摘要：针对船舶交通流时间序列的非线性和非平稳性特点,设计一种结合集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和差分进化算法优化BP神经网络(back propagation neural network optimized with differential evolution algorithm,DEBPNN)的船舶交通流组合预测模型(EEMD-DEBPNN).首先,利用EEMD算法降低船舶交通流时间序列的非平稳性;然后,对EEMD分解后获得的各非线性分量采用DEBPNN模型(先采用DE算法对BPNN的初始权值和阈值进行预寻优,再利用预寻优获得的初始权值和阈值训练BP神经网络得到最优的权值和阈值)进行预测;最后,再将各分量预测值进行叠加即得到最终预测结果.基于长江某港口航道船舶月交通流数据,将该组合模型与BPNN、DEBPNN模型进行实例对比分析.结果表明,EEMD-DEBPNN较DEBPNN、BPNN模型的预测精度更高.

摘要：为更客观地确定船舶在港口水域中航迹带尺度,提出了一种利用AIS数据计算船舶航迹带尺度的方法.该方法采用实船观测到的AIS数据,运用最小二乘法原理及船舶航迹带理论模型,拟合得到直线与转弯船舶航迹段的方程,计算出航迹带主要尺度(航迹带宽度和转弯半径),并推算出船舶的漂移系数n的取值范围.将计算结果与现行的《海港总体设计规范规范》进行对比分析.结果表明,该计算方法是可行的.

摘要：针对现行《海港总平面设计规范》中关于超大型船舶所需航道宽度计算中存在的不足之处,通过系列模拟试验分析了风、流压偏角等参数对航迹带宽度的影响。基于试验的统计分析,运用线性回归方法提出航迹带宽度的计算方法,结合实际工程进行检验,可为港航工程的设计及维护提供参考。

摘要：对X型四旋翼无人机做了合理假设以及受力分析,推导并建立了X型四旋翼无人机全面的动力学数学模型,考虑了无人机平动、转动空气阻力,并且将转子、螺旋桨和机体看成多刚体系统。在Solidworks软件中,建立了无人机实物模型以获得无人机惯性参数。直接以四元数作为反馈控制量,设计出多通道双回路矢量PD控制系统。以Matlab/Simulink为平台,对四元数反馈控系统和欧拉角反馈控制系统进行对比控制仿真。从仿真结果来看,这2种反馈模式都能对无人机模型进行位置、姿态跟踪等控制,但是四元数反馈控制系统具有过渡时间短、计算量少以及无奇点产生的优点。

摘要：为解决通航能力不足带来的问题,老龄船闸需要进行扩容,而一些船闸扩容后闸室形状变为不规则形状.为提高闸室面积利用效率,设计不同的船舶编排方法并进行优化.构建船舶交通流、船舶调度和闸室排挡等仿真模型,并设计一种船闸仿真原型系统进行验证.以洪江船闸扩容工程为实例,利用开发的仿真系统对非矩形闸室的船舶编排优化方法进行测试和评价.本文研究对于非矩形闸室编排调度有较强的理论和实用价值.

摘要：在对老龄船闸进行扩容时,为了合理地设计闸室尺寸,需要对船闸的通过能力进行评价。通过建立仿真系统来模拟船闸运行状况,并对闸室设计尺寸进行评价,是一种高效节省的方法。对船舶过闸流程进行了详细分析,提出了扩容方案仿真评价系统的基本框架,并建立了船舶交通流、船闸调度和闸室排档等仿真模型。采用快速排闸算法来实现仿真调度,并选取了闸室面积利用率和船舶待闸时间两个指标对仿真结果进行评价。以三堡船闸扩容工程为实例,利用开发的仿真系统,对三堡一线、二线船闸的扩容方案进行了测试和评价。

摘要：为了对船舶AIS轨迹数据进行快速聚类,本文提出了一种基于Hausdorff距离的船舶轨迹快速自适应谱聚类算法(fast self-tune spectral clustering,FSSC)。在保留轨迹特征的情况下,利用Douglas-Peucker(DP)算法对船舶轨迹数据进行预处理;基于Hausdorff距离,设计自动选取尺度参数的相似度度量函数,构造相似度矩阵并采用谱聚类算法对船舶轨迹进行聚类。以长江口水域船舶实际AIS数据为样本对算法进行了验证,结果表明:聚类结果能够准确提取水域船舶主要航路,算法消耗系统资源少,计算速度快。该方法对水域船舶主要航路识别,提高海事监管效率等方面具有参考意义。

摘要：轨迹聚类是研究船舶行为模式、发现船舶交通规律的重要手段,它可以为船舶行为监控和异常行为检测提供参考依据.针对现有船舶轨迹聚类方法大多只考虑空间位置特征而忽略船舶运动行为特征的问题,提出一种融合位置、航速、航向等多个运动参量的船舶行为相似度模型,在无监督DBSCAN算法的基础上设计了基于行为相似度的船舶轨迹聚类方法.利用长江口南槽段船舶AIS轨迹数据对算法进行了验证和对比分析,结果表明算法不仅能有效区分轨迹在空间位置分布上的差异,还能对行为模式不同和行为异常的轨迹进行分类辨识.

摘要：在指出目前航海教育存在的不足的基础上,针对GMDSS课程教学设计了以学生为中心、激发学生有效学习行为的教学方法,并通过实例给出了在GMDSS教学中落实工程教育的可行性办法。

摘要：针对双喷推无人艇自主航行时的路径跟踪问题,采用最优控制的方法进行求解。根据双喷推无人艇的动力学特性建立双喷推无人艇三自由度运动方程,并由任务需求设定目标函数;在此基础上,根据航行实况建立约束条件,从而得到求解双喷推无人艇路径跟踪问题的数学模型。通过建立含有拉格朗日松弛项的哈密顿函数,将带有复杂约束的优化问题转化为无约束优化问题,采用粒子群优化算法求解最优拉格朗日乘子,并将其代入哈密顿函数;采用广义梯度下降法对数学模型进行求解,得到最优的喷泵电机转速,从而实现对双喷推无人艇的路径跟踪控制。设计实船试验验证方法的有效性,双喷推无人艇路径跟踪试验结果表明,双喷推无人艇实测的轨迹与设定轨迹的最大偏差不超过3m,该方法具有可行性和实用性。