嵌入式油水分离器控制模块的软硬件设计

鉴于在当前轮机模拟器中油水分离器控制模块缺少含油质量分数的仿真、报警记录和参数的存储以及人机交互界面的设计等功能,通过分析RWO油水分离器的工作原理和运行逻辑,提出一种新型嵌入式油水分离器仿真模块。根据模块的功能需求,选取STM32F103xx为主芯片,W5100为网络芯片,通过Altium Designer设计16DI8DO4AI印制电路板(printed circuit board,PCB)。进行嵌入式操作系统μC/OS-II的裁剪和移植,根据所使用的模块对板载外设库进行初始化,基于运行逻辑进行多任务程序设计。试验表明,嵌入式油水分离器控制模块能够实现含油质量分数的采集,适时触发含油量超限报警并同步更新报警信息和阀位,用TFT液晶屏能够实现对参数值和运行状态的实时显示。该模块具有很高的应用价值和良好的可扩展性。     

中压混合型模块化多电平变换器的载波移相调制策略

由于半桥子模块与全桥子模块的载波移相调制策略不同,两者混合而成的模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)不能直接沿用原来的调制策略;在船舶中压直流电力系统中,由于变换器模块数较少,交流输出电压的波形质量相对较差。基于上述原因,通过载波相位角的合理配置,提出一种改进型载波移相调制策略。该策略不仅能够增加交流输出电压的电平数,而且不局限于某种特定的拓扑结构。通过仿真验证其有效性和通用性,验证结果显示它是一种适用于中压混合型MMC的通用调制策略。     

经验模式分解去斑和顶帽变换在舰船检测预处理中的应用

提出了一种基于经验模式分解去斑和顶帽变换背景不均匀的预处理方法. 经验模式分解去斑算法先对图像每一列进行经验模式分解得到IMF函数,然后将原信号与第一、二模态相减得到初步处理图像,再对该图像每一行重复该操作从而得到去斑图像,该算法有效地去除斑点噪声;顶帽变换则有效地补偿了海浪带来的局部不均匀的背景亮度,提高了图像的信杂比,有利于目标的检测. 仿真结果证明了算法的有效性.     

考虑环境负荷的长江干线流域集装箱运输瓶颈解决方案

鉴于三峡船闸的通过能力已成为制约长江航运发展的瓶颈,从可持续发展的角度出发,以减少集装箱运输的环境负荷为目标,综合考虑运输方式、运输费用和运输时间等因素,寻求解决三峡船闸通过能力不足的方案.构建由长江水路与区域公路组成的运输网络模型,确定各路段的运输属性特征,给出水路和公路运输环境负荷的计算方法.分析集装箱在水陆联运网络上的路径选择行为.在多种集装箱运输需求下,分析各解决方案的优劣,确定优化方案.相比翻坝运输方案,扩闸(即扩大船闸通过能力)方案更高效环保,符合节能减排的可持续发展要求,对长江经济带的可持续发展具有重要的战略意义.     

基于任务要求的海警船船型论证

为使海警船性能满足新形势的要求,建立以满足任务要求且使单位投资与使用成本最低为目标的海警船船型论证模型.利用回归分析方法找到船舶主尺度的变化规律和船舶主要要素对投资与使用成本的影响规律.利用该模型可以实现对船舶主尺度的优化.以一艘设计排水量为4 500 t的海警船为例进行船型论证,并将论证结果与国外类似船舶进行比较,分析差异及差异产生的原因.结果验证了该模型的合理性与实用性,表明该模型能够为海警船的论证选型提供决策支持.     

基于系统动力学的客滚船航行安全仿真

为保障客滚船航行安全,在分析客滚船航行安全影响因素的基础上,构建客滚船航行安全因果关系图,并运用Vensim-DSS构建客滚船航行安全仿真模型.对渤海上的某一客滚船的航行安全进行仿真,分析安全投入增加对客滚船航行安全水平的影响,得出结论:客滚船航行安全系统是一个复杂的动态系统,其航行风险主要是由人、货物、自然环境、交通环境、硬件设施和管理等6个因素交叉耦合导致的,其中人、货物和自然环境对客滚船的航行安全水平影响显著.这可为客滚船航行安全风险管理及防控方面的研究提供参考.     

基于相对全变分的复杂背景SAR图像舰船尾迹检测

SAR图像舰船尾迹检测不仅能够反演运动舰船的航速航向信息,也有助于发现图像中弱小的舰船目标。现有的舰船尾迹检测方法对于简单背景SAR图像的检测效果较好,但复杂背景下的检测效果难以满足使用要求。提出一种基于能量泛函极小化的复杂背景SAR图像舰船尾迹检测方法。该方法采用相对全变分技术将图像分解为包含舰船尾迹的光滑成分和海背景纹理成分,通过剪切波变换高频系数重构增强光滑成分,再通过Radon变换检测光滑成分中的尾迹线。比对实验结果表明,本文所提方法对于复杂背景SAR图像的舰船尾迹检测效果明显优于现有的方法。     

基于AIS数据的船舶排放估测模型与实船验证

为提升船舶能耗和排放估测的准确性和灵活性,提出面向船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)大数据的完全自下而上的船舶能耗和排放估测新方法。该方法视船舶为一种基于船舶航迹的线排放源,在构建船舶网格化轨迹模型的基础上,考虑每个网格航段的持续时间和发动机负载,实现船舶能耗和排放的精细化建模,统一船舶排放总量和空间分布计算。实船应用表明,该方法可提供更加准确的船舶能耗估计,并可灵活计算各种航行状态、船队规模和时空尺度的能耗和排放清单。     

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。     

应用北斗卫星导航系统的船舶AIS数据采集

为克服自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)在船舶动态监控中存在盲区这一缺陷,研究如何通过北斗卫星导航系统转发AIS数据,以使得监控区域覆盖陆上AIS基站的盲区以及实现装载北斗卫星导航系统船舶周围指定船舶的监控.将本船AIS接收的周围船舶AIS信息添加优先权位后存入相应数据库中;采用数据选择、过滤、压缩等技术处理数据,通过北斗卫星导航系统将处理过的数据发送到岸上基站.通过北斗卫星导航系统转发AIS信息,能有效监控AIS盲区内没装北斗卫星导航系统的船舶,有效增大船舶动态监控的范围.