舰艇顺浪航行操纵研究

在大风浪中顺浪和斜顺浪航行存在很大的危险，指挥员不仅要掌握危险产生的原理，还要采取正确的应对措施，才能保证船艇在航行中的安全。本文结合有关的理论研究成果和一些操船实践，提出舰艇顺浪和斜顺浪航行的操纵措施。     

大风浪中船舶顺浪和斜顺浪航行的危险及对策

探讨了大风浪中顺浪航行的危险和产生这些危险的机理.从稳性降低的角度考虑,当船长与波长接近、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从尾淹和打横的角度考虑,当波长超过2倍船长、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从横摇的角度考虑,顺浪或者斜顺浪航行较顶浪或者斜顶浪航行更容易发生横谐摇.根据对危险的机理分析,并结合有关的理论研究成果和实际操船实践,提出了各种船舶顺浪和斜顺浪航行的操纵措施.     

随机横浪中船舶倾覆概率的时域分析方法

为了研究随机海浪中船舶航行安全域的构造及生存概率的预报方法，考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性，建立随机横浪中船舶运动的随机非线性微分方程．综合考虑船舶运动的瞬时状态和窄带海浪谱，采用简谐加速度方法在时域内求解横摇随机微分方程，进行随机倾覆过程的数值模拟，构造船舶航行的安全域，计算船舶安全航行的生存概率．选取不同的初始蒂件及随机波浪参数，在横摇初值平面上构造了一手长30．27m渔船航行的安全域，预报了不同有义渡高作用下渔船安全航行的生存概率．采用本文方法，可以从数量上预报船舶在随机海浪中的生存概率．     

船舶斜浪航行生存概率预报的安全盆方法

针对首斜浪和尾斜浪中船舶航行安全盆的构造及生存概率的预报方法，采用安全盆方法预报随机海浪中船舶航行的生存概率，考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性，建立了船舶横摇运动的随机非线性微分方程，综合考虑船舶运动的瞬时状态、航速及航向角，采用简谐加速度方法在时域内求解横摇随机微分方程，构造船舶斜浪航行的安全盆并预报斜浪航行的生存概率．选取不同的初始条件、航速、航向角及随机波浪参数，在横摇初值平面上构造了一条长30．7m渔船的安全盆并计算了渔船的生存概率，分析和比较了在首斜浪和尾斜浪航行时，有义波高和航速对船舶安全盆和生存概率的影响．结果表明，船舶的倾覆是否发生，与航速、航向角及船舶瞬时运动状态密切相关，     

渔船大风浪中航行风险分析及估算模型研究

风险分析的核心内容是风险估算,它是通过计算风险事件发生概率大小后对风险进行量化的过程。为了保证渔船驾驶人员及其他相关管理人员对渔船安全航行决策有可靠依据,提高渔船大风浪中安全航行,对渔船在大风浪中航行进行风险估算十分必要。本文通过对渔船在大风浪中航行时可能发生的风险事故、发生原因和后果进行初步分析后,选定了导致渔船大风浪中航行发生风险的致灾因子和危险等级,提出了利用模糊综合评定的方法对渔船大风浪中航行进行风险估算的初步数学模型。据此模型,当渔船选定一个航行方案后,根据海洋、气象部门发布的航行海区风浪预报信息,可以获得渔船大风浪中航行危险等级的模糊评定结果。     

随机波浪作用下船舶倾覆的量化研究

为量化船舶倾覆问题,基于随机迈尔尼科夫(Melnikov)函数和相空间传输理论,从能量的角度对随机波浪下船舶航行时倾覆发生的安全程度进行研究.考虑阻尼力矩和回复力矩的非线性以及波浪的随机性,建立船舶非线性横摇运动微分方程.采用快速傅里叶变换(FFT)将时域波浪力转换到频域,从而将随机Melnikov函数及相空间转移率扩展到考虑船舶航速和浪向角的影响,并根据其统计特性对船舶倾覆进行量化.通过实船算例研究其在随机海浪中横摇运动相空间转移率的变化情况,并分析船舶航速、遭遇浪向以及波浪特征频率对相空间转移率的影响.研究结果表明,随机Melnikov函数和相空间传输理论能够较好地对具有一定航速的船舶在随机波浪中的倾覆进行量化,从而可为进一步研究船舶稳性衡准提供有益的参考.     

厦门港航道环境危险度的分析与评价

针对厦门港港口航道环境状况，通过对航行安全影响因素的分析，确立较完整的航道环境危险度评价指标体系，并改进和完善基于统计分析及环境压力模拟的航道环境危险度评价标准，采用模糊数学理论建立港口航道环境危险度评价模型，从而实现对厦门港航道环境危险度的量化分析和评价，进而了解的掌握航道环境的航行危险程度，为航道环境的改善提供科学的决策依据。     

挡土墙抗倾覆稳定性分析

在分析挡土墙倾覆失稳型式的基础上，指出了现行的挡土墙抗倾覆稳定性评价方法的局限性，提出了新的挡土抗倾覆盖稳定性评价方法，该方法定量地考虑了地基承载力大小对挡土墙抗倾覆稳定性的影响。     

厦门港水域船舶交通的安全分析

从调查厦门港船舶交通入手，应用预先危险性分析（ＰＨＡ）方法分析厦门港水域船舶交通安全，提出船舶航行环境的主要潜在危险和事故致因的统计分布，对港口水域的船舶交通安全管理具有参考价值。     

港口航道水域操船环境危险度的综合评价

在确定操船环境危险度的评价方法、评价指标及各评价指标的危险度评价标准的基础上,采用灰色系统理论中的灰色聚类和灰色统计评估的方法,对港口各航道操船环境的危险程度、整个港口航道水域操船环境的总体危险程度以及操船环境各项评价指标对航道内船舶航行安全的影响程度进行了定量的分析和评价。通过该评价,可以了解和掌握航道水域操船环境的危险程度及各评价指标对船舶航行安全影响程度。     

独柱墩桥梁抗倾覆分析与加固研究

为减小因车辆偏载、温度作用等可变作用对独柱墩桥梁产生的倾覆破坏，在总结先前学者和专家对独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固研究的基础上，以支座反力法和稳定系数法为理论依据，采用Midas/Civil有限元软件对加固后的独柱墩现浇连续箱梁桥进行倾覆稳定性分析。结果表明：两种加固方法都可以提高桥梁的横向抗倾覆性能，采用增设盖梁和支座与采用增设抗拔约束装置加固方法相比，独柱墩支座受压承载力明显减小，稳定系数大幅度提高，独柱墩被加固后的3支座体系可改善桥梁结构受力状态，增设盖梁和支座加固法对独柱墩桥梁抗倾覆安全性优于增设抗拔约束装置加固法。     

铁路架桥机防倾覆措施探讨与分析

目前我国正在进行大规模的铁路工程建设，为了安全起见，探讨有关铁路架桥机上的防倾覆措施显得十分必要，本文在分析铁路架桥机倾覆的原因的基础上，重点从各个方面来探讨铁路架桥机防倾覆措施，对于今后铁路架桥机防倾覆设计具有一定实际意义。     

风翼助航船舶在规则波浪中的稳性

为研究风翼助航船舶在波浪中的稳性,以一艘46 000 t油轮为目标船,首先,根据目标船的船型数据,在Maxsurf软件中进行三维建模并验证其正确性;其次,将航行时船舶与波浪的相对位置分为4种情形,分析加装风翼后船舶在不同的船-波位置中的稳性变化.结果表明,波峰在船中部且波长近似于船长时,船舶稳性下降较大.最后,通过Matlab软件选取随机数的方法模拟船舶航行时的随机风浪,计算船舶在加装风翼后航行的安全可靠性.由船舶在8级风级下的最危情况可以看出,加装风翼后船舶的航行安全性要低于未加装风翼的船舶,并且存在4.77%的倾覆概率.     

一种改进的水泥土支护结构抗倾覆验算方法

对传统的水泥土支护结构抗倾覆稳定系数的计算方法进行了分析，指出其存在的缺陷，并从结构设计角度出发，按照极限状态的原理推导出一种改进的水泥土支护结构抗倾覆稳定系数的计算方法。克服了传统方法抗倾覆稳定安全系数会随着结构入土深度的增大反而减小的缺陷，因而能很好地反映水泥土支护结构抗倾覆的机理。     

厦门港船舶航行环境系统的安全分析

以厦门港海上交通事故资料为基础,从理论上探讨了安全系统工程方法在船舶航行环境系统安全分析中的应用,提出了厦门港船舶航行环境的主要潜在危险,并在事故树分析的基础上,获得了厦门港海上交通事故的航行环境原因及其重要度,这对该水域的系统安全分析和采取安全措施具有一定的意义。     

船舶在规则横浪中的奇异倾覆

采用非线性动力学理论研究了船舶在风浪中的抗倾覆能力．用近似方法求解描述船舶横摇运动的非线性微分方程，获得船舶运动的稳态解．运用分岔分析方法结合Floquet理论对该稳态解进行稳定性分析，结果显示，在一定的波浪条件下，船舶运动将经历倍周期分岔而进入混沌，从而导致船舶的倾覆．由此证明，运动稳定性丧失也是船舶倾覆的一种模式，因此将倍周期分岔归纳为船舶倾覆的机理之一．选择船舶的固定横倾角作为一个敏感因素来探讨它对于船舶抗倾覆能力的影响．结果表明，船舶的固定横倾角会极大地损害船舶在风浪中的稳性．     

水面无人艇危险规避方法

设计了一种符合国际海上航行规则的相对坐标系下动态规避方法,以处理水面无人艇的危险规避问题.根据国际海上航行规则将碰撞局面划分为追越、交叉相遇、正面相遇3种局面.计算相对坐标系下相对速度的改变量,并通过改变无人艇的航速和航向,完成对障碍物的危险规避.搭建了无人艇半实物仿真试验平台,以方便快捷地验证危险规避系统的可行性和可靠性.大量半实物仿真试验结果表明,基于所设计的无人艇危险规避方法可以有效地完成静止或运动障碍物的危险规避任务,规避航线合理,满足无人艇规避系统的要求.     

浅谈独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计

近年来我国各地陆续发生了多起简支、连续梁桥整体横向倾覆失稳直至垮塌的事故案例，这类事故通常事前无明显表征，发生猝然且极容易造成重大的人员和财产损失。文章结合工程实例，采用Midas Civil有限元分析软件，对甘肃某高速独柱墩桥梁进行抗倾覆稳定性分析，基于该分析对该桥梁提出几种提高抗倾覆稳定性的加固措施，并详细分析每种加固方式的优缺点、施工难易程度和对交通的影响，最后对加固效果进行验算分析，期许对独柱墩加固设计提供一些参考。     

船舶会遇危险度的评价

根据对同海域航行的船舶，在会遇时不同的船长采用不同的最近会遇距离和最近会遇时间的分析，利用模糊数学评判模型，引入与船长相关的安全域，危险领域和避航领域构建危险度隶属函数，对来船构成本船的危险度进行客观有效的评价，为安全避让提供合理的依据。     

中山站前沿固定冰破冰方案及船舶操纵方法

为了向“雪龙号”提供一条可行的卸货用航行水道，中国第一艘自主建造的破冰船“雪龙2号”急需在南极大陆的中山站前沿复杂的固定冰中制订一条破冰路线。在“雪龙号”过去多年积累数据和经验基础之上，通过详细分析破冰水域的航行环境、固定冰区当年冰情、最新气象辅助资料以及可用的先进设备，制订一条破冰计划路线。采用首尾破冰、进退速度控制、预留距离控制以及操纵船舶辅助破冰等方法，顺利完成破冰开路任务。实际破冰结果证明，计划路线既绕开了危险的冰裂缝和冰山，也为“雪龙号”节省大量的卸货时间。总结“雪龙2号“在固定冰中的破冰能力，指出相应的困难和急需解决的问题；为我国破冰船在极区常态化航行、冰区航行的船舶驾驶员、按极地规则要求进行的冰区航行培训以及相应的业务模拟提供参考。