摘要：为拓展设计船舶航行中多模态人机交互模式,促进船舶航行所用导航系统的智能化发展,研究多模态人机交互系统在船舶航行中的应用,设计一种船舶航行使用的多模态人机交互系统。船员可在船舶航行时,以语音交互、手势交互这种多模态交互模式,完成指令输入,无需人工手动操舵。实验测试结果验证,多模态人机交互模式使用后,船舶航行时,控制指令通过语音与手势便可有效传达,船舶航行控制可靠,且无须手动控制舵机,可实现船舶航行智能化交互控制。

摘要：为提升船舶驾驶人员及船员的船舶整体认知以及海况应对能力,确保船舶航行以及作业安全,设计基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型。按船舶航行需遵循的物理定律以及原理,建立船舶航行运动姿态数学模型,并通过3Dmax构建船舶航行环境实体以及地形模型,利用PM海浪谱法构建海表面三维模型,而后通过Unity3D虚拟现实仿真软件驱动调整构建的三维模型,并对所构船舶三维模型采用改进混合包围盒法实施碰撞检测,把地形以及海浪等实际数据信息融入到导入的模型之中,仿真模拟船舶航行实景,实现人机交互。实验结果表明,基于虚拟现实技术实现的船舶航行实景三维模型,可较为真实模拟船舶航行实景,为确保船舶航行以及作业安全提供可靠参考与保障。

摘要：数字孪生技术赋能船舶与海上设施领域是国内重点发展战略规划,碳达峰是当前国际重大议题。为解决面向低碳的船舶航行过程数字孪生模型缺乏精准化设计这一问题,文章提出了一种以最小化碳排放为目标,综合考虑船舶综合电力系统、能量管理系统和故障预测系统,建立数字孪生模型的框架,并针对能量管理过程建立面向低碳的船舶航行多目标数学模型,以期对船舶航行的碳排放进行监控与优化控制。

摘要：为了利用最优参数提升船舶航行定位系统的运行性能,设计基于船舶航行定位参数识别的数学模型。构建描述船舶航行运动的大地坐标系和随船坐标系,利用2个坐标系的转换构建船舶航行定位系统的非线性运动方程。依据所构建的运动方程,利用无迹卡尔曼滤波方法,设计船舶航行定位系统参数识别的数学模型。利用粒子群优化算法优化所设计模型,选取定位参数初始状态误差的协方差矩阵作为优化目标,通过更新粒子位置和速度,确定卡尔曼滤波算法的协方差矩阵,更新待识别参数的状态向量,输出船舶航行定位参数识别结果。实验结果表明,该模型可以实现船舶航行定位参数的识别,依据参数识别结果,保障船舶实际航行轨迹紧密跟随目标航行轨迹。

摘要：以保障船舶以既定航线航行为目的,研究基于可视化编程环境的船舶航行参数优化方法。该方法将Dynamo参数化设计平台作为船舶航行参数优化的可视化编程环境,并从船舶航行时航向控制参数和航行速度参数角度出发,分别构建船舶航行航向控制参数优化模型和船舶航行航速优化模型。分别设置2个模型的约束条件,依据约束条件求解2个模型,得到最佳船舶航向控制参数和航行速度参数。将这些参数输入到可视化编程环境Dynamo参数化设计平台内,该平台启动船舶参数驱动程序代码,通过Revit软件呈现船舶航行参数优化的可视化场景。实验表明,该方法应用后可保障船舶沿着既定航线航行,降低船舶舵角变化区间,应用效果较好。

摘要：以提升船舶航行场景呈现效果为目的,设计基于虚拟现实的船舶航行多视角场景优化系统。采集船舶航行多视角场景数据,数据经由网络收发单元传输到视景虚拟现实模型内,利用该模型生成船舶航行多视角场景后,使用多视角场景优化模型内对航行仿真要素实施分析,并使用图像加速绘制优化单元、航行现实优化单元和航行场景加载速度优化单元对其展开优化,同时将优化后船舶航行多视角场景反馈到立体屏幕上呈现给用户。实验结果表明:该系统具备较强的舰船航行多视角场景文件和加载时间优化能力,且可有效呈现船舶航行的多视角场景,具备显著的应用效果。

摘要：为更全面地呈现船舶航行阻力受风浪流影响情况,对风浪流变化对船舶航行阻力的影响展开仿真分析。首先建立船舶航行时的运动坐标系,以该坐标系为准计算当前风压与波浪力。按照当前风压和波浪力数值构建船舶横摇阻力运动数学模型,利用该模型输出船舶受风浪流变化时的航行阻力数值,并将其作为船舶航行阻力三维模型的输入。然后通过确定船舶三维模型位置、制作模型纹理以及整理船舶航行阻力运动数学模型数据的过程,完成船舶航行阻力三维仿真模拟。实验结果表明:该方法可有效仿真船舶航行时受风浪流变化后的船舶偏航状态以及船舶阻力力矩变化情况,呈现的三维仿真画面较为逼真,具有良好的应用效果。

摘要：实时采集船舶航行环境信息,不仅能提高航行安全性,还能提升航行效率,为此,研究采用主动式RFID技术的船舶航行环境信息实时采集方法。在主动式RFID标签内存储航道附近的航道与水文等航行环境信息,并安装至船舶航行的航道附近;通过触发器发射信息采集指令的低频触发信号,当主动式RFID标签进入低频触发信号范围内时,主动式RFID标签利用自身电源生成电流,并由天线发射航道与水文等环境信息的电磁波信号至RFID读写器;利用RFID读写器解码接收的电磁波信号,得到航道与水文等信息,完成船舶航行环境信息实时采集;通过概率功率控制的防碰撞算法,降低主动式RFID标签碰撞发生概率,提高信息实时采集精度。实验证明,该方法设计的触发器具备较优的信号触发性能,可有效实时采集船舶航行环境信息,且信息实时采集精度较高。

摘要：船舶航行网络流量受到外界因素的干扰,具有比较强的随机性,当前船舶航行网络流量的预测准确性差,为了改善船舶航行网络流量预测的效果,设计一种高精度的船舶航行网络流量建模与预测方法。首先收集一维船舶航行网络流量样本,并通过变换得到一种多维的船舶航行网络流量样本,然后引入极限学习机描述船舶航行网络流量的变化规律,并对极限学习机参数进行优化,改进基本极限学习机的不足,最后进行船舶航行网络流量预测的应用实例,分析本文方法的可行性,结果表明,本文方法的船舶航行网络流量预测误差小于5%,低于实际应用要求的10%,同时船舶航行网络流量建模过程自化程度高,简单,获得了较快的船舶航行网络流量预测速度,为解决船舶航行网络流量的预测问题提供了一种建模技术。

摘要：对船舶航行数据进行访问控制是实现数据机密性和进行隐私保护的重要手段,但是由于用户对数据密钥的获取权限完全由数据属主控制,权限管理的复杂程度将随数据量和用户量的增长显著提高,影响数据访问控制效果。针对上述问题,提出一种新型船舶航行数据访问控制方法——AB-ACCS。AB-ACCS对数据访问的安全性进行假定,并以此为出发点进行AB-ACCS基本设计,在设计过程中对访问用户的身份进行测定,授予或取消用户的访问能力,如果用户身份合理,则对用户读写数据过程进行再次控制,保证数据的安全性。控制方法设计完成后,对其进行实验分析,结果表明:AB-ACCS方法显著降低了数据访问控制的复杂性。