- 张新宇;李瑞杰;林俊;许长彬;
为解决复式航道中存在的船舶交通冲突,以天津港复式航道为原型,抽象出一种Y形分叉复式航道模型.基于该航道船舶交通流特点及航行规则,划定影响航道船舶交通的三个关键区域,分别构建航道入口处主、辅航道及航行模式分配模型,警戒区主、辅航道交通流转换模型及Y字航道口分合流模型,以船舶总等待时间最小为目标函数,建立复式航道船舶调度数学模型,并设计相应的遗传算法求解模型.基于船舶进出复式航道模拟数据,利用MATLAB进行仿真实验.经过航行连续性、安全性、调度高效性分析,验证了模型的合理性及算法的有效性,可为VTS管理人员进行复杂水域船舶交通管理提供辅助决策.
2018年02期 v.44;No.174 1-8+14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2542K] - 肖进丽;李晓磊;
针对船舶交通流时间序列的非线性和非平稳性特点,设计一种结合集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和差分进化算法优化BP神经网络(back propagation neural network optimized with differential evolution algorithm,DEBPNN)的船舶交通流组合预测模型(EEMD-DEBPNN).首先,利用EEMD算法降低船舶交通流时间序列的非平稳性;然后,对EEMD分解后获得的各非线性分量采用DEBPNN模型(先采用DE算法对BPNN的初始权值和阈值进行预寻优,再利用预寻优获得的初始权值和阈值训练BP神经网络得到最优的权值和阈值)进行预测;最后,再将各分量预测值进行叠加即得到最终预测结果.基于长江某港口航道船舶月交通流数据,将该组合模型与BPNN、DEBPNN模型进行实例对比分析.结果表明,EEMD-DEBPNN较DEBPNN、BPNN模型的预测精度更高.
2018年02期 v.44;No.174 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K] - 梅斌;孙立成;史国友;
采用模型参考和机器学习相结合的辨识建模结构对船舶操纵运动建模.首先,选择已公开模型作为参考模型;其次,使用相似准则把被辨识船舶速度转移到参考模型;最后,使用随机森林模型构建被辨识船舶加速度和参考模型加速度的映射关系.随机森林模型具有训练快、避免过拟合的优点.使用船模试验数据进行辨识建模和模型验证,并与MMG模型和BPNN进行对比.结果表明,该辨识方法具有较强的可行性、预报能力和泛化能力.
2018年02期 v.44;No.174 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2721K] - 杨柏丞;赵志垒;
针对多船会遇态势下的船舶避碰行动决策问题,提出一种基于改进的模拟退火算法的船舶转向避让的计算方法.优化船舶碰撞危险度和航程损失的多目标函数,利用改进的模拟退火算法,在全局范围内筛选并获得最优解.仿真结果表明,改进的模拟退火算法相比传统算法,在算法运行时间和精度上更优,能够满足多船会遇态势下让路船转向避碰行动决策的有效性要求.
2018年02期 v.44;No.174 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K] - 杨琪;王维莉;胡志华;
以社会力模型为基础,基于Anylogic平台建立邮轮人员疏散模型,并利用欧洲"SAFEGUARD"项目的演习数据进行模型验证.鉴于"SAFEGUARD"项目公开数据中的人员移动速度与移动路径未知,本文通过设置不同参数对模型中人员移动速度与路径选择规划进行敏感度测试.实验结果表明,本文建立的模型符合IMO模型认证标准,模拟结果合理可信,可为邮轮疏散情境模拟、疏散方案优化提供一定的决策支持.
2018年02期 v.44;No.174 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2300K] - 马理胜;张均东;任光;
为提高差分进化算法在舰船电网重构中寻找最优解的准确性,避免陷入局部最优,采用一种环境Pareto支配的选择策略,对变异后得出的可行解与优秀不可行解同时进行选择,根据改进的选择策略对优秀不可行解加以利用.针对舰船电网重构的离散多目标优化问题,采用0,1,2离散编码和无参数变异算子进行离散操作,并利用混沌初始化提高种群多样性.仿真实验表明,相比其他算法,本文算法具有更好的故障恢复方案、收敛性和稳定性,并能有效避免陷入局部最优.
2018年02期 v.44;No.174 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K] - 黄斌;吕帮俊;彭利坤;
设计一种首、尾升降舵模糊控制器,通过加入模糊积分环节,有效解决了传统模糊控制器中静差难以消除的问题.通过引入首舵自适应系数,将深度波动减小了50%,较好地实现了潜艇水下定深回转运动的自动操舵控制.在不同定深旋回操纵方式下,对模糊积分控制器的适用性进行验证.结果表明,深度和纵倾的控制收敛较快,这对实际训练和定深旋回操舵装置的设计具有一定的参考价值.
2018年02期 v.44;No.174 39-45+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 3539K] - 王浩亮;王丹;彭周华;王天霖;张春来;
针对水下滑翔机的结构特点,通过对不同控制策略的研究,提出前馈级联控制策略.首先,通过合理简化,建立水下滑翔机的纵平面运动模型;其次,基于水下滑翔机的航行要求和调节机构的特点,对单环控制策略、前馈反馈控制策略和前馈级联控制策略的控制原理进行分析研究;最后,利用Slocum滑翔机的基本参数,采用单环控制、前馈反馈控制和前馈级联控制三种不同控制策略对水下滑翔机进行仿真研究.对滑翔机俯仰角、滑翔速度、攻角、姿态控制滑块位置和浮力驱动系统质量等系统参数的对比分析表明,前馈级联控制策略在静态性能和动态性能方面均具有明显优势,可以使水下滑翔机快速实现对控制指令的跟踪响应,系统超调量小,状态切换平稳,适合于水下滑翔机的运动控制.
2018年02期 v.44;No.174 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K] - 赵红;罗鹏;王宁;郑忠玖;程世超;
以无人水面艇(USV)的永磁同步推进电机(PMSM)及其螺旋桨负载特性为研究对象,在PMSM推进系统中引入滑模变结构控制以进一步提高USV推进系统的动态性能.MATLAB/Simulink仿真分析验证了设计的滑模变结构控制USV推进系统方案的正确性和有效性.仿真实验结果表明,在船桨综合负载下的PMSM推进系统中,采用滑模变结构控制器不仅克服了传统PI控制器中参数难以整定、动态过程中转速及转矩超调大等缺点,而且增强了USV推进系统在复杂海况下的抗干扰能力,提高了系统的动静态性能.
2018年02期 v.44;No.174 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2463K] - 王诺;闫冰;
为评估不同机场位置对斑海豹栖息环境的影响,调查了工程水域的斑海豹种群数量,根据斑海豹在空气中和水下对声音的接收特性,分析机场人工岛建设及营运噪声对斑海豹的潜在影响.结果表明,大连海上机场在建设和营运期间产生的空气噪声及水下噪声对斑海豹均会产生一定的影响;在推荐的两个选址方案中,方案一对斑海豹的影响相对较小.因此,为最大限度地保护斑海豹的生存环境,应选择方案一,即在距斑海豹栖息地蚂蚁岛更远的海域建设机场.
2018年02期 v.44;No.174 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K] - 赵梓岑;付云鹏;孙鹏;傅文广;钟兢军;
为探索非轴对称静叶在压气机中应用的可行性及其对畸变流场的改善作用,采用非定常数值模拟方法,研究非轴对称静叶对均匀和畸变进口条件下压气机性能的影响,并对流场结构进行分析.结果表明:非轴对称静叶可以改善静叶端区流动,降低损失;畸变条件下,非轴对称压气机最高效率和压比高于轴对称压气机;非轴对称压气机稳定裕度较原型压气机有所提升.
2018年02期 v.44;No.174 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 4455K] - 陈帝云;钟兢军;韩吉昂;
为探究结构调整对双向进气再入式涡轮内部流动和总体性能的影响,对再入式涡轮两个进气扇区的周向相对位置和第二级进气扇区内部静叶的安装角进行调整.通过三维数值计算方法,对调整后的各方案进行数值研究和分析.结果表明:随着两个进气扇区周向相对位置的增加,再入管道周向尺寸随之增加,燃气流经再入管道的总压损失增大,总静效率最多减小0.41%.第二级进气扇区静叶安装角的调整显著改善了动叶流道的流动状态,第二级进气扇区静叶安装角增加6°时,再入涡轮总静效率较原型提升了1.03%.
2018年02期 v.44;No.174 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 3547K] - 徐立;黄长绪;黄振飞;邹祥岩;孙强;
为改善极地船舶在北极航行时换热器的换热以及解决管程的冰堵问题,保障船舶海水冷却系统的运行与控制,基于CFD数值模拟方法,使用欧拉-欧拉双流体模型耦合相间传热传质模型,对海水-冰晶在壳管式换热器入口直管中的流动和传热进行数值模拟,研究入口含冰率和速度对冰晶流动和传热特性的影响.结果表明,冰晶在流动过程中由于融化发生分层现象,增加入口IPF或降低速度,会出现更显著的分层现象且顶部近壁处的冰晶体积分数随之增大.此外,与单相海水传热特性相比,当速度为1.0 m/s时,冰晶会增强传热;当速度为1.5 m/s、IPF小于6%或者速度为2.0 m/s、IPF小于10%时,冰晶对海水-冰晶两相流的传热具有减弱的作用,而且这种影响随入口速度的增加而增大;IPF为20%时,传热系数达到最大值.
2018年02期 v.44;No.174 81-86+130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K] - 赵昌平;曹向辉;齐建华;范厚明;
在构建南海利益相关体经贸合作复杂网络的基础上,利用网络博弈模型深入分析邻居的奖励、区域合作的溢出效益、合作成本、背叛时的收益对节点国家合作策略选择的影响,并利用MATLAB软件对模型进行仿真.结果表明,奖励、溢出效益对节点国家选择合作行为有正向影响,牧鹿博弈比囚徒困境博弈、雪崩博弈更容易在合作策略上稳定下来.
2018年02期 v.44;No.174 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K] - 唐丽敏;张梦瑶;王盼;
为探索干散货航运市场的运行机制及演变规律,对其影响因素进行深入剖析,定量地引入船东心理、投资导向型订单、航运衍生品市场等因素,构建干散货航运市场系统动力学模型并进行模拟分析.结果显示:世界贸易及"中国因素"是航运需求的主要影响因素;航运供给的主要影响因素包括船舶拆解、投资导向型订单、新造船交付比例.除此之外,FFA交易量与BDI指数波动密切相关;2009年之后,燃油成本已不是BDI指数的影响因素.据此,提出以下建议:市场低迷时,政府可适当增加拆船补贴,刺激老旧船舶更新;船东可协商船厂适当延迟船舶交付以降低供给侧的增速;船东与投资人应减少投机行为,理性投资.
2018年02期 v.44;No.174 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 4597K] - 王越;何红弟;
为分析金融危机对原油运价指数与石油股指之间互相关性造成的影响,以波罗的海原油运价指数与中美石油代表股指为研究对象,运用多重分形去趋势互相关分析法(MF-DCCA)探讨金融危机爆发前后波罗的海原油运价指数与中美石油股指之间互相关性的差异.实证结果表明:波罗的海原油运价指数和中美石油股指之间不仅存在多重分形,而且还表现出明显的时段性特征,即金融危机后期多重分形特征较金融危机前期更强;波罗的海原油运价指数与中国石油股指之间的小幅波动较与美国石油股指之间的小幅波动具有更强的正持续性,大幅波动具有更弱的反持续性;波罗的海原油运价指数与美国石油股指之间的多重分形强度在金融危机前后均较与中国石油股指之间的多重分形强度更强.对原油运价指数与中美石油股指之间互相关性的差异分析,可为我国石油市场的管理者和投资者在市场风险投资方面提供决策参考.
2018年02期 v.44;No.174 104-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1788K] - 周慧;陈澎;
利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络模型区分油膜和类油膜,旨在为溢油事故决策支持提供重要前提.首先,对合成孔径雷达(SAR)图像进行特征提取,获得有效的特征向量,并将特征向量作为输入层参数,建立激励函数;其次,利用SAR图像样本训练RBF神经网络模型,将输出值与实际值之间的误差作为约束条件调整权重因子、径向基中心和宽度,根据输出层的线性激活函数值判断溢油情况.实验结果表明,RBF模型在识别油膜与类油膜图像方面准确率超过90%.通过比较RBF和BP神经网络在SAR溢油图像分类上的准确率,也证明了RBF的有效性.
2018年02期 v.44;No.174 113-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K] - 刘扬;杨刚;王军祥;姜谙男;
为研究水化学溶液与循环荷载共同作用对工程岩体稳定性的影响,选取大连地区地铁隧道石灰岩并加工成标准圆柱形试件,对其进行不同时间水化学溶液作用下的腐蚀试验.利用MTS Landmark动力试验系统进行腐蚀后的石灰岩在循环荷载作用下的疲劳试验,探讨不同腐蚀时间对石灰岩疲劳变形特性的影响规律.试验结果表明:随着腐蚀时间的增加,在循环开始前发生的轴向变形和单个循环产生的轴向变形均会提高,疲劳破坏时总循环次数显著减小,说明腐蚀效应加速了岩石的疲劳进程.对溶液p H变化以及扫描电子显微镜(SEM)图像分析表明,水化学溶液改变了岩石的微细观结构组织,这是导致岩石动态力学特性发生变化的根本原因.基于试验数据拟合石灰岩疲劳寿命-腐蚀时间曲线,利用该曲线可以进行特定循环荷载与腐蚀环境共同作用下岩石疲劳寿命的预测.
2018年02期 v.44;No.174 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 3171K] - 李东翰;廖明义;
以氧化降解法制备的液体端羧基氟橡胶和官能团转化法合成的液体端羟基氟橡胶为研究对象,采用DV2T型旋转黏度仪对影响动力黏度的多个因素进行系统研究.结果表明,液体氟橡胶的单体组成对其动力黏度影响最大,分子量对其动力黏度影响较大,分子量分布和端基官能团的种类对其动力黏度影响较小;温度为30℃~70℃时,动力黏度随温度的升高而降低,在30℃~50℃时,动力黏度降幅很大,在50℃以上时,动力黏度趋于平稳,为15 Pa·s左右.
2018年02期 v.44;No.174 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 663K] 下载本期数据