”调度策略提高集装箱船的运行效率,但缺乏定量分析手段。基于AnyLogic建立钦州港集装箱船“套泊热接”和现有调度模式下的到达港口、锚地等待、进入航道、锚泊作业和离港全过程仿真对比分析模型。仿真结果表明:与现有调度模式相比,“套泊热接”调度模式可将集装箱船平均等待时间减少50.7%,港口服务船舶阈值提高19.5%。研究结果为港口管理部门制定相关政策和交通规则提供理论和数据支撑。 展开更多
关键词 钦州港 船舶调度 套泊热接 集装箱船 AnyLogic仿真
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基于计算电磁学的风电场海域航行安全评估
8
作者 董思佳 金华标 +1 位作者 李梦霞 牟军敏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期138-143,共6页
由于风电场对雷达设备存在干扰,船舶在风电场海域的航行存在安全隐患。因此本文研究了风电场对雷达的主要影响因素遮挡效应、多径效应、多普勒效应。建立了风机与风电场3D模型,仿真分析遮挡效应影响并结合实际风电场数据计算反射效应与... 由于风电场对雷达设备存在干扰,船舶在风电场海域的航行存在安全隐患。因此本文研究了风电场对雷达的主要影响因素遮挡效应、多径效应、多普勒效应。建立了风机与风电场3D模型,仿真分析遮挡效应影响并结合实际风电场数据计算反射效应与多径效应对雷达探测效果的影响。结果表明,风电场后方区域电场强度在1 V/m入射电场附近波动,并且波动范围在−0.24~+0.16 V/m;经过风叶旋转频率调制后,雷达信号呈现调幅特征,幅度比值为−11.63 dB;直达波与目标散射信号比值为50.96 dB。得到以下结论:风电机产生的遮挡效应导致风电场后方区域存在电场波动,多普勒效应对雷达探测存在干扰,多径效应回波对雷达检测不会造成干扰。 展开更多
关键词 电磁兼容 海上风电场 航行安全评估 雷达遮挡仿真
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船舶混合动力系统容量配置研究综述
9
作者 张洪伟 袁裕鹏 胡磊 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第8期1-7,共7页
随着世界各国对船舶排放污染问题越来越重视,混合动力船舶开始发展推广并逐步应用,其可有效降低燃料消耗,减少污染气体排放。现有的混合动力船舶研究大多集中在船舶能量管理方面,混合动力系统容量配置优化同样是提高混合动力船舶节能减... 随着世界各国对船舶排放污染问题越来越重视,混合动力船舶开始发展推广并逐步应用,其可有效降低燃料消耗,减少污染气体排放。现有的混合动力船舶研究大多集中在船舶能量管理方面,混合动力系统容量配置优化同样是提高混合动力船舶节能减排性能的重要研究方向。本文首先归纳船舶混合动力系统的建模方法和结构配置类型;然后综述了容量配置研究进展及其研究方法,总结与分析了相关研究方法的优缺点;最后为进一步提高混合动力系统节能减排性能,以应对存在的问题与挑战,从动力系统结构改善、工况识别、工况预测、动力系统谱系化4个方面对未来船舶混合动力系统容量配置研究进行了展望。 展开更多
关键词 混合动力船舶 容量配置 动力系统谱系化
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传感器检测模型中润滑油湿度与水分在油品中溶解度相关性研究
10
作者 邱锌迪 盛晨兴 +1 位作者 饶响 郑翔 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期136-142,共7页
水活性及含水量是润滑油的重要指标,直接影响其品质和性能。为提高润滑油含水指标参数的检测精度,利用标准温湿度传感器对润滑油中水活性值进行检测,并基于拉格朗日插值多项式对传感器水活性检测值进行修正,显著提升了水活性值的检测精... 水活性及含水量是润滑油的重要指标,直接影响其品质和性能。为提高润滑油含水指标参数的检测精度,利用标准温湿度传感器对润滑油中水活性值进行检测,并基于拉格朗日插值多项式对传感器水活性检测值进行修正,显著提升了水活性值的检测精度。同时,分析油品黏度、品牌及使用场景对润滑油中水分溶解度的影响,结果发现,黏度与品牌对微量水分在油品中的溶解能力影响不大,但当油品应用于不同场景时,其化学性质会根据不同应用场景发生不同的变化,油品中水分溶解度也会受到影响。因此,当将微量水分传感器应用于不同应用场景的水分在线监测时,需要通过油品水分溶解度标定实验对水分溶解度曲线进行修正,才能提高微量水分在线监测传感器的检测精度。 展开更多
关键词 润滑油 传感器 溶解度 拉格朗日多项式 湿度补偿
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基于L1-GPR的船舶航向航迹控制方法研究
11
作者 李诗杰 何家伟 +2 位作者 刘佳仑 刘泰序 徐诚祺 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期278-288,共11页
[目的]智能船舶在航行过程中由于环境干扰的影响,模型参数的不确定性影响会导致船舶运动控制精度不高,为提高船舶控制算法对干扰的自适应能力,提出一种控制方法。[方法]基于L1自适应控制算法和高斯过程回归(GPR),提出一种欠驱动船舶的... [目的]智能船舶在航行过程中由于环境干扰的影响,模型参数的不确定性影响会导致船舶运动控制精度不高,为提高船舶控制算法对干扰的自适应能力,提出一种控制方法。[方法]基于L1自适应控制算法和高斯过程回归(GPR),提出一种欠驱动船舶的航向航迹控制方法,并利用Lyapunov控制函数推导控制律,以证明闭环控制系统一致全局渐近稳定。利用GPR对船舶航行过程中的突发干扰和环境干扰进行建模,并通过与自适应律结合的方式达到快速消除干扰影响的效果。[结果]考虑突发干扰和时变扰动的航向与航迹控制仿真实验结果表明,L1-GPR控制相比传统的L1自适应控制其平均绝对航向误差可减少约9.88%和23.2%,最大绝对航向误差可减少约8.49%和12.1%,能够有效减少环境干扰影响,快速达到稳定状态。[结论]所提航向航迹控制方法能够有效抵抗航行过程中的各种干扰。 展开更多
关键词 船舶 运动控制 模型参考自适应控制 高斯过程回归 航向控制 航迹控制
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油润滑/干摩擦下新型轴承TC4钛合金-巴氏合金摩擦副摩擦学性能研究
12
作者 刘宏巍 姜珊 +2 位作者 潘斐鹏 欧阳武 闫子扬 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期46-57,共12页
针对钛合金转子与巴氏合金轴瓦组成的新型滑动轴承摩擦磨损特性,采用SnSb11Cu6巴氏合金试块分别与TC4钛合金环和45钢环形成环块摩擦副,在环块摩擦磨损试验机上开展变工况性能试验,探究2种类型摩擦副在干摩擦和油润滑2种润滑条件下的摩... 针对钛合金转子与巴氏合金轴瓦组成的新型滑动轴承摩擦磨损特性,采用SnSb11Cu6巴氏合金试块分别与TC4钛合金环和45钢环形成环块摩擦副,在环块摩擦磨损试验机上开展变工况性能试验,探究2种类型摩擦副在干摩擦和油润滑2种润滑条件下的摩擦学性能,结合表面形貌分析其摩擦磨损机理.结果表明:油润滑条件下,在载荷为50 N时,45钢摩擦副摩擦系数小于TC4钛合金摩擦副;载荷≥100 N时,TC4钛合金摩擦副摩擦系数更小.干摩擦条件下,在载荷≤100 N时,TC4钛合金摩擦副摩擦系数小于45钢摩擦副;载荷≥150 N时,45钢摩擦副摩擦系数更小.整体而言,在相同工况下,TC4钛合金摩擦副相比45钢摩擦副磨损量更大,油润滑时前者的体积磨损率是后者的13.7倍,干摩擦时为3.8倍.由此可见,在油润滑环境下工作时,TC4钛合金-巴氏合金新型轴承基本可以替代45钢-巴氏合金轴承;在干摩擦或者低速重载的极端工况下工作时,须要对TC4钛合金进行表面处理,提高摩擦副摩擦和磨损性能. 展开更多
关键词 摩擦学性能 干摩擦 油润滑 TC4钛合金 环块摩擦副
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船用超临界CO_(2)动力循环发电系统负载扰动控制研究
13
作者 丁文康 孙玉伟 +2 位作者 俞文杰 秦天阳 吕军帅 《船海工程》 北大核心 2025年第4期57-65,共9页
当船用超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环发电系统面对用户负载扰动时,可能会导致系统运行热效率下降、安全性降低等问题。为确保系统安全高效运行,需制定最优的多方式联合控制策略。搭建再压缩式S-CO_(2)动力循环发电系统的动态仿真模... 当船用超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环发电系统面对用户负载扰动时,可能会导致系统运行热效率下降、安全性降低等问题。为确保系统安全高效运行,需制定最优的多方式联合控制策略。搭建再压缩式S-CO_(2)动力循环发电系统的动态仿真模型,分析负载降低时的系统动态响应情况,并分别获取各控制方式和组合控制方式对轴转速及系统关键节点参数的影响,以指导负载扰动控制策略的制定。研究表明,系统负载降低20%时,主压缩机出口压力提高1.4 MPa,主轴转速超出设计值10.9%;对比控制方式策略,其中基于透平旁通阀和储罐的组合控制方式对主轴转速进行调控的负载扰动效果最佳,系统128 s恢复稳定,且系统内最高压力仅略超出设计值0.17 MPa。 展开更多
关键词 超临界CO_(2)动力循环 数值建模 动态特性 负载扰动
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码头水域受限下大型液化天然气船舶应急拖船部署研究
14
作者 赵兴亚 李梦霞 +2 位作者 吕浩然 陈志良 牟军敏 《中国航海》 北大核心 2025年第1期9-17,25,共10页
为研究码头受限水域大型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船舶失控下的拖船安全部署,保障港口码头作业安全,研究采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析方法,基于风流干扰模型,通过模拟不同工况下大型LNG船舶的... 为研究码头受限水域大型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船舶失控下的拖船安全部署,保障港口码头作业安全,研究采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析方法,基于风流干扰模型,通过模拟不同工况下大型LNG船舶的漂移过程,计算水动力学参数,确定应急拖船部署策略。以温州小门岛水域为案例研究对象,重点分析Q-max LNG船舶在工况下突发失控情况的船舶运动过程,并计算了漂移距离,用于指导拖船的紧急部署。研究结果表明:通过CFD分析,能明确不同工况下的拖船应急部署策略。该研究为大型LNG船舶在港口运输中的安全提供科学支持,为港口管理部门提供有效的应急决策依据,以确保港口和航运行业的安全运营。 展开更多
关键词 大型LNG船舶 不同工况 船舶失控 拖船部署 码头水域受限
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2021年世界交通运输大会水运学部会议 LNG罐柜在船上装载位置的安全性研究
15
作者 赵裕 吕植勇 +3 位作者 刘俊雯 昌雪玲 沈继超 陶玮凡 《上海海事大学学报》 北大核心 2021年第3期36-40,共5页
为进一步提高液化天然气(liquefied natural gas,LNG)罐柜内河运输的安全性,研究LNG罐柜在船上装载位置的合理性。根据爆炸产生的火球模型和热辐射模型,考虑人员受到不同程度伤害的概率,建立LNG罐柜爆炸危害的系统动力学模型。利用系统... 为进一步提高液化天然气(liquefied natural gas,LNG)罐柜内河运输的安全性,研究LNG罐柜在船上装载位置的合理性。根据爆炸产生的火球模型和热辐射模型,考虑人员受到不同程度伤害的概率,建立LNG罐柜爆炸危害的系统动力学模型。利用系统动力学仿真软件Vensim_PLE模拟2个罐柜爆炸,得出结论:爆炸中心的热辐射强度最高,但在距爆炸中心一定距离处人员受到伤害的概率最大。为保证人员安全,船舶罐柜装载区与人员活动区应保持足够的安全距离。 展开更多
关键词 安全管理工程 安全距离 系统动力学 LNG罐柜
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基于IGWO-GMDH的有效波高预测模型研究
16
作者 蒋仲廉 梅乃文 +2 位作者 郭建群 翁炳昶 初晓 《中国航海》 北大核心 2025年第2期25-31,共7页
海洋波浪具有显著的随机性、非线性特征,有效波高预测对于船舶航行安全、航路规划等具有重要意义。改进灰狼算法(GWO)搜索机制,并将其与基于分组数据处理方法(GMDH)模型相耦合,提出一种有效波高预测模型;结合波高实测数据集验证预测模... 海洋波浪具有显著的随机性、非线性特征,有效波高预测对于船舶航行安全、航路规划等具有重要意义。改进灰狼算法(GWO)搜索机制,并将其与基于分组数据处理方法(GMDH)模型相耦合,提出一种有效波高预测模型;结合波高实测数据集验证预测模型精度,探讨模型不同输入参数的权重占比。研究结果表明:相较于经典GMDH模型,所建立的IGWO-GMDH模型预测精度更高,均方误差减小2.65%、均方根误差降低约1.35%、标准差降低2.14%;波浪特征参数与风场数据的权重占比较高,两者组合对于模型预测精度影响较大。所构建的IGWO-GMDH模型可预测分析有效波高,为船舶航行安全、航路规划与优化等研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 有效波高 分组数据处理模型 改进灰狼优化算法 搜索机制优化
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基于元胞自动机的内河顺直航段交通流建模与仿真研究
17
作者 吴剑宇 齐乐 +2 位作者 肖隽扬 季园园 BALLING Robert 《中国航海》 北大核心 2025年第2期62-71,共10页
内河航运作为连接国内外市场的纽带对支撑国内国际双循环起着非常重要的作用,而内河可航水域有限,且随着运输需求的增加及对水上交通服务要求的提高,内河船舶交通安全和效率问题受到越来越多关注。有必要深入探究内河交通流的规律和特性... 内河航运作为连接国内外市场的纽带对支撑国内国际双循环起着非常重要的作用,而内河可航水域有限,且随着运输需求的增加及对水上交通服务要求的提高,内河船舶交通安全和效率问题受到越来越多关注。有必要深入探究内河交通流的规律和特性,对交通效率与安全、航道通过能力等开展研究,而交通流仿真是重要的方法之一。通过对内河船舶航行行为特征进行调研和分析,在元胞自动机模型的基础上,考虑顺直航段中船舶的汇入、驶出等船舶微观行为,制定针对不同船舶微观行为的演化规则,建立适用于内河顺直航道的交通流仿真模型,并以长江航道中部分顺直航段为例开展仿真模拟试验。结果表明:该模型可较好地模拟船舶在航道中微观行为,且模拟得到的交通流特征与实际相符。研究成果可为长江航道交通流分析、水上交通监管、航道规划和交通流预测等提供理论和技术支持。 展开更多
关键词 船舶交通流仿真 内河顺直航道 元胞自动机 航道规划
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新一代航运系统体系架构与关键技术研究 被引量：42
18
作者 严新平 李晨 +3 位作者 刘佳仑 游旭 王树武 马枫 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期22-29,76,共9页
文章综述了近年来国内外绿色智能航运领域的研究进展和工程实践现状,包括业界在载运装备、基础设施、运营服务等方面的最新研究成果和绿色化、智能化技术应用情况,总结了当前发展中存在的问题和技术瓶颈。面向未来水路运输发展的需求和... 文章综述了近年来国内外绿色智能航运领域的研究进展和工程实践现状,包括业界在载运装备、基础设施、运营服务等方面的最新研究成果和绿色化、智能化技术应用情况,总结了当前发展中存在的问题和技术瓶颈。面向未来水路运输发展的需求和挑战,提出新一代航运系统的定义及其绿色化、智能化、韧性化的特征;通过梳理分析新一代航运系统的基本内涵,设计了系统的体系架构,运用信息物理系统的方法理论,将层级结构划分为:要素单元级、功能系统级及架构集成级;阐述了系统的核心组分:绿色智能船舶、数字生态设施、可靠岸基支持和韧性运营服务,给出系统的整体框架。在梳理分析系统基本服务和功能逻辑的基础上,阐述该系统物理“船-港-货”、信息“人-机-环”的运行模式,明确了运输船舶组织运营“岸基驾控为主,船端值守为辅”的航运新业态,凝练了航运系统规划设计技术、绿色智能航运装备技术、数字生态航道建养技术、船舶运行智能控制技术、交通运营组织技术、水上应急救援技术,及测试验证评估技术等关键技术;通过构建数字化的创新技术体系,能够支撑“人-船-岸-云”的高度协同,实现信息互联、系统共建和体系性创新,促进航运科技高质量发展。提出水路运输未来的变革性方向,研究成果可以有效指导新一代航运系统的规划设计与建设应用,为自立自强的水路运输技术研究和标准体系构建提供有力支撑。 展开更多
关键词 水路运输 新一代航运系统 信息物理系统 体系架构 岸基驾控
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系统安全的思维转型:风险与韧性的比较研究 被引量：22
19
作者 汪洋 黄金辉 +2 位作者 付姗姗 魏晓阳 吴兵 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期62-68,共7页
为深入理解安全工程中韧性理论的核心思路,论述国内外韧性研究的主要成果和进展,找出传统风险理论体系和研究的瓶颈,揭示韧性理论的发展动因和轨迹;在此基础上,分析韧性与风险的定位及关系,比较两者在研究方法上的共同点和差异,展望两... 为深入理解安全工程中韧性理论的核心思路,论述国内外韧性研究的主要成果和进展,找出传统风险理论体系和研究的瓶颈,揭示韧性理论的发展动因和轨迹;在此基础上,分析韧性与风险的定位及关系,比较两者在研究方法上的共同点和差异,展望两者的发展趋势及其对安全工程研究的推动作用。研究结果表明：相对于安全科学领域中传统的风险理论,韧性理论强调全过程的系统性能表现;这2种理论并不相互排斥,也不存在取代关系。面对日趋复杂的社会-技术系统,韧性和传统风险理论为系统安全提供不同的视角,共同推动系统安全的发展。 展开更多
关键词 系统安全 韧性 风险分析 建模方法 事故防范
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船岸协同支持下的内河船舶远程驾控系统关键技术研究 被引量：13
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作者 马枫 陈晨 +2 位作者 刘佳仑 王绪明 严新平 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期125-133,共9页
[目的]面向弯曲、狭窄、拥挤内河水道,提出一种船岸协同支持下基于CNN算法和知识模型的船舶远程驾控方法。[方法]在剖析船岸协同特点的基础上,以视觉模拟为核心实现环境自主感知,以深度强化学习为基础实现航行决策控制,构造由图像深度... [目的]面向弯曲、狭窄、拥挤内河水道,提出一种船岸协同支持下基于CNN算法和知识模型的船舶远程驾控方法。[方法]在剖析船岸协同特点的基础上,以视觉模拟为核心实现环境自主感知,以深度强化学习为基础实现航行决策控制,构造由图像深度学习处理、航行态势认知、航线稳态控制等功能组成的人工智能系统。实现内河条件下运营船舶的远程控制与短时自主航行,开展内河集装箱船、渡船的远程驾控示范。[结果]示范航行中,系统可依据远程或船上指令替代人工控制船舶,控制循线误差小于20 m,并可自主避障。[结论]研究证实,通过卷积神经网络、强化学习、知识模型协作建立的人工智能系统,可自主提取关键航行信息、构造避障与控制意识,部分替代船员的工作,可为内河智能航运的进一步发展奠定基础。 展开更多
关键词 远程驾驶 智能船舶 自主航行 深度强化学习 船岸协同
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