海上突发事件下的航道通航效率分析

为研究海上交通突发事件对港口航道通航效率的影响,以交通波理论为基础,结合港口航道船舶交通流特性,分析突发事件时航道内船舶的聚集和消散过程,建立海上交通突发事件时空影响模型。以厦门港超大型船舶进港单向通航为例,定量计算出单向通航时最大排队长度及阻塞时间,为海事主管部门在超大型船舶进港时制定相应措施提供理论参考依据。     

汽车尾气排放时空动力学特性实验仿真研究

为研究汽车尾气排放时空动力学特性,提出一种复杂环境下多工况汽车尾气排放仿真新方法。基于科学、合理的抽样,利用最小计算量筛选出关键因素与尾气排放之间的关系,通过粒子格子波尔兹曼自适应动态细化离散分析方法、LES大涡模拟湍流模型与拉格朗日非定场数值方法,结合汽车尾气排放实时监测数据,建立并优化尾气时空动态仿真模型,模拟尾气排放扩散过程。实验仿真结果证明此方法能控制尾气排放体积与质量浓度的时空动态分布,降低汽车尾气对PM2.5的贡献率。     

锚地泊位系统服务能力仿真

为完善锚地规模论证分析理论,考虑航道状态对船舶通航的影响,将锚地和泊位相结合建立船舶离散状态转移模型,并对港口服务系统进行计算机仿真.基于船舶到港、泊位服务时间分别服从泊松与负指数分布,在不同锚地规模、泊位数及其服务效率下,分别计算船舶排队队长、排队概率与船舶锚泊时间,并讨论港口服务能力.仿真结果对港口服务能力的合理规划和组织具有重要的指导意义.     

抵港时间不确定的多目标泊位-岸桥分配

针对不确定性因素造成的船舶提前或延迟到港的问题,考虑船舶抵港时间不确定性,建立以船舶在港时间和港口装卸成本最小化为目标的泊位-岸桥分配非线性混合整数多目标规划模型,利用优化技术处理非线性多目标问题.研究结果表明:模型能有效减少船舶抵港时间不确定性对港口运营造成的损失,优化船舶装卸操作成本和船舶在港作业时间,为集装箱码头提供了更合理的解决方案.     

基于GPS/GIS的虚拟港口可视化建模

针对港17现场物流过程,港机健康状态等监测问题,提出一种分布式港口监测系统,并着重研究其监测终端子系统中的虚拟港口可视化建模.该虚拟港口将全球定位(GPS)技术、地理信息系统(GIS)技术与虚拟现实(VR)技术相结合,基于分布式港口监测系统实现对港口的虚拟可视化监测.通过构造港机零部件标准3D模型库,实现对虚拟港机面向对象的层级模块化几何建模和GPS数据驱动的运动建模.在构建的分布式港口监测系统网络原型上的测试实验表明,此建模方法能够满足监测可视化要求.     

港口船舶交通流量预测

为更精确地对港口或航道内船舶交通流量进行预测,分别建立BP神经网络预测模型和RBF神经网络预测模型进行仿真,并以宁波港船舶交通流量为例进行验证.结果表明,在宁波港现有发展基础和港口设施状况下,RBF神经网络用于宁波港船舶交通流量预测误差较小,预测值与实际值相近.     

混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真

通过集成化方法来研究混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真,讨论了仿真计算系统与三维动态可视化系统(GIS系统)的建模及系统可视化问题,设计了仿真系统与可视化系统的集成模式,实现了系统的界面可视化、过程与结果的可视化和真三维地形环境的大坝三维动态可视化,并具体介绍了仿真系统及三维动态可视化的实现过程.最后给出了一个混凝土坝仿真研究的成功实例.     

基于BP神经网络的汽油机尾气排放预测

为了准确预测汽油机尾气污染物的排放量,基于BP神经网络模型进行了排放预测.针对汽油机尾气排放预测非线性、特征参数多、样本数据量大等特点,以特征参数的数据流信息作为输入,以车辆排放水平为输出;以BP神经网络为基础,分别建立了汽油机CO,HC,NO_x排放预测模型;并完成了正常状态、燃油压力异常、进气压力传感器异常3种模式下的实车验证,将汽车排气分析仪的检测结果与预测结果相比较.结果表明:该预测系统能够对3种气体进行预测,具有较高的预测精度,收敛速度较快,可以达到预期结果,且具有较好的可靠性.     

基坑群监测数据与施工信息动态同步#br# 分析系统的开发与应用

针对基坑群开挖过程中工况复杂、信息量大、开挖与监测信息难以进行耦合分析的问题,开发了监测数据与施工信息动态同步分析系统.利用结构化查询语言(SQL)标准中的数据库软件Microsoft SQL Server进行基坑施工与监测信息的标准化管理,以时间信息作为索引标志,建立两者的动态同步耦合关系;通过对Excel与Visio的二次开发分别实现监测数据与施工工况的可视化模拟,最终开发全局控制台将基坑施工信息与监测数据的可视化模型进行关联以实现动态同步分析.将该系统应用于上海世博园某地块基坑群,实现了基坑群施工中的分块开挖工况与各项监测数据的动态同步分析,呈现了相邻基坑开挖在宏观与局部时空尺度上的相互影响特征.该系统可为基坑群施工对基坑与周围环境受力变形影响机制的分析与验证提供高效的分析手段.     

基于实时车货信息的港-公调度优化模型

为了解决港区内存在的进出车辆拥挤、货物周转时间长、甚至延误顾客要求到货时间等问题,将港口系统和公路运输系统综合起来进行整体调度优化研究.通过分析港口每艘货船靠港和离港的装卸作业过程,采用线性规划的方法,建立包含港口、公路货运场站和目的地的港-公调度优化模型.该模型在满足港口和所有目的地货物需求的前提下,根据港-公系统信息平台提供的实时车货信息,求解出作业时间最短的公路货运车辆调度方案,这里作业时间既包括装卸车作业时间又包括车辆行程时间.对于每次港口装卸船作业,港-公调度优化模型均能为货运车辆在港口、货物场站和目的地之间提供最优运输路线,从而节省装卸作业时间,提高港-公系统的作业效率.     

基坑群监测数据与施工信息动态同步分析系统的开发与应用

针对基坑群开挖过程中工况复杂、信息量大、开挖与监测信息难以进行耦合分析的问题,开发了监测数据与施工信息动态同步分析系统.利用结构化查询语言(SQL)标准中的数据库软件Microsoft SQL Server进行基坑施工与监测信息的标准化管理,以时间信息作为索引标志,建立两者的动态同步耦合关系;通过对Excel与Visio的二次开发分别实现监测数据与施工工况的可视化模拟,最终开发全局控制台将基坑施工信息与监测数据的可视化模型进行关联以实现动态同步分析.将该系统应用于上海世博园某地块基坑群,实现了基坑群施工中的分块开挖工况与各项监测数据的动态同步分析,呈现了相邻基坑开挖在宏观与局部时空尺度上的相互影响特征.该系统可为基坑群施工对基坑与周围环境受力变形影响机制的分析与验证提供高效的分析手段.     

港口三维GIS系统的设计与关键技术研究

港口三维GIS系统为工作人员提供了一个港口信息高度可视化的工作环境,能够有效地提高管理人员对港区作业实时监控效率,并能对港区内目标数据信息进行快速检索、定位和统计.本文描述了车辆行驶仿真、基于顶点纹理的几何体实例化技术.     

基于CALPUFF模型的毒害性气体泄漏事故三维动态模拟方法——以开县井喷事故为例

针对目前基于大气扩散模型开发的应急管理 GIS 系统中存在的时空分辨率低、未考虑三维地形等问题, 提出一套基于CALPUFF模型的三维气体扩散模拟方法。经过多层计算, 获得气体扩散浓度的三维时空分布数据。 通过Marching Cubes可视化技术读取并显示 , 可以实现三维空间的气体动态扩散效果 。以“12·23”开县特大井喷事故为案例进行模拟, 并开展二、三维对比以及模拟数据与实际情况对比分析。结果表明, CALPUFF模型三维计算得到的气体浓度在量级和空间分布上具有较高的精确性, 三维时空动态模拟具有较高的时空分辨率和重建效率, 可以达到较好的可视化效果, 能够更好地表达气体泄漏过程和扩散规律, 为应急管理提供重要的辅助手段。     

基于云GIS的网络舆情可视化方法

针对舆情监管中数据自动化获取、情感分析和空间可视化显示的相关问题,研究了基于云GIS的网络舆情可视化方法.通过构建基于OpenStack和GeoServer的云GIS平台为舆情数据的采集、分析和显示提供存储和计算支撑;研发了舆情数据自动化采集引擎,根据网页DOM的结构特点,设计了列表项和列表项属性信息获取算法,实现了舆情数据的自动化获取;设计了情感分析算法,实现了舆情信息正负面属性的判定.研发了基于云GIS的舆情可视化系统,为基于空间的舆情信息可视化分析提供了实践经验.     

面向船舶分段制造过程的动态知识图谱建模方法

在动态性、离散型强的船舶分段制造过程中,缺乏有效的过程资源组织、产品加工不透明等因素导致管理者知识获取成本高、效率低.针对这一问题,提出一种基于加工节拍数据流的知识图谱动态生成和更新方法.通过分析船舶分段的加工流程与工位数据特点,给出加工节拍数据信息模型定义;提出静态资源与加工节拍数据的图映射步骤、模型以及融合连接算法,实现工位动态时序数据与知识图谱的语义关联;利用工位流程与产品结构关系生成车间级动态知识图谱.以某船舶分段生产过程为例,设计开发知识图谱可视化原型系统并进行验证.研究结果表明,所提方法有利于船舶分段制造过程中知识的组织、获取与重用.     

烟台市船舶排放特征及对空气质量的影响

使用单颗粒气溶胶质谱仪对烟台市3类典型船舶排放的源谱特征进行了分析,结果表明:船用柴油燃烧排放的气溶胶单颗粒以OC、EC类别为主;而重油燃烧中含Fe、V、K、Na等金属元素的类别占比较大,其中含V颗粒占比最大,且粒径主要集中在0. 5～1. 1μm段;而含Si、Fe、K、Pb等颗粒主要分布在0. 8～1. 4μm粒径段。以含V颗粒作为船舶排放示踪物,对烟台市5个典型站点空气质量受船舶排放影响的分析显示:5站点均明显受到船舶排放的影响,春、夏季影响明显高于秋、冬季;百盛商城和万润化工两个距港口最近的监测点受船舶排放影响最大,春、夏季特定条件下含V颗粒占比接近40%。基于统计数据对烟台市船舶排放PM_(2.5)进行估算,2017年烟台市内河和沿海船舶PM_(2.5)的排放量约为463. 6 t,与机动车尾气排放量相当,因此需要进一步重视船舶尾气排放对本地大气颗粒物的影响。     

虚拟环境中水文数据时空展布和三维等值线生成算法研究

为实现海量数据的信息快速挖掘和直观表达,提出了基于数字流域仿真平台的水文数据三维可视化方法.该方法利用顾及地形特征生成的流域离散点作为数字流域仿真平台与观测数据和分布式水文模拟结果集成的基础;研究了流域水文数据时空展布和三维等值线生成算法与分区透明度和颜色值相结合增加视觉敏感性来虚拟表达水文时空信息;并引入计算机动画技术实现水文数据时空演变过程.最后将以上算法与数字流域仿真平台集成应用于长江上游降雨过程的动态三维可视化系统的构建,取得了良好效果.     

抵港和装卸时间不确定情况下的离散泊位分配问题

在港口实际运营中,由于船舶航速变化、天气因素、岸桥机械故障、岸桥效率变化、人员安排变动等原因,船舶的抵港和装卸时间产生不同程度的波动,影响泊位分配计划的可操作性.为研究船舶抵港和装卸时间这两种不确定情况对于制定泊位分配计划的影响,本文针对离散泊位,建立了集装箱码头泊位分配的混合整数规划模型,并设计算例,采用Cplex求解.通过考虑抵港和装卸时间波动的随机性,计算不同波动程度下的船舶总在港时间,并与确定情况进行比较,得到两种不确定情况对于船舶总在港时间的影响规律.     

启运港退税政策实施中的港口选择模型

在保税港区对周边内陆干港与内贸港口实施启运港退税政策的背景下,基于用户均衡货流分配理论,构建实施启运港退税政策的港口(启运港)选择模型.模型可在既定总投资额的约束下,以区域社会经济效益最大为目标,确定启运港的数量与位置.设计嵌入Frank-Wolfe算法的遗传算法求解模型,并使用大连港腹地的出口数据进行实例分析.结果表明:依托大连保税港区实施启运港退税政策后,哈尔滨等七地被选为启运港,价值388.6亿美元的出口货物所在企业每年能够提前10～25天获得退税款46.7亿美元.上述模型和算法可为政府制定、实施启运港退税政策提供必要的决策支持.     

基于Circos弦图的居民出行模式可视分析

基于对城市中出租车OD(Origin-Destination：起始点－终止点)流时空模式的研究,能为城市路网规划、出租车营运方案制定以及居民出行计划提供科学的依据.而时空数据可视化与可视分析是从时空轨迹大数据中感知城市动态、分析OD时空模式的重要手段.该文基于Circos软件,以一种全新的可视化方式对出租车轨迹数据中的OD流进行时空多尺度可视分析.这种方式能在不同时空尺度下表征出租车轨迹OD流的流量、流向及OD流属性特征,能够展示多时空尺度下轨迹OD流数据的时空模式,能更好地理解居民在城市内部区域之间的流动模式,进而揭示居民的出行模式.通过对北京出租车历史轨迹GPS数据进行可视化实验,结果表明该可视化技术能在多时空尺度下表征轨迹OD流数据的时空模式.