虚拟船舶配电板的建模及手动并车仿真操作

为提高船员培训的船舶电站操作模拟器的性能,基于Web 3D技术和三维网络程序设计语言VRML,建立船舶配电板三维场景及手动并车仿真操作系统.该系统通过选择建模工具、建立配电板三维模型及造型优化实现配电板整体建模;基于已建好的三维造型,利用VRML语言的事件机制与路由机制,结合JavaScript编写的脚本程序实现手动并车仿真操作;通过将三维场景及人机交互过程进行网上发布,实现远程、网络式教学与培训的目的.     

船用二冲程高压共轨电控柴油机的运行仿真

为更好地培训轮机员操作船用二冲程高压共轨电控柴油机,并掌握其技术规范和工作原理,开发出电控柴油机控制仿真系统.该系统在柴油机建模基础上,运用计算机仿真技术,建立柴油机运行的控制仿真模型;以CAN总线构建仿真硬件平台;运用VB 6.0编程实现系统仿真.该系统已用于培训教学,仿真精度满足预期要求,为高压共轨电控主机的仿真打下基础.     

船用中压发电机控制装置仿真模型

为满足船员培训对船用中压发电机控制装置仿真的需求,采用AT90CAN128主控芯片（MCU）,设计船用中压发电机控制装置仿真电路;通过主函数、中断程序、数据的发送和接收等环节的设计完成船用中压发电机控制装置仿真电路的软件设计.该装置仿真模型通过仪表单元的3组LED分别显示发电机的转速、滑油温度和高温冷却水温度;在液晶显示单元,通过按下相应的功能按键,在LCD界面显示具体的发电机信息;在操作单元,用4个操作按键和3态开关分别实现控制发电机的启动、停止、紧急停止、吹风以及现场、遥控和启动阻塞模式的选择等功能.该模型已被应用于某海事职业技术学院的轮机模拟器;在上位机的辅助下,较好地模拟实船发电机控制装置,满足对船员培训的要求.     

基于虚拟现实技术的船舶消防培训系统

为提高船舶消防培训的效率和水平,节约训练成本,设计消防培训系统整体架构.运用三维建模技术建立固定水灭火系统、固定二氧化碳灭火系统及消防员装备穿戴模型.使用反向动力学原理实现虚拟人的动作模拟.使用粒子系统实现火焰和二氧化碳的雾化效果.使用碰撞检测技术判断虚拟人与设备之间、设备与设备之间、二氧化碳与火焰之间是否产生相互作用.培训过程中,针对学员操作给出具体提示信息,帮助学员完成操作训练.测试结果表明,所开发的系统培训效果良好,可应用于消防培训.     

绞吸挖泥船仿真训练系统的设计及实现

为了提高疏浚培训质量,发展疏浚新工艺,研发一种绞吸挖泥船仿真训练系统.根据对绞吸挖泥船的结构特点和施工过程的分析,设计基于PLC的仿真驱动模块;基于DirectX的三维视景模块以及与实船一致的硬件操作平台,阐述三维视景模块的硬件和软件实现方法;通过分析根据疏浚过程所建立的疏浚动态方程的特点,提出基于PLC实现仿真驱动模...     

基于3dsmax和VRP平台的游戏场景虚拟漫游系统的设计与实现

本文利用3DSMAX建立复杂的场景模型,再与VRP相结合建立一个虚拟的三维游戏漫游场景。首先利用3D Max贴图光照材质、纹理映射等建模技术建立模型,在VRP三维场景中读入建立的模型,并引入到三维场景中,然后对三维场景实现场景的漫游与视角的转换,方便观察者随着视角的变化观察整个场景的结构模型。在漫游过程中遇到障碍物检测,实现场景的碰撞检测功能。最后,通过鼠标控制和键盘操作对游戏场景中的模型实现交互控制。     

基于虚拟现实技术的救助船对外消防培训仿真系统

针对救助船消防训练中存在的海况复杂,对外消防炮射流受风影响大,往往无法准确控制其射向目标区域的问题,在理想状态下射流理论的基础上探究风对射流轨迹的影响,建立自然风条件下射流轨迹的数学模型,模拟对外消防炮射流的运动情况。应用3ds Max构建船舶模型,用Unity3D构建救助船在面临大风浪、遇险船着火等状况时对外消防系统的工作场景,提出一种精确构建粒子系统轨迹的方法,使射流模型能精确体现在场景中。通过虚拟现实设备能实现救助船对外消防培训仿真系统的立体显示和人机交互,起到更好的虚拟仿真和培训效果。     

大型油船货油装卸仿真模拟装置的开发

运用计算机仿真技术和V isual C 软件设计工具,开发研制基于大型油船货油装卸系统的仿真模拟装置,以供教学与船员培训之用.探讨大型油船货油装卸仿真模拟装置的应用,介绍系统的结构以及软件的实现方法.     

船舶变频海水系统仿真软件设计与实现

传统的船舶海水系统的培训和操作训练软件是在工频模式的设计工况下工作的,这已不能适应新的减排规则和相关公约要求.本文以载重量为30 000 t的多用途船的海水系统为仿真对象,根据海水系统原理、能量守恒定律和传热学基本理论,建立变频海水系统的数学模型.运用计算机仿真技术模拟该系统的操作和监控功能,在Visual Studio 2010开发环境下采用C#语言实现该系统的相关界面设计和功能仿真.对该系统进行全面的操作和功能测试.结果表明,该系统软件能逼真地反映海水系统在变频模式下的工作状况和实际动态过程.这对提高船员的操作水平及保证操作过程中的可靠性和安全性起到重要作用.     

湄洲湾LNG船监管方案仿真系统设计与实现

为保障液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船舶的航行安全,利用地理信息系统(Geographical Information System,GIS)、虚拟现实(Virtual Reality,VR)等技术构建LNG船舶监管方案仿真系统.系统首先利用ARCGIS和PCI软件进行数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和数字正射影像(Digital Orthograph Model,DOM)处理,建立湄洲湾水域基础地形数据;然后处理水利工程、码头和建筑物等地类数据;数据经过优化后,选用Mutigen Creator三维建模工具创建湄洲湾三维场景.在三维场景中,集成水文气象、船舶、助航设施和码头等数据以及监管方案,实现各类数据在三维仿真系统中的实时关联.场景驱动采用VEGA 3.7平台开发,实现三维场景中的漫游和查询、航行过程的记录和回放、监管方案的演练和报警等功能.海事监管部门可在系统中制定和演练LNG船舶监管方案,根据模拟演练对监管方案进行调整和优化.实际应用表明,对LNG船舶的监管和仿真效果基本一致,该方案可为LNG船舶监管提供科学的辅助和支持.     

多箱区多场桥调度优化模型及算法实现

为探究在预知集卡进场时间与运载任务的条件下,如何低成本、高效率地对多场桥进行调度这一难题,本文以多箱区多场桥调度为研究对象,以场桥移动成本与时间窗下场桥与集卡之间的等待罚金之和最小为目标,以场桥间作业安全距离为约束,并考虑场桥作业时间的均衡性,建立数学模型.利用模拟退火算法对模型进行求解,并利用MATLAB实现算法编程.根据某港口的实例数据,通过应用程序进行多场桥调度的算法求解.求解结果与实际人工操作相比,运作成本大幅降低,作业时间也缩短,这验证了本文调度优化模型及其实现算法的有效性与显著性.     

自动化码头起重机和自带提升功能的AGV的集成调度

为深入研究新工艺带来的自动化码头设备集成调度问题,针对自动化码头的一种自带提升功能的自动导引小车(L-AGV)和缓冲支架系统,提出新的设备集成调度框架。考虑不同设备之间的相互关联和制约的协同关系,将岸桥分配调度与L-AGV、场桥调度分开,合理定义两种任务(两个问题)的划分方式,建立两个多目标混合整数规划模型。设计一种具有内外层关联的适应度函数的双层遗传算法。相对传统联合调度算法,该算法平衡了计算复杂性与调度均衡性。最后的数值试验证明了模型和算法的有效性。从岸桥数量、任务规模、AGV数量和调度策略等对岸桥等待时间的影响上,对采用L-AGV的系统和采用传统AGV的系统进行比较,为自动化码头装卸作业调度提供决策支持。     

用改进萤火虫算法求解岸桥调度模型

针对集装箱码头岸桥调度问题，以集装箱箱组为切入点，综合考虑岸桥干扰约束及作业单元优先顺序约束，以最小化船舶作业时间以及岸桥作业时间为目标，建立混合整数规划模型.利用多种算法进行求解对比，并针对新颖的萤火虫算法进行研究，提出两种改进的萤火虫算法以克服其运行时间较长及易陷入局部最优的缺陷.实例分析表明，两种改进后的萤火虫算法能有效解决岸桥调度问题，其相关理论对提高岸桥的作业效率以及集装箱码头服务水平具有一定借鉴意义.     

增程式混合动力集装箱龙门起重机能量智能控制策略

针对集装箱龙门起重机的具体工况需求和特点，构建一种适用于集装箱龙门起重机的增程式混合动力系统，提出并分析该动力系统的能量智能控制策略，设计相应的智能控制模型.通过以动力电池组的荷电状态（State Of Charge, SOC）和集装箱龙门起重机运行能量需求为模糊输入，以动力电池组的充电功率为模糊输出，实现了对增程式混合动力系统的智能控制.仿真结果验证了该控制策略和控制模型的可行性和有效性.     

基于ICWGT和灰色关联分析法的起重机安全评价

针对目前起重机安全评价过于依赖主观权重且忽视起重机安全状态变化趋势的问题，建立基于改进博弈论组合赋权法（improved combination weighting method of game theory，ICWGT）和灰色关联分析法的起重机安全评价体系。在该评价体系中，收集样本数据以确定评价值，构建评价等级空间来计算起重机行为特征序列与标准行为特征序列的关联系数。运用ICWGT在层次分析法和信息熵 未确知测度理论确定的主、客观权重中寻找平衡。充分考虑专家经验和样本数据，确定优化权重以改善关联系数的分配问题，从而获取起重机灰色关联度评价值和安全等级，旨在对起重机安全状态变化趋势进行更加准确的定量描述和定性分析。实例分析验证了该评价体系的有效性。     

考虑同步装卸的岸桥作业序列优化

为提高岸桥装卸集装箱的作业效率,研究单岸桥同步装卸问题。建立岸桥同步装卸优化模型,利用遗传算法进行求解,优化集装箱船的装卸顺序,最大化地减少岸桥作业时间。算例结果表明,与传统岸桥同步作业模式相比,利用该模型岸桥作业效率有较大提升。结果证明了算法的有效性,所建模型有利于岸桥作业效率的提高。     

我国起重机设计规范中的结构疲劳强度计算

分析我国《起重机设计规范》(征求意见稿)结构疲劳强度计算部分的改动,并以3台大型岸边集装箱起重机为实例,对用各种标准的疲劳强度核算规定(包括应力比法和应力幅法)的计算结果进行比较,发现用这些应力幅法验算的结果普遍严于用应力比法验算的结果.     

考虑干涉情况的多台龙门吊作业路径优化

为研究龙门吊进行出口集装箱组装载的路径优化问题,在多台龙门吊间干涉的情况下,以实现多台龙门吊运行时间、准备时间及装卸集装箱时间等在内的工作总时间最少为目标,设计混合整数规划模型.应用C#₂008编程,并调用Gurobi₄.5对实例数据进行运算求解.分析、比较所得结果验证所建模型的有效性.     

门座起重机变幅平衡梁管理研究

通过对门座起重机平衡梁的测试和检查,发现铰处腋部有裂纹,经静强度和疲劳强度的计算复校,并与门机测试结果相对照,得到了平衡梁腋部裂纹系疲劳所致的结论。该结论对我国近千台港口门机管理有积极意义。本文对已经开裂的平衡梁所应采用的管理方法进行了探讨。