工程船穿越航道时间计算模型与应用

为防止船舶穿越航道过程中因穿越时机选择不当而与航道通航船舶发生交通冲突,减小船舶碰撞风险,根据主航道的船舶航行环境、航行状态等因素,建立工程船穿越模型,并利用MATLAB软件对该模型进行编程,通过定量计算得出工程船的安全穿越时机,最后将建立的穿越模型应用于工程船穿越主航道的实际案例中,并对影响穿越时间的因素进行了分析。实例结果显示,该模型可根据通航船舶航行信息计算出合理的穿越时间段,为船舶穿越主航道的时机选择提供参考,还可以通过改变工程船穿越航道的相关航行参数对计算结果进行适当调整。     

长江干线客渡船横越模型与应用

为了防控客渡船横越长江干线航道的船舶碰撞风险,论文研究长江干线客渡船横越模型及应用问题。论文首先从客渡线通航环境、客渡船操纵性能、人员从业素质、避让特征四个方面分析了长江干线客渡船航行避让特征;结合内河避碰规则、良好船艺要求从交通冲突角度推导了长江干线客渡船横越模型,从客渡船穿越要求和发船频率两方面提出了客渡船安全营运要求。通过实测数据对长江干线客渡船横越模型和安全营运要求进行了验证,最后通过实例阐述长江干线客渡船横越模型的应用。研究结果表明：客渡船以有利的穿越间隙、穿越时机、穿越航速横越河道和以合适的发船频率营运,能有效降低客渡船与航道船舶流的碰撞风险。     

基于交通冲突技术的长江干线客渡船横越模型与应用

为了防控客渡船横越长江干线航道的船舶碰撞风险,研究长江干线客渡船横越模型及应用问题。首先从客渡线通航环境、客渡船操纵性能、人员从业素质、避让特征四个方面分析了长江干线客渡船航行避让特征;结合内河避碰规则、良好船艺要求从交通冲突角度推导了长江干线客渡船横越模型,进而从客渡船穿越要求和发船频率两方面提出了客渡船安全营运要求。通过实测数据对长江干线客渡船横越模型和安全营运要求进行了验证,最后通过实例阐述长江干线客渡船横越模型的应用。研究结果表明:客渡船以有利的穿越间隙、穿越时机、穿越航速横越河道和合适的发船频率营运,能有效降低客渡船与航道船舶流的碰撞风险。     

港口调度系统中RFID防碰撞的研究

港口船舶智能调度系统中,在使用RFID技术对船舶身份进行识别的过程中,通过对港口环境的了解,分别针对航道和锚泊地的标签碰撞的不同情况,研究已有的ALOHA算法和二进制序列搜索算法及其改进算法,找到港口调度系统的自适应防碰撞算法.     

单向水道船舶进出港最佳排序模式

为避免船舶在港口水域因为等候进出造成拥挤而导致碰撞,提出单向水道船舶进出港最佳排序模式.根据船载AIS提供的与船舶通行安全相关的资料,以泊位远近、船舶大小、船舶类型、船舶吃水等主因素及其他子因素作为船舶权重.在高雄港水域的实例验证表明,该排序模式较人工排序模式在通航安全与通航效率方面具有较大优势,可为未来建立整合性船舶交通组织服务架构提供重要参考.     

有限元仿真在船舶碰撞研究中的运用

结合实际碰撞案例,建立整船三维仿真模型,对船舶碰撞动力学过程进行有限元计算,分析得到船舶碰撞过程机理:船舶从碰撞接触到船体破损变形的时间很短,这一过程中船壳和骨架的破损并不同步;局部现象明显,碰撞区域变形很大,远离碰撞区域的变形几乎为零.仿真结果可以很好地模拟再现碰撞破损过程,与真实碰撞数据相吻合.这种定量地从船体结构角度研究船舶碰撞的方法,比以往定性研究船舶碰撞原因更具信服力,为研究船舶安全和海事调查提供了一种有效方法.     

船舶机舱管路布置的二次穿越算法

为简化和减少在船舶管路布置中的设计约束,降低设计复杂度,将自由空间建模方法引入管路布置中,并提出二次穿越算法.该算法通过检查管路模板与自由空间模型边界相交的次数来判断管路是连接自由空间内的端点,还是与模型发生碰撞.一旦发生碰撞,则需要对管路进行修正,以避开设备及其自由空间.该算法弥补了现有的管路智能布置算法不适应自由空间模型的问题.     

浅埋暗挖法穿越既有桥梁的施工风险控制

从施工中可能存在的风险出发,通过风险识别、风险评估、风险应对和风险监控4个方面建立浅埋暗挖隧道穿越既有桥梁施工风险控制体系,并将其应用于北京西三环暗挖穿越既有花园桥的施工过程.结果表明,穿越施工风险控制达到了预期的控制目标,实现了既有桥梁在隧道施工过程中的安全运营.     

船舶吨位与碰撞事故关系

为研究船舶吨位与碰撞事故之间的关系,对1311起船舶碰撞事故数据应用聚类分析,按照船舶吨位对碰撞事故的影响程度分为21类.通过对各类数据应用相关分析、曲线拟合及非线性回归分析,建立船舶吨位与船舶碰撞事故数的数学关系模型.研究结果表明:随着船舶吨位的增大,碰撞事故呈现减小趋势.     

基于资产脆弱性风险评估模型的船舶引航安全评估

采用基于资产脆弱性的风险评估模型,对港口船舶引航碰撞事故的形成原因进行分析,计算出各风险原因的风险值并进行排序,确定各风险的危险程度,提出了减小引航风险的决策建议.     

信号控制交叉口行人过街行为虚拟实验

以交通系统微观仿真模型VISSIM为基础,基于虚拟现实仿真理论开发了行人过街行为虚拟实验系统(PCBVRS).在上海市的中原社区和同济大学内招募了29名有代表性的出行者,以上海市大连路与飞虹路交叉口为对象,进行了行人过街行为虚拟实验,获得了230份行人过街样本数据.运用实验科学中的信度与效度理论,将实验数据与实测数据进行了对比分析.结果表明,PCBVRS可以有效地模拟实际场景中的行人过街行为;PCBVRS满足VR(虚拟现实)系统沉浸性、交互性以及现实感等实验特点,且造价便宜,易于携带.经过进一步的研究改进,将来可作为提高行人过街安全意识的培训工具.     

雾航情况下PIDVCA算法分析与仿真

为进一步测试验证船舶拟人智能避碰决策（PIDVCA）算法,在互见的左交叉会遇局面的雾航情况下结果是否合理有效,基于《1972国际海上避碰规则》,以左舷来船为对象,采用几何作图分析互见的左交叉会遇局面在雾航情况下不同交汇特征的避让方法,利用集成有PIDVCA算法的船舶智能操控（SIHC）仿真测试平台进行仿真测试。测试结果证明算法的合理性、有效性和经济性。该研究对算法的优化及实际应用具有参考价值。     

一类三维分段光滑系统的穿越极限环

本文研究了一类三维分段光滑系统的穿越极限环.由于相空间被一个超平面分成两个区域，因而系统呈现两个不同的向量场.此外，系统还具有two-fold点，且在该点处两个向量场都与该超平面相切.本文证明系统穿越极限环的最大个数是2,给出了存在一个和两个穿越极限环的充要条件，并确定其周期及在切换流形上的穿越位置.     

初速度对被撞船舷侧结构影响

采用ANSYS/LS-DYNA建立了两船发生侧向对中垂直碰撞的非线性有限元模型,模型中考虑了材料非线性、几何非线性等因素;并以所建立的非线性有限元模型为基础,对被撞船舷侧结构碰撞性能进行了仿真研究,得到了碰撞力和能量随碰撞船位移变化的关系曲线,重点研究了碰撞船初速度的影响.数值仿真结果表明,不同的碰撞船初速度会导致被撞船舷侧结构产生不同形式的变形和不同程度的损伤.同时,通过仿真计算得到了某一确定碰撞情景下被撞船舷侧内、外壳破裂的临界速度,可以为海事部门制定海上限速避碰规则提供依据.     

无人机密集编队穿越竞速导引算法

针对无人机密集编队穿越门框竞速问题,提出了一种时间近似最优的导引算法。首先,对穿越竞速问题进行了阐述;其次,在单架无人机穿越门框导引模型推导的基础上,研究了其穿越门框的导引算法,该算法具有在期望时间内将无人机导引到目标点的能力;最后,针对多架无人机编队穿越竞速问题,提出了基于飞行时间控制和脱靶量控制的穿越算法,该算法具有良好的时间近似最优性能;仿真结果表明,所设计的导引算法能够使无人机编队在期望时间内完成穿越竞速,且具有极低的脱靶量和导引时间误差;可为无人机集群避障与防撞控制提供技术支撑。     

盐宝线限制性航道通航安全仿真研究

盐宝线扬州段存在众多老旧桥梁;且由于资金短缺导致桥梁短期内难以拆除改建,老旧桥梁将长期影响盐宝线扬州段航道船舶的通行安全。基于盐宝线扬州段航道现状,在对盐宝线扬州段船舶安全通航研究分析的基础上,结合道路交通信号灯启示,对缺乏调度控制上行船舶开展分散控制研究;并构建多节点航运调度仿真模型,分别对航道现行以及对上行船舶分散控制后的调度方案进行仿真研究。结果表明:在优化方案下,下行船舶通过盐宝线扬州段平均耗费时间由42.52 h缩短为42.48 h,而上行船舶通过盐宝线扬州段平均耗费时间9.11 h增加为10.36 h。在优化方案下,上、下行船舶在桥区航道拥堵风险比在现行调度方案下有明显降低,拥堵风险指标由585次/d降为0次/d。     

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.     

无交通信号路口行人过街的人车交互过程研究

自动驾驶汽车要进入人车混行的无交通信号路口,需确保与行人之间的交互安全,为解决这一问题,现以非自动驾驶汽车为研究对象,探索其与行人在无交通信号路口的交互过程。本文选取北京市内两处无交通信号灯的路口作为研究场景进行长期拍摄,基于视频数据从中提取行人的个体属性变量、行人的穿越行为变量、车辆的穿越行为变量以及间隙数据,将行人的过街行为分为穿越前、中两个阶段进行研究。结果表明,穿越阶段对行人的穿越时间具有显著性影响,穿越路口对行人的穿越时间不具有显著性影响。对于穿越前的等待时间,在有右转车道下对其具有影响的因素有行人的拒绝车辆个数和来自方向,在无右转车道下对其具有影响的因素有行人的拒绝车辆个数和起始位置。对于穿越中的穿越时间,在有无右转车道下对其具有影响的因素均为穿越人数和车辆1的行为。今后自动驾驶汽车行驶到无交通信号路口时,可以通过此结果去识别行人,并判断出行人的穿越时间,以便及时做出相应的措施。     

目标船碰撞危险及模型

针对目标船间的碰撞危险提出一种利用本船观测获取的目标船数据,解算目标船间dCPA和tCPA的方法,通过建立的目标船间碰撞危险数学模型可直接获得周边水域目标间的碰撞危险信息,为值班驾驶员及避碰专家系统提供更加有效的避碰决策信息,有利于提高船舶避碰决策的正确性.