摘要：[目的]针对存在船舶模型参数未知、外界扰动未知以及舵机约束等问题,提出一种基于数据驱动的在线辨识船舶参数,迭代解析计算最优控制量的航迹跟踪控制方法。[方法]构建双螺旋桨船的三自由度动力学方程,通过采集船舶的运动数据,设计扩张状态观测器-多新息递推最小二乘交互式算法。再将辨识得到的船舶运动模型在采样周期内近似为定常线性模型,将船舶航迹跟踪问题转变成带约束和干扰的线性二次型优化控制问题。通过引入加权矩阵与罚函数,构建包含轨迹误差、外界干扰量和控制量约束不等式的二次型性能指标,并运用精细积分法获得矩阵黎卡提微分方程的解析解,得到有限时间状态调节器的迭代计算式。[结果]实现了在线辨识船舶运动模型参数和估计未知扰动,并设计出一种“启动后不用管”的航迹跟踪控制算法,降低了参数辨识和控制算法对实验设计的严格要求。[结论]通过Matlab数值仿真分析权重矩阵Q,R和S对航迹跟踪精度的影响,验证了参数辨识和控制算法的有效性。

摘要：[目的]为使局部路径规划算法更加符合船舶操纵特性,生成的参考路径更加安全可靠,提出一种三维势场建模方法。[方法]将笛卡尔坐标系转换为椭球体坐标系,解决势场分布函数的各向同性问题,通过求解拉普拉斯方程计算船舶势能分布函数,设计势场模型和模型预测控制(MPC)算法相结合的控制框架,提升不同场景下船舶动态实时局部路径规划的适应性。以苏通长江公路大桥桥区水域实际航行船舶为仿真对象,采用三维势场模型获取局部参考路径,结合MPC算法进行船舶路径跟踪控制仿真试验。[结果]结果表明,在单船对遇场景、单船交叉会遇场景以及多船场景下,相较于传统人工势场和改进人工势场生成的参考路径,三维势场模型的局部参考路径长度、曲线平滑度、最大转向角度、平均绝对航向误差整体表现最优。可以生成距离更短、更平滑的局部路径,且更加符合船舶实际操纵习惯,在交通流量密集的场景下的抖动更加轻微。[结论]三维势场模型生成的局部参考路径可以有效识别目标船舶转向角度和船舶尺度差异,降低对周围目标船舶数量的依赖,并能有效获取船舶智能体之间的相互作用,具有较高的可靠性。

摘要：针对某型喷水推进船舶,提出一种多模式混合切换控制策略,能够实现2种模式的自动切换,提升船舶航行控制的工况自适应性。这项工作需要集成航向保持和路径跟踪2种操作模式,以满足不同工况下的运动控制要求。本文建立基于监督开关控制(SSC)的混合控制框架,分别实现了航向保持PID控制器和路径跟踪滑模控制器,通过监督切换逻辑实现2种控制模式的平稳切换。根据实际航行的目标航迹,结合实船参数进行仿真,仿真结果表明,所提出的混合控制策略具有良好的性能。

摘要：基于国家一流专业建设背景,结合行业发展趋势与需求以及专业特征等因素,分析海事管理专业的人才培养定位,针对该专业在国家一流专业建设过程中存在的面向海事系统人才出口量不足、专业类别归属不符、培养模式与课程体系设置不当、专业建设责任主体不明、学生专业认可度不高等诸多困境,提出海事管理国家一流专业建设的主要思路与具体措施。

摘要：针对海港船舶因防风撤离码头导致在港时间增加的问题,进行海船在风流作用下码头系泊应急标准研究。以《海港总体设计规范》、《港口工程荷载规范》和码头系缆及防撞设施的设计标准为基础,采用受力因素分析方法、风流荷载耦合计算方法确定海港船舶在码头防风应急的标准;以我国沿海某煤码头为例进行分析,得出设计代表船型根据该标准在风流耦合条件下能够安全系泊及撤离的结果。结论是:3.5万吨级散货船在9级风时应该撤离码头、5.0万吨级散货船在8级风时应该撤离码头。研究成果有助于解决船舶因防风撤离码头而导致船舶在港时间增加的问题,可为海港船舶码头防风应急标准和防风应急预案的确定提供支持。

摘要：水利工程作为人类文明的重要组成部分,从古至今在全球范围内扮演着至关重要的角色。综述了全球范围内水利工程的重要性及其对社会经济发展的深远影响。通过探讨具体的案例展示了水利工程在提供水资源管理、防洪控制、灌溉、发电和航运等方面的关键作用。同时强调了技术创新和可持续发展在现代水利工程设计和管理中的核心地位,探讨了创新解决方案,以应对气候变化挑战和减少对环境的负面影响。最后提出了实现水利工程可持续发展的策略,旨在促进经济发展与环境保护的和谐共生。

摘要：结合定量分析和定性分析的方法,分析武汉理工大学垃圾处理现状。并通过文献分析、问卷分析、实地调查、对比分析,设计了适用于大学校园的新型半自动全封闭式分类垃圾箱。同时针对武汉理工大学不完善的垃圾收集管理模式,构建了新型生活垃圾分类收集管理机制。希望能够在具体实施过程中不断改进,并为其他高校提供借鉴。

摘要：随着我国对于生态文明建设的日益重视,内河船舶水污染物开始进入“零排放”时代。为了准确地掌握内河船舶污染物量产生标准,研究基于长江干线水污染物联合监管与服务信息系统(“船E行”系统)大数据,针对长江内河主力货运船舶(干散货船、集装箱船、液货船)的典型船舶污染物(船舶垃圾、船舶生活污水和含油污水)产生量展开探讨。采用滑动窗口法和95%置信区间法,确立污染物产生量的推荐标准,并通过实船数据的对比分析,进一步表明了所提出标准的合理性和准确性。研究结果有助于完善相关标准规范,加强船舶污染物监管。

摘要：与集装箱海运相比内河集装箱班轮运输具有其独特性,同时对于内贸箱而言,货主订舱时箱重信息的不确定性导致其航线配载决策变得更加复杂.本文考虑不确定箱重影响,以最小化航线班轮堆栈占用数量为目标,构建内河集装箱班轮航线配载决策的随机规划模型.为实现求解,基于随机规划理论,采用机会约束描述随机约束,将随机规划模型转化为随机机会约束规划模型,并设计混合邻域搜索算法求解.算法由蒙特卡罗随机模拟、神经元网络训练及邻域搜索启发式3个部分组成.算例研究表明,混合邻域搜索算法的鲁棒性较好,可实现配载计划对不确定因素的有效吸收.

摘要：客货滚装船长期处于人工配载状态,其独特性导致其无法直接采用已有滚装船配载方法.为提高客货滚装港口配载的决策水平,针对配载过程的两阶段和二维装箱特性,以船舱面积利用率最大为目标,构建客货滚装船配载决策模型.为实现大规模求解,设计偏随机密钥混合遗传算法求解,算法由多阶段启发式嵌入偏随机密钥遗传算法构成.多阶段启发式首先通过首层配载、主体配载和补充配载三段启发式完成初始解构造,其次采用横纵倾优化策略调整船舶稳性.算例研究表明,偏随机密钥混合遗传算法表现良好,且在大规模应用实验中鲁棒性较好,可实现客货滚装船的有效配载.