海上无人波浪滑翔机的应用与发展

 波浪滑翔机是一种小型无人海上作业平台，根据科考观测、海上作业、数据中继等不同任务搭载不同载荷，在高海况的远洋海域执行连续的作业任务。论述了波浪滑翔机的基本原理、结构对比、应用领域。提出可以以波浪滑翔机为中间桥梁，利用其长期远洋存在的特性，结合卫星通信技术，打造天海一体的海洋立体观测数据服务平台，形成自我运营的海上监测装备和数据服务能力的应用构想。     

基于长短期记忆网络的半潜平台波浪爬升预报

波浪爬升问题与半潜式平台安全密切相关，波浪爬升的实时在线预报有助于保障海上作业安全.基于长短期记忆(LSTM)神经网络模型，以波浪和平台运动时间序列为输入，建立半潜式平台波浪爬升高度的极短期在线预报方法.通过平台模型试验获得训练与测试数据，对LSTM模型性能进行检验.结果显示，在提前预报量为6 s和12 s时，波浪爬升高度的平均预报精度分别为92.90%和84.09%,最大值相对误差不高于19.69%和30.66%;同时，模型在提前预报量低于6 s时能够对较大的波浪爬升极值实现准确且稳定的预报，可为海上平台运营过程中波浪砰击和越浪等风险预警提供有效技术支持.     

小型全膜法海水淡化装置

全膜法海水淡化装置，采用了超滤膜预处理方法，能提供高质量的反渗透进水(SDI≤1)，大大延长了反渗透膜与主机的寿命，实现了全过程用膜法处理，减轻了设备的重量，缩小了设备所占空间，维护便捷．经远洋渔轮海上3年的使用证明，各项指标均达到目标，完全能够胜任长期海上作业供给淡水的任务．     

浅谈远洋船员人才的体育教育

阐述了远洋船员人才的特征，简介了船员海上作业可能遇到的困境，以及针对这些困境应采取的体育教育措施．     

基于数据驱动的水下滑翔机生物污损监测方法

以我国自主研发的“海燕-L”水下滑翔机为研究对象，针对其长时间运行过程中出现的生物污损问题，提出了一种基于数据驱动的水下滑翔机生物污损监测方法，以指导试验过程中控制参数制定与任务规划．首先，通过动力学模型仿真分析，研究了生物污损对水下滑翔机单剖面运行时间的影响．然后，根据动力学分析结果，结合岸基操控条件以及水下滑翔机的通信方式，提出了一种生物污损监测方法：基于机器学习方法，利用水下滑翔机未发生生物污损时的关键数据，建立单剖面运行时间预测模型；对试验过程中水下滑翔机的单剖面运行时间进行预测，并监测其预测偏差；利用所建立的阻力系数与预测偏差的关系式，预测生物污损引起的阻力变化．最后，通过海上试验验证了所提出方法的正确性与有效性．试验结果显示，单剖面运行时间预测偏差与阻力系数均可以反映水下滑翔机的生物污损程度．当水下滑翔机正常运行时，所提出的方法对其阻力系数的最大预测误差仅为2%，可以实现对生物污损程度的准确监测．该方法只需要使用水下滑翔机运行过程中的部分关键数据，即可快速获取其性能变化，极大提高了监测效率，可以为“海燕-L”的实际海上应用提供支持．同时，该方法也可以为其他类型水下滑翔机的性...     

远洋船舶外港燃油加注的几点思考

随着海上丝绸之路的快速发展,船舶远洋的频率也就越来越多了,长时间海上航行,停靠外港补给也就成为了远洋船舶必不可少的一部分。而停靠外港加油,是整个外港补给过程中不容忽视的事情,该文主要探讨了某远洋船舶在外港进行燃油加注作业过程中的技术要求,对量油尺使用、"三防"工作、油料接收以及计算进行了着重分析,为做好后续外港加油提供了依据。     

波浪运动补偿平台的自适应预报控制模型研究

具有广义升沉运动补偿功能的波浪运动补偿平台可以减少船舶运动对海上作业和设备的影响.该平台系统的液压机构具有非线性和大惯性的特点.为了有效地进行广义升沉运动补偿,本文采用基于等维新息的自适应自回归多步预报算法和非线性PID控制器相结合的控制策略对波浪运动补偿平台液压机构进行控制.益参数随误差变化的非线性PID控制器具有较好的适应性、抗干扰性和鲁棒性,适合波浪运动补偿平台液压机构的控制特点,可以提高控制效果.结合实验获得的船舶甲板控制点的广义升沉位移数据,仿真试验结果表明:采用上述的自适应预报控制策略对波浪运动补偿平台液压机构进行控制能有效地减少平台的广义升沉运动幅值.     

移动式钻井平台冬季海上作业安全风险分析

目前国内设计的移动式钻井平台多为无冰期作业,由于海洋石油开发的要求,部分钻井平台需在冬季开展海上钻井作业。从移动式钻井平台冬季海上钻井作业特点出发,采用系统性的安全分析方法,可以得出钻井平台冬季海上钻井作业的风险因素,并从设施设备维护、钻井作业、安全管理制度等方面为移动式钻井平台冬季海上钻井作业提出安全风险防护建议,研究结果可以为移动式钻井平台冬季钻井作业提供安全支持。     

海上石油作业平台设备的风险维修探究

由于海上石油开采环境受很多不断发生变化的因素影响,对海上石油作业平台设备的要求较高,结合海上作业平台设备特征、应用优势及风险维修措施进行分析,对海上作业平台设备的风险维修方法进行创新,结合实际需求调整维修措施,开展对海上作业平台设备的维修管理,旨在减少开采作业过程中出现的故障。     

漂浮式风力机驳船式平台响应特性分析

平台的稳定是海上漂浮式风力机能够安全运行的最基础保障.通过建立基于驳船式平台的海上风力机整机模型,采用有限元方法,研究了漂浮式风力机驳船式平台在风、浪、流3种环境载荷联合作用下的时频域动态响应.通过漂浮式风力机驳船式平台在时域和频域内的变化幅度来分析平台的动态响应特性,得到了波浪力即F-K力和绕射力对平台六自由度运动的贡献以及各波浪力随频率的变化趋势.结果表明:平台幅值响应算子和平台所受波浪力均在低频波浪作用下出现较大响应;平台在纵荡、垂荡和纵摇方向的运动响应较之其他3个方向更加明显.     

风帆构型波浪滑翔器局部路径规划研究

风帆构型波浪滑翔器（sailboat architecture wave glider,SWG）是一种新型单体式欠驱动海洋观测平台。相较于传统波浪滑翔器,风帆构型波浪滑翔器以海洋可再生能源—风能与波浪能为动力,克服了机动性能弱和抗流能力差等缺点,有效实现持续动能转换,执行面向大范围海域快速巡航等任务。考虑到风帆构型波浪滑翔器对风场环境的依赖性,传统路径规划方法对风帆构型波浪滑翔器的适用性很低,因此本文提出了一种适用于风帆构型波浪滑翔器在风场环境下的局部路径规划算法。算法通过改进引力势场与斥力势场,克服了传统人工势场算法中机器人无法到达靠近障碍物的目标点和碰撞远离目标点的障碍物的缺陷。算法引入了一种风势场,使算法针对不同风场规划出不同的路径,并且规划路径满足风帆构型波浪滑翔器的运动学约束。最后通过MATLAB仿真和海试实验,验证了所提出的局部路径规划算法对风帆构型波浪滑翔器的适用性。     

波浪滑翔器编队避障方法

波浪滑翔器是一种可以长期工作的新型海洋机器人,主要应用于海洋环境的探测与数据采集。波浪滑翔器编队可以扩展单台设备的能力同时提高任务的效率。本文利用领航跟随者法结合人工势场法,提出了多波浪滑翔器编队的避障方法。通过领航跟随者形成波浪滑翔器编队的同时引入间距势能场,来实现编队队形的保持。人工势场作用下的波浪滑翔器编队被视为一个虚拟的多体系统,受到来自人工势场的虚拟力的约束。针对人工势场法的局部最小域问题,引入沿障碍物切线方向的引力,打破平衡状态,解决了局部最小域问题。最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于温差能源的水下滑翔器动力学分析与设计

水下滑翔器作为一种新型水下机器人系统，对于海洋环境监测与资源探测具有重要应用价值．与采用电能驱动方式不同，设计开发了一种海洋环境能源（温差能源）驱动的水下滑翔器，并应用Gibbs—Appell方程建立了动力学模型，仿真分析了水下滑翔器的垂直剖面运动特性，获得了相应的运动参数．依据动力学仿真结果，设计了基于温差能源的热机系统，以及姿态调整机构与控制系统．水域实验结果表明，水下滑翔器采用温差能源驱动，其原理是可行的，所设计的热机系统热交换功率达到47W，可以满足水下滑翔器驱动性能要求．     

我国海洋资料浮标技术的发展与应用

海洋资料浮标是离岸原位获取水文、气象等环境参数的重要技术手段,在海洋环境实况监测、预警预报、防灾减灾、资源开发、海上交通等方面具有重要作用。本文概述了海洋资料浮标的作用、组成、分类、主要理论及技术体系,总结了近年来国内海洋资料浮标的发展历程和技术突破,介绍了我国目前海洋浮标监测网的构成、应用情况,并与国际先进国家的浮标进行了比较。最后,展望了海洋资料浮标及监测网技术未来的发展趋势。     

基于数据融合技术的智慧养殖服务平台

针对近岸养殖海域管理效率低、传统养殖服务平台数据融合度差的问题,以养殖海域为对象,运用高分辨率摄像数据、高分辨率卫星遥感数据、卫星定位数据、水质环境监测数据、养殖区域规划数据等的融合算法,研发智慧养殖公共服务平台,实现海域环境电子围栏、养殖密度监测、海洋执法等智慧化应用。提出利用基于Canny算子的HSV预处理算法对养殖密度进行检测。结果表明:相比传统方法智慧养殖服务平台的监测数据更接近于实际养殖密度,该研究对海水养殖的生产管理、政府执法、海洋环境保护等具有现实意义。     

国家海洋信息通信网建设与规划研究

 国家海洋局现有国家海洋行政管理专网、国家海洋局行政管理专网、国家海洋非实时业务专网和国家海洋实时业务专网4套专网, 4套专网独立运行且对不同的海洋业务提供支持。国家海洋局启动信息化整合工作,网络整合作为信息化整合的基础性工程率先启动。整合后的海洋信息通信网为后续离岸网络和涉海部委网络的统一接入、数据资源和业务系统整合奠定基础。介绍了现有各海洋业务专网情况、整合后的海洋信息通信网的情况;结合海洋数据多渠道获取的特点,分析了现有网络离岸数据获取方面的不足;针对海洋离岸数据的获取需要,结合现有海洋无线网络接入模式,提出了海洋无线网络整体建设规划思路。     

海洋环境监测技术及仪器装备的发展现状与趋势

随着陆地资源逐渐枯竭,向海洋要资源、要空间已成为涉海各国的必然选择,导致了海洋技术领域的竞争愈演愈烈,从而促进了海洋环境监测技术及仪器装备的高速发展,这对我国海洋核心技术的研究提出了更高的要求。从海洋环境监测技术领域所涉及的海洋环境监测平台技术、传感技术及数据综合处理技术等3个方面进行了分析总结,在明确技术及仪器装备现状的前提下找出中国与国外相关研究领域存在的差距,并首次对海洋环境监测数据综合处理技术进行了全面梳理,在此基础上根据其发展趋势对海洋环境监测技术及仪器装备的未来前景进行了展望。指出该领域仪器装备在目前已经实现的模块化、系列化基础上,将向网络化、智能化方向发展,本文旨在对我国海洋环境监测技术领域的发展规划、技术研究、装备研制及工程应用等方面的工作提供建议。     

基于环境等值线法的海上浮式风机长期极限响应预测

为保证海上浮式风机在复杂的风浪环境载荷作用下正常服役,需要评估海上浮式风机的长期极限响应。通过实测风浪的联合概率分布,利用基于逆一次可靠度法(IFORM)和逆二次可靠度法(ISORM)的环境等值线法获取环境工况组合,模拟风机短期响应并结合Gumbel极值分布计算风机长期极限响应,实现了对海上浮式风机50 a重现周期的极限响应预测。研究结果表明:风浪联合作用下,随着平均风速增大,平台纵荡运动、叶根面外弯矩和塔基前后弯矩出现了先增大后减少的趋势;随着有义波高增大,平台纵荡运动最大值和平均值、塔基前后弯矩最大值也随之增大;与基于IFORM的环境等值线法相比,基于ISORM的环境等值线法可以涵盖更多的环境工况组合,得到更大的浮式风机长期极限响应,进一步提高了风机结构设计安全性。     

海洋环境的LoRa和GPRS远程监测系统设计

提出了一种实用的海洋环境远程监测系统.该系统采用轻量化、低功耗的多参数传感器采集数据,通过LoRa和GRPS技术进行数据传输.设计了基于STM32单片机的联合网关,实现监测节点与互联网之间的数据交换.在服务器端构建了数据管理平台,用于完成对采集数据的接收、显示及存储.实验结果表明,该系统可实现对目标海洋区域的智能化和长期性远程监测.