一、神经网络在疏浚工程船舶上的应用研究(论文文献综述)
朱大鹏[1](2021)在《耙吸挖泥船的装舱建模与施工参数自主寻优研究》文中认为
栾景亮[2](2021)在《绞吸挖泥船管路输送优化与功率分配策略研究》文中进行了进一步梳理
杨莎[3](2020)在《福姜沙水道船舶交通流量特征与疏浚施工避让方案研究》文中认为福姜沙水道处于感潮河段,航道弯曲狭窄,通航环境复杂。该水道是长江南京12.5米深水航道重点维护水域,疏浚施工直接在船舶交通流量密集的主航道进行,加大了通航矛盾。本文研究福姜沙水道船舶交通流量特征并提出疏浚施工期间的船舶安全避让方案,保障通航安全。调查了福姜沙水道疏浚施工区域现状,对福姜沙水道船舶交通流量进行了持续24h的现场观测,初步探讨了各个水道的船舶流量特征。挖掘该水道内AIS数据,利用现场观测数据对AIS进行校核并修正。基于现场实测和修正的AIS数据并结合天生港潮位资料,分析了福姜沙水道船舶流量时空特征。船舶交通流量时间变化特征为:逐时船舶流量与潮位变化相关;逐日船舶总数不受潮位大小影响,数量变化较平稳;月内船舶交通流量受大、小潮的影响,大潮逐时船舶数量与潮位关系更明显;年内船舶流量变化特征表现为各断面总流量洪中枯季变化平稳,受每月平均潮位大小影响较小。船舶交通流量的空间分布特征为:船舶空间分布特征与航道条件和航路规则一致,船舶上行时选择上行通航分道,下行时选择下行通航分道。根据维护疏浚施工船型和施工方案,计算了施工期间各水道可通航船型:福北水道可通航船长150m以下船舶,其他水道可通航所有类型船舶。提出两种船舶避让方案:一是基于通航船型特征提出分流避让方案,考虑将福北水道船长110米以上过境船舶分流到浏海沙水道行驶。二是基于船舶流量日变化规律提出避让方案,根据目前福姜沙水道各疏浚区疏浚任务及各水道船舶流量特征选择避开船舶流量高峰期时段进行施工,船舶按规定进行避让。
王泰琪[4](2019)在《全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制方法研究》文中研究说明近年来,随着人们对海洋经济的不断发展以及海上地位的日益重视,各国对海洋资源开发和海洋权益维护的力度都不断加大,船舶作为海上重要运载工具也因此得到了广泛应用。在众多类型的船舶中,具有全驱动配置的水面船由于具有独立的横向推进装置可以有效完成一些操纵性和安全性要求较高的海洋作业任务,例如海底管道铺设、海上油气钻探以及海上扫雷作业等。这些海上作业的特点是都需要船舶沿着预先设定的轨迹精确移动以保证作业安全性和经济性,因此,对船舶轨迹跟踪控制方法研究具有重要的实际价值。但由于船舶运动模型具有高度非线性及强耦合性、水动力参数易发生摄动并且不可避免的受到外界未知海洋环境干扰,造成高精度轨迹跟踪控制系统设计具有一定的难度。因此,本文围绕这一控制问题,将船舶模型不确定性以及外界未知干扰、执行器输入饱和约束、跟踪误差输出约束、系统收敛时间有界、速度测量值未知等实际因素和需求考虑进轨迹跟踪控制设计中,以获得具有快速收敛性、高跟踪精度以及强鲁棒性的控制性能为目标,基于有限时间/固定时间控制理论,研究了全驱动船舶的轨迹跟踪控制问题,具体研究工作有以下几方面:(1)针对存在模型不确定性、外界未知环境干扰以及跟踪误差约束的全驱动船舶轨迹跟踪控制问题,提出了基于自适应神经网络的有限时间轨迹跟踪约束控制方法。该方法利用径向基函数神经网络结合自适应技术对船舶模型中的未知水动力项进行在线逼近,并且在无需扰动界值信息的条件下,设计了一种非线性干扰观测器对神经网络逼近误差以及外界未知干扰组成的复合扰动进一步估计和补偿。然后,在反步设计框架下,利用时变障碍函数法结合有限时间稳定理论提出了一种具有跟踪误差约束的自适应神经网络有限时间轨迹跟踪控制器,并采用二阶指令滤波器结合辅助动态系统获取虚拟控制律的微分项,有效避免了反步法中的微分膨胀问题。最后,根据李雅普诺夫稳定性理论完成了基于神经网络闭环系统的有限时间稳定性证明,并通过仿真对比验证了所提控制策略可以有效提升系统收敛速度及控制精度。(2)针对存在模型参数不确定性、外界未知环境干扰以及执行器饱和约束的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪滑模控制问题,提出了基于终端滑模的固定时间轨迹跟踪控制方法。首先,提出了一种新型非奇异固定时间快速终端滑模面,可保证处于滑动阶段的系统状态在固定时间内快速收敛至平衡点。然后,根据齐次系统理论设计了一种实用固定时间干扰观测器,实现了在固定时间内对系统复合扰动的准确重构。并结合干扰观测器输出值,设计了一种非奇异固定时间快速终端滑模轨迹跟踪控制器,有效降低了滑模切换增益参数,并消除了船舶初始状态对系统收敛时间上界的影响。此外,为了从理论设计上避免传统终端滑模中的控制奇异问题,根据固定时间齐次系统理论和积分滑模控制,并结合所设计的输入饱和补偿器,提出了一种基于齐次积分终端滑模的固定时间轨迹跟踪抗饱和控制器,并通过对比仿真验证了所提控制方案相比传统有限时间齐次积分滑模控制器具有更好的控制性能。(3)针对存在模型参数不确定性、外界未知环境干扰、跟踪误差约束以及控制信号光滑连续要求下的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制问题,提出了基于扩展加幂积分算法的固定时间轨迹跟踪连续控制方法。首先,利用自适应技术对复合扰动未知上界进行估计,并结合扩展加幂积分算法设计了一种具有光滑连续特性的自适应固定时间轨迹跟踪控制器。然后,为了进一步提升控制系统的鲁棒性和控制精度,基于多变量超螺旋控制设计了一种固定时间精确鲁棒干扰观测器,可保证干扰估计误差在固定时间内收敛到零。并且通过提出一种具有输出约束的扩展加幂积分算法,为全驱动船舶设计了基于干扰观测器的固定时间轨迹跟踪约束控制器,实现了位置和艏向角跟踪误差严格位于预设约束边界内。最后,仿真试验结果表明了所提控制方案可保证轨迹跟踪误差在固定时间内收敛有界,并且系统具有更快的收敛速度、更强的鲁棒性以及更高的控制精度。(4)针对受扰动船舶存在速度测量值未知、跟踪误差约束以及执行器饱和约束条件下的固定时间轨迹跟踪输出反馈控制问题,提出了基于扩张状态观测器的固定时间轨迹跟踪输出反馈约束控制方法。首先,根据齐次系统理论和李雅普诺夫稳定性分析提出了一种新型双幂次固定时间扩张状态观测器,实现了在固定时间内对船舶速度信息以及系统总扰动的同时观测,有效加快了观测误差收敛速度并消除了不同初始条件对观测器收敛速度以及观测精度的影响。然后,通过设计抗饱和辅助动态系统并结合输出约束扩展加幂积分算法,为全驱动船舶设计了抗饱和固定时间轨迹跟踪输出反馈约束控制器。最后,通过仿真试验验证了所提控制策略可以有效提升系统抗饱和能力,并具有良好的观测性能和控制性能。
袁俊朗[5](2019)在《基于ECT技术的管道流型识别仿真研究》文中研究说明疏浚工程在港口航道建设、湖泊清淤整治及长江航道维护等领域起着重大作用,疏浚船舶作为疏浚工程的核心装备,是保障疏浚工程高效、经济、绿色实施的基础。由泵和管路组成的吸扬系统是疏浚船舶实现泥浆输送的主要方式之一,为了实现泵-管高效匹配,必须准确采集包括泵的转速、管道流速与压力、泥浆浓度等关键参数,而浓度值测量是其中的核心和难点。目前疏浚船舶上多采用传统仪表与γ射线浓度仪进行测量,但是γ射线浓度仪存在对人体造成伤害及安全管理等方面问题,疏浚企业认同度不高,希望有新的安全准确的浓度测试手段。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,简称ECT)作为一种非侵入检测技术,具有结构简单、无辐射还可以反应管道内介质的分布等优点,在石油化工管道输送等领域得到了运用。本文依托所在实验室的疏浚管道试验平台,结合ECT技术开展了气/液和固/液两类流型仿真分析,主要研究如下:(1)运用COMSOL对ECT电容传感器进行计算与分析。运用COMSOL开展ECT电容传感器建模与仿真计算,得到了反映ECT电容传感器软场特性的灵敏度分布图。(2)ECT电容传感器的参数优选与分析。结合实验室中的管道,对ECT电容传感器进行仿真设计,开展了极板覆盖率、极板长度、屏蔽层与极板间距参数优选研究;同时开展了极板厚度的变化与极板安装不对中对传感器性能的影响仿真分析,为传感器的制造与安装提供了辅助依据。(3)流型识别与管道堵塞分类。运用经遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)优化的支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)对气/液、固/液两相流进行流型识别。构建了气/液两相流常见的4种流型模型,采用上述方法进行流型识别,识别准确率达到了93.75%;同时根据泥沙沉积的多少将管道堵塞分为“正常”、“堵塞”和“严重堵塞”3种类别,运用相同的方法进行管道堵塞分类,分类准确度达到了97.91%。
于桐[6](2019)在《疏浚船舶复合储能系统控制策略研究》文中认为与传统的运输型船舶不同,疏浚船舶作为工程船舶,具有更加复杂的作业工况,为满足工况需求,船舶配备了包括动力设备、辅助设备及疏浚设备等在内的众多大功率负载设备。目前,国内外大型挖泥船上的大功率负载设备均采用电力驱动形式,当挖泥船的工况发生改变时,动力设备与疏浚设备会快速改变运行状态并随着外界的扰动剧烈变化,使负载功率波动剧烈,从而导致船舶发电机输出功率和母线电压频繁波动。为此,本文提出将复合储能系统应用在疏浚船舶电网中作为能量和功率的供储设备,平抑发电机输出功率,稳定母线电压,提高船舶电网的稳定性,保证挖泥船能够高效稳定地航行与作业。首先,以某型号挖泥船实测负载数据为依据,对储能装置的技术性能进行需求分析,确定选用磷酸铁锂电池和超级电容作为疏浚船舶复合储能系统的储能单元。对复合储能系统的储能单元、拓扑结构以及接入单元进行了原理介绍和特性分析,分别建立了磷酸铁锂电池的PNGV等效电路模型、超级电容的经典等效电路模型及双向DC/DC变换器的功率平衡模型,并对模型的准确性进行了验证。同时设计了基于安时积分法-开路电压法(AH-OCV)的磷酸铁锂电池荷电状态(State of Charge,SOC)估算方法,以提高磷酸铁锂电池模型的准确性。然后,根据疏浚船舶直流电网的基本架构,分析了电网中流动功率与母线电压之间的关系,提出了基于母线电压信号(DC Bus Voltage Signal,DBS)的稳压控制方式,并设计了一种基于低通滤波与分压下垂相结合的功率分配方法对复合储能系统进行功率分配。在功率分配的同时,加入荷电状态限值反馈环节和最大电流限值协调环节为复合储能系统设置保护和限制机制,并实现储能单元之间的协调配合工作,以最大程度发挥复合储能系统的性能。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,对复合储能系统的运行结果进行分析,验证复合储能系统控制策略的有效性。最后,围绕dSPACE建立复合储能系统的半实物仿真试验平台,对平台中涉及到的设备进行选型与参数介绍。设计试验方案,采集试验数据并进行分析,进一步验证复合储能系统控制策略的实际可行性。
文哲[7](2019)在《极端枯水位下长江中游船舶交通流协调控制优化研究》文中提出长江作为世界上运量最大、业务最为繁忙的内河,肩负着沟通我国东中西三地区的重要责任。近年来,随着我国经济的快速发展,对外贸易量提升的同时,长江航运上的交通问题逐渐凸显,特别是长江中游荆江航段,受极端枯水位的影响,部分航段船舶堵塞现象日益严重,对长江航运的通航效率、运输成本等造成了重大影响。因此,本文研究极端枯水位下长江中游船舶交通流的协调控制问题,以缓解船舶拥堵现象,提高通航效率。首先,介绍了荆江航道的具体情况,以该航段的碍航性分析为基础,分别从定量与定性的角度,对正常情况及极端枯水位下的长江中游船舶交通流特征展开了讨论;其次,结合时间序列预测模型中的ARIMA模型,研究了长江中游荆江航段各港口汇入主航道段船舶到达率的短期交通量预测方法,提高了船舶到达率预测的快速性与准确性,为后文中的船舶交通流多港口协调控制提供了更为精准的船舶到达信息;然后,提出了船舶交通流多港口协调控制的相关概念,对协调控制的控制流程、关键问题、控制机理进行了分析。在此基础上,本文对船舶交通流控制策略进行了探讨,总结了影响极端枯水位下船舶交通流控制的相关因素,从多港口协调控制空间模型、船舶交通流宏观模型、船舶排队长度约束等角度考虑,以总行程时间为控制系统性能指标,建立了船舶交通流多港口协调控制优化模型,并以粒子群算法求解,达成精准、高效地协调控制多港口船舶调节率的目的;最后,通过仿真实验,对比了有无控制措施下的航段相关参数值,实验结果表明,本文提出的船舶交通流多港口协调控制方法能够较好地满足整个控制系统对实时性、快速性、准确性等方面的要求。本文的研究内容丰富了内河船舶交通流理论,为极端枯水位条件下的船舶交通流协调控制提供了一种新的思路,在优化船舶运输组织、提高长江航运运输方面也能提供更为充实的理论依据。同时,在通航管理部门采取相应的船舶控制措施时,也具有实际的应用与借鉴价值。
刘冬源[8](2018)在《浓浓河至三站浅滩航道整治工程施工风险分析与评价》文中研究指明航道整治工程对于完善区域水利运输体系,保障水利资源合理开发利用具有重要推动作用。但由于这类工程建设内容庞杂,外部环境多变,工程立项实施面临诸多不确定因素,容易引发风险事件。尤其是施工阶段的人员、设备、材料以及其它各类施工要素的管理工作纷繁复杂,使得这一阶段成为风险事件的高发区段,大量隐性和显性风险因素在施工过程中聚集,这在一定程度上影响着项目能否安全顺利完工,因此航道工程施工风险的管控工作显得尤为重要。本文依托浓浓河航道整治工程为研究对象,对航道整治工程施工风险的分析与评价进行了研究。通过对项目风险管理相关理论方法的具体应用,使得工程管理人员能够充分掌握项目前期及建设工程过程中各类风险的总体水平,并制定相应的防范计划来降低风险。论文从航道整治工程建设的实际环境出发,对航道整治工程施工风险分析与评价的理论基础进行了梳理,分析了施工风险的内涵和主要特点,对航道整治工程风险识别与评价的主要方法进行了介绍。从航道整治工程的施工管理、组织协调等方面利用专家调查法等方法识别该项目在投资建设过程中存在的风险,具体包括人员、材料、设备、技术以及环境等五个方面。在此基础上,论文基于模糊综合评价法来和BP神经网络来构建航道整治工程风险评价模型,从人员、材料、设备、技术以及环境等五个维度构建了航道整治工程风险评价指标体系,并对航道整治工程进行风险分级和总体评价,依据评价结果制定航道整治工程风险应对方案以及风险监控机制,保障项目建设顺利实施。本论文的研究为航道整治工程的施工建设和风险管理提供理论依据,也有助于进一步完善水利工程项目风险评价的内容和方法,同时,为航道整治工程施工管理提供决策依据,降低各类风险,保障工程顺利完工。
甘少君[9](2017)在《数据驱动的内河限制性单向航道船舶调度模型及方法研究》文中进行了进一步梳理内河航运具有运费低、污染小、运能大的特点。国务院印发的《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》和《长江经济带综合立体交通走廊规划(2014-2020年)》明确指出要提升长江水道通行能力,增强长江干线航运能力,改善通航条件,健全智能服务和安全保障系统,实现“数字航道”和“智能航道”。内河单向航道通行容量低,是制约内河航运发展的瓶颈,研究如何提升内河单向航道航运能力具有重大理论和实际意义。调度船舶以合理的时间和顺序通过单向航道是提升其航运能力最实际可行的措施,合理船舶调度方案不仅要求准确预测船舶到达及通过单向航道的时间,更需要能够应对船舶通过单向航道中存在的各种不确定性,实时的给出调度指令。论文首先以船舶通过内河单向航道时的速度变化为研究对象,揭示船舶速度变化与内河航道地理环境的关系。然后,论文以船舶通过单向航道的全量程轨迹为研究对象,分析影响船舶通行轨迹的因素,并建立船舶全量程通行轨迹长度模型。进一步,针对内河航道状态复杂,船舶通行状态不确定性高的特点,设计有效的在线船舶通行调度策略,确保快速高效调度船舶通过单向航道。最后,提出一种基于船舶动态特性的个性化船舶速度诱导方法,进一步降低船舶在单向航道的等待时间,增强单向航道航运能力。论文的创新性研究主要从以下四个部分展开:(1)以船舶通过内河单向航道的速度为研究对象,提出一种新的神经网络模型构建及优化方法,对船舶在整个单向航道区域内的速度进行建模。针对神经网络模型结构难以确定的问题,该方法逐步增加网络结构的复杂度,直至网络能够表征船舶速度变化规律为止。通过智能优化算法和正交最小二乘算法保证新增加的隐含层节点参数最优并且与网络内的节点相互正交,所得的神经网络模型在取得更高预测精度的同时具有最小结构。(2)以船舶在内河单向航道区域内的通行轨迹为研究对象,提出一种基于历史数据的船舶全量程轨迹长度预测模型构建方法。首先通过对轨迹数据的预处理,将船舶轨迹划分为若干条子区间,使每一段区间内的轨迹数据特征更为明显。然后,通过非监督式学习方法挖掘出隐藏在船舶轨迹数据内的相似信息,最后结合神经网络模型,研究船舶动、静态信息以及单向航道环境数据与船舶轨迹类别之间的隐含关系,并基于概率方法得到船舶通过内河单向航道的全量程轨迹长度。(3)针对船舶通过内河单向航道时的调度指挥问题,结合船舶长期速度模型和全量程轨迹长度模型,提出一种内河单向航道通行船舶在线调度方法。该方法通过合理规划船舶通过单向航道的顺序及时间,降低船舶在等待区域所花费的时间,提升内河单向航道航运能力。进一步,该方法通过引入滚动时域控制优化框架,将整个调度问题划分为若干子优化问题,在保证调度结果最优的前提下,降低计算复杂度,提高算法处理船舶通过内河单向航道时不确定性的能力。(4)针对逆水船舶在通过内河单向航道过程中等待时间过长的问题,提出一种基于速度诱导的内河单向航道船舶调度指挥方法。通过诱导部分船舶按照优化的速度航行,在保证顺水船舶通行优先级的前提下,尽量降低逆水船舶的等待时间。实验结果表明,该方法可以显着提升逆水船舶的航行体验,降低船舶通过内河单向航道的等待时间,进一步提升内河单向航道的航运能力。
何嗣隆[10](2014)在《北斗集群数传技术及其在海洋疏浚工程船中的应用研究》文中提出21世纪企业的竞争与升级越来越凸显在信息的掌握和开发利用上,国家相关部门都在极力推进企业信息化的建设。尽管海洋工程船舶自身的信息化集成在快速发展,但要实现船岸一体化还面临着诸多问题。首先是岸上基地与工程船舶之间实时信息交互的问题。虽然大型工程船舶上都安装了AIS、GPS、卫星电话、PC控制和管理系统等技术装备,但是由于缺少一种经济可靠、能够连续通信的技术保障,导致了这些设备先进的作业船舶一旦到了近海和远海,便成了一座座漂浮在海上的“信息孤岛”。其次是分布在全球的工程船与指挥中心不间断的实时通信问题。疏浚行业的大型企业多数实现了全球化的作业模式,施工区域分散,点多面广,实时动态全球化的信息服务对实现工程船舶智能化作业具有重要意义。本文提出了北斗集群数传的概念,利用北斗卫星的报文通信技术和北斗集群数传终端着力解决了海洋工程船舶数据传输的问题,对保障海洋工程船舶的信息掌控、优化管理工艺、提高施工效率意义重大。在北斗卫星覆盖范围内,通过建立能服务平台,采集、存储工程船舶的相关信息,利用专业软件,实时地向用户提供船舶动态、疏浚工况与船机状态,切实满足用户远程监控与报警、远程故障诊断的需求。论文首先阐述了当前海洋工程船舶数据传输的现状,提出了基于北斗集群数传技术的应用研究,通过改进的数据压缩技术、位拼接技术和长报文通信技术,实现了船舶工程数据的传输,有效解决了海上船舶信息孤岛的问题。然后,论文讲述了传统SCADA的发展和当前它在远程监控和数据共享方面的不足,为了能够实现远程工业控制、数据共享、报警等功能,本文提出了基于Web的SCADA系统,在Flash Builder集成开发环境下,利用AS和MXML开发Web工控平台,用获取的工程数据作为平台界面显示的数据源,成功还原了船舶上的SCADA界面,有效弥补了传统SCADA的不足。目前,北斗集群数传技术及基于Web的SCADA系统已经经过了多次的实验,并成功地用到了“航绞2001”大型绞吸船上。该应用的成功,证明了北斗集群数传技术在海洋船舶通信中的可行性,是北斗RDSS在我国海洋疏浚生产中应用的成功案例,为海洋船舶监控的智能化、信息化提供了有效的手段。随着北斗卫星产业的进一步发展,其在海洋信息服务领域将得到更加广阔的发展空间。
二、神经网络在疏浚工程船舶上的应用研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、神经网络在疏浚工程船舶上的应用研究(论文提纲范文)
(3)福姜沙水道船舶交通流量特征与疏浚施工避让方案研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 船舶交通流量特征研究现状 |
1.2.2 船舶避让研究现状 |
1.3 论文研究目的与意义 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 福姜沙水道施工区域现状调查 |
2.1 福姜沙水道维护工程概况 |
2.1.1 疏浚区域 |
2.1.2 航道概况 |
2.2 福姜沙水道通航环境调查 |
2.2.1 气象 |
2.2.2 水文 |
2.2.3 港口 |
2.2.4 锚地及停泊区 |
2.3 本章小结 |
第三章 福姜沙水道船舶交通流量现场观测 |
3.1 观测方案 |
3.1.1 观测位置 |
3.1.2 观测方法 |
3.2 观测结果分析 |
3.2.1 各观测断面船舶数量对比分析 |
3.2.2 各观测断面大小船型对比分析 |
3.2.3 各观测断面船舶流量统计分析 |
3.2.4 各观测断面夜间和白天船舶数量对比 |
3.3 AIS数据的校核 |
3.3.1 AIS定义及功能 |
3.3.2 AIS数据挖掘 |
3.3.3 两种统计方法船舶数量对比 |
3.4 本章小结 |
第四章 福姜沙水道船舶交通流量时空特征分析 |
4.1 船舶交通流量时空分布特征 |
4.2 船舶交通流量时间变化特征 |
4.2.1 船舶流量日变化特征 |
4.2.2 船舶流量月变化特征 |
4.2.3 船舶流量年变化特征 |
4.3 船舶交通流量空间分布特征 |
4.3.1 各观测断面船舶总数对比分析 |
4.3.2 各观测断面大、小船型分布 |
4.4 本章小结 |
第五章 福姜沙水道维护性疏浚避让方案研究 |
5.1 福姜沙水道维护疏浚船舶及施工工艺 |
5.2 福姜沙水道维护性疏浚施工方案 |
5.2.1 施工顺序 |
5.2.2 挖泥方法 |
5.3 福姜沙水道各疏浚区可通航船型分析 |
5.3.1 福姜沙水域不同船型通航宽度计算 |
5.3.2 福姜沙水道维护性疏浚占用水域的影响 |
5.3.3 各疏浚区可通航船型统计 |
5.4 基于船舶流量空间分布特征的分流避让方案 |
5.4.1 分流避让实施的必要性 |
5.4.2 分流避让实施的可能性 |
5.4.3 分流避让实施方案 |
5.5 基于船舶流量日变化特征的避让方案 |
5.5.1 福北水道避让方案 |
5.5.2 其他水道避让方案 |
5.5.3 各水道避让方案总结 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
作者简介 |
(4)全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 船舶轨迹跟踪控制方法研究概述 |
1.2.1 具有不确定性的船舶轨迹跟踪控制国内外研究现状 |
1.2.2 跟踪误差受约束的船舶轨迹跟踪控制国内外研究现状 |
1.3 固定时间控制方法研究概述 |
1.4 全驱动船舶轨迹跟踪控制存在的问题及难点 |
1.5 论文的主要内容和组织结构 |
第2章 基于自适应神经网络的全驱动船舶有限时间轨迹跟踪约束控制 |
2.1 引言 |
2.2 预备知识 |
2.2.1 船舶数学模型 |
2.2.2 障碍李雅普诺夫函数 |
2.2.3 RBF神经网络函数逼近 |
2.3 全驱动船舶有限时间轨迹跟踪神经网络约束控制 |
2.3.1 有限时间稳定相关引理 |
2.3.2 问题描述 |
2.3.3 有限时间轨迹跟踪神经网络约束控制器设计 |
2.3.4 稳定性证明 |
2.4 仿真验证与对比分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于终端滑模的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制 |
3.1 引言 |
3.2 知识预备及问题描述 |
3.2.1 固定时间稳定定义及相关引理 |
3.2.2 问题描述 |
3.3 基于非奇异快速终端滑模的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制 |
3.3.1 非奇异固定时间快速终端滑模面设计 |
3.3.2 固定时间干扰观测器设计 |
3.3.3 非奇异固定时间终端滑模控制器设计 |
3.3.4 稳定性证明 |
3.3.5 仿真验证与对比分析 |
3.4 基于齐次积分终端滑模的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪抗饱和控制 |
3.4.1 齐次积分固定时间终端滑模面设计 |
3.4.2 抗饱和固定时间轨迹跟踪滑模控制器设计 |
3.4.3 稳定性证明 |
3.4.4 仿真验证与对比分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于扩展加幂积分算法的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制 |
4.1 引言 |
4.2 问题描述 |
4.3 自适应扰动补偿的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制 |
4.3.1 扩展加幂积分算法 |
4.3.2 自适应固定时间轨迹跟踪控制器设计 |
4.3.3 稳定性证明 |
4.3.4 仿真验证与对比分析 |
4.4 基于干扰观测器补偿的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪约束控制 |
4.4.1 固定时间精确鲁棒干扰观测器设计 |
4.4.2 固定时间轨迹跟踪约束控制器设计 |
4.4.3 稳定性证明 |
4.4.4 仿真验证与对比分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于扩张状态观测器的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪输出反馈控制 |
5.1 引言 |
5.2 问题描述 |
5.3 速度测量值未知的全驱动船舶固定时间轨迹跟踪抗饱和输出反馈约束控制 |
5.3.1 双幂次固定时间扩张状态观测器设计 |
5.3.2 抗饱和固定时间输出反馈约束控制器设计 |
5.3.3 稳定性证明 |
5.3.4 仿真验证与对比分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 :主要符号说明 |
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(5)基于ECT技术的管道流型识别仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 ECT在不同场合的运用 |
1.2.2 传感器的设计研究现状 |
1.2.3 流型识别研究现状 |
1.2.4 ECT技术存在的问题 |
1.3 本论文的研究内容与技术路线 |
第2章 电容层析成像原理与仿真分析 |
2.1 ECT的基本组成 |
2.1.1 电容传感器 |
2.1.2 电容采集单元 |
2.1.3 图像重建系统 |
2.2 ECT系统的正问题与反问题 |
2.2.1 ECT的电磁学描述 |
2.2.2 正问题的边界条件 |
2.2.3 ECT系统的反问题 |
2.3 ECT的有限元仿真 |
2.3.1 数值计算方法 |
2.3.2 基于COMSOL Multiphysics的 ECT有限元计算 |
2.3.3 归一化电容的计算 |
2.4 网格无关性检验 |
2.4.1 二维网格无关性 |
2.4.2 三维网格划分 |
2.5 本章小结 |
第3章 ECT电容传感器的设计与影响因素分析 |
3.1 疏浚实验平台简介 |
3.2 基于COMSOL的 ECT电容传感器参数化建模 |
3.3 ECT电容传感器的参数分析与优选 |
3.3.1 极板覆盖率对传感器的性能影响 |
3.3.2 极板长度的影响 |
3.3.3 屏蔽层距极板距离的影响 |
3.4 极板厚度与对中精度对传感器性能影响的仿真分析 |
3.4.1 极板厚度对传感器性能的影响 |
3.4.2 极板对中情况对传感器性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于ECT的疏浚管道的流型识别与堵塞判断 |
4.1 流型识别的意义与基本原理 |
4.2 ECT灵敏度分布的计算 |
4.2.1 ECT的软场特性 |
4.2.2 ECT灵敏度矩阵的计算 |
4.2.3 不同流型对敏感场分布的影响 |
4.3 基于SVM的流型识别 |
4.3.1 SVM的基本原理 |
4.3.2 流型特征值的选取 |
4.3.3 不同流型的构造 |
4.3.4 基于SVM的 ECT流型识别 |
4.4 基于遗传优化的SVM流型识别 |
4.5 疏浚管道堵塞的仿真与识别 |
4.5.1 疏浚管道堵塞识别的意义 |
4.5.2 管道堵塞模型的建立 |
4.5.3 基于GA优化的SVM的管道堵塞识别 |
4.6 本章结论 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术成果情况 |
(6)疏浚船舶复合储能系统控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 疏浚船舶发展概述 |
1.2.1 国内外疏浚船舶发展现状 |
1.2.2 疏浚船舶大功率负载设备驱动方式及关键问题 |
1.2.3 储能装置在疏浚船舶中的应用现状 |
1.3 复合储能技术研究综述 |
1.3.1 复合储能系统研究发展现状 |
1.3.2 复合储能系统控制策略研究现状 |
1.4 本文主要工作内容及技术路线 |
第2章 疏浚船舶负载特性分析及复合储能系统建模 |
2.1 引言 |
2.2 疏浚船舶负载特性分析及建模 |
2.2.1 疏浚船舶对储能装置的技术性能需求分析 |
2.2.2 大功率波动性负载建模 |
2.3 磷酸铁锂电池特性分析及建模 |
2.3.1 磷酸铁锂电池特点和基本参数 |
2.3.2 基于AH-OCV的磷酸铁锂电池SOC估算 |
2.3.3 磷酸铁锂电池建模 |
2.3.4 磷酸铁锂电池仿真分析 |
2.4 超级电容特性分析及建模 |
2.4.1 超级电容特点与基本参数 |
2.4.2 超级电容建模 |
2.4.3 超级电容仿真分析 |
2.5 双向DC/DC变换器建模与控制 |
2.5.1 双向DC/DC变换器工作原理 |
2.5.2 双向DC/DC变换器的控制 |
2.5.3 双向DC/DC变换器建模 |
2.6 复合储能系统拓扑结构选型 |
2.7 本章小结 |
第3章 疏浚船舶复合储能系统控制策略设计 |
3.1 引言 |
3.2 复合储能稳压控制方式与功率分配方法 |
3.2.1 基于DBS的电压稳定原理分析 |
3.2.2 复合储能系统功率分配方法 |
3.3 考虑各储能设备限值的协调控制策略 |
3.3.1 基于SOC分区限值管理 |
3.3.2 基于最大电流限值协调 |
3.3.3 复合储能系统协调控制的整体流程 |
3.4 复合储能系统控制策略仿真实现 |
3.4.1 技术参数与控制参数确定 |
3.4.2 仿真结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 复合储能系统试验平台设计与试验验证 |
4.1 引言 |
4.2 dSPACE实时仿真系统介绍 |
4.3 复合储能系统试验平台搭建 |
4.3.1 系统总体方案设计 |
4.3.2 主要设备选型 |
4.3.3 其他元器件介绍 |
4.4 试验参数确定 |
4.5 试验结果与分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读研究生期间获得的相关科研成果目录 |
(7)极端枯水位下长江中游船舶交通流协调控制优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究综述 |
1.2.1 船舶交通流特征的研究 |
1.2.2 船舶交通流控制的研究 |
1.2.3 船舶交通流控制优化算法的研究 |
1.2.4 研究现状综述 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
第2章 极端枯水位下长江中游船舶交通流特征分析 |
2.1 长江中游航段概况 |
2.1.1 荆江航段概况 |
2.1.2 航段维护尺度与维护现状 |
2.1.3 港口及锚地现状 |
2.1.4 代表船型 |
2.1.5 荆江航段碍航性分析 |
2.2 长江中游船舶交通流特征参数分析 |
2.2.1 船舶到达规律 |
2.2.2 船舶流速度 |
2.2.3 船舶流密度分布 |
2.3 极端枯水位下船舶交通流特征分析 |
2.3.1 极端枯水位下的船舶交通流分类 |
2.3.2 极端枯水位下船舶交通流特征 |
2.4 本章小结 |
第3章 长江中游港口短时交通量预测 |
3.1 港口短时交通量预测概述 |
3.1.1 短时交通量预测的意义 |
3.1.2 短时交通量预测的特点 |
3.2 短时交通量预测方法分类 |
3.2.1 基于统计理论的预测模型 |
3.2.2 基于非线性理论的预测模型 |
3.2.3 基于神经网络理论的预测模型 |
3.3 荆江航段港口短时交通量预测 |
3.3.1 短时交通量预测原理及模型 |
3.3.2 荆江航段港口短时交通量预测步骤 |
3.3.3 仿真分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 极端枯水位下船舶交通流多港口协调控制优化模型 |
4.1 船舶交通流多港口协调控制概述 |
4.1.1 多港口协调控制概念 |
4.1.2 多港口协调控制流程及关键问题 |
4.1.3 极端枯水位下船舶交通流控制机理 |
4.2 船舶交通流控制策略 |
4.2.1 单点控制策略 |
4.2.2 协调控制策略 |
4.2.3 控制策略分析 |
4.3 极端枯水位下船舶交通流控制的影响因素 |
4.4 船舶交通流多港口协调控制建模 |
4.4.1 多港口协调控制空间模型描述 |
4.4.2 船舶交通流宏观模型的建立 |
4.4.3 船舶排队长度约束条件 |
4.4.4 控制系统性能指标的选取及控制方程的建立 |
4.5 本章小结 |
第5章 极端枯水位下船舶交通流多港口协调控制仿真研究 |
5.1 仿真内容设计 |
5.1.1 仿真航段的简化 |
5.1.2 模型参数的选择与确定 |
5.2 协调控制模型的求解算法 |
5.2.1 多港口协调控制模型求解的粒子群算法 |
5.2.2 基于粒子群算法的协调控制优化过程 |
5.2.3 求解过程分析 |
5.3 仿真结果分析 |
5.3.1 控制变量及船舶排队长度变化情况分析 |
5.3.2 考虑有无控制措施的仿真结果对比分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况 |
(8)浓浓河至三站浅滩航道整治工程施工风险分析与评价(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.2.3 国内外研究现状评述 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 研究方法及技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 工程施工风险管理相关理论 |
2.1 风险及风险管理 |
2.1.1 风险的基本概念 |
2.1.2 工程项目风险管理的主要内容 |
2.2 工程施工风险形成的机理及主要特点 |
2.2.1 工程施工风险的形成机理 |
2.2.2 工程施工风险的主要特点 |
2.3 工程施工风险识别的流程及方法 |
2.3.1 工程施工风险识别的基本流程 |
2.3.2 工程施工风险识别的主要方法 |
2.4 工程施工风险评价的内容及方法 |
2.4.1 工程施工风险评价的主要内容 |
2.4.2 工程施工风险评价的方法简介 |
2.5 本章小结 |
第三章 航道整治工程风险分析及评价指标体系建立 |
3.1 航道整治工程施工风险因素识别 |
3.1.1 航道整治工程施工风险信息收集 |
3.1.2 航道整治工程施工风险因素的识别结果 |
3.2 航道整治工程风险因素分析 |
3.2.1 技术风险因素分析 |
3.2.2 材料风险因素分析 |
3.2.3 设备风险因素分析 |
3.2.4 人员风险因素分析 |
3.2.5 环境风险因素分析 |
3.3 航道整治工程风险评价指标体系构建 |
3.3.1 评价指标选取的基本原则 |
3.3.2 评价指标体系的主要构成 |
3.4 本章小结 |
第四章 航道整治工程风险评价模型建立 |
4.1 航道整治工程风险评价的主要方法 |
4.1.1 评价方法的选择 |
4.1.2 模糊综合评价法 |
4.1.3 BP神经网络 |
4.2 基于模糊综合评价的工程施工风险评价模型 |
4.2.1 层次分析法确定指标权重 |
4.2.2 指标隶属度模糊运算 |
4.3 基于BP神经网络的工程施工风险评价模型 |
4.3.1 BP神经网络结构的确定 |
4.3.2 各类函数与参数的介绍和选取 |
4.3.3 BP神经网络模型的创建与MATLAB实现 |
4.4 本章小结 |
第五章 浓浓河航道整治工程施工风险评价及防控 |
5.1 工程概况 |
5.1.1 工程建设标准及规模 |
5.1.2 工程建设方案 |
5.1.3 施工配套条件 |
5.2 航道整治工程施工风险模糊综合评价 |
5.2.1 项目风险评价指标权重计算 |
5.2.2 工程施工风险概率评价 |
5.2.3 工程施工风险损失评价 |
5.2.4 项目风险等级判定及评价结果分析 |
5.3 基于BP神经网络的浓浓河航道整治工程施工风险评价 |
5.3.1 样本数据收集 |
5.3.2 网络结构的确定 |
5.3.3 模型的训练 |
5.3.4 模型的检测及结果输出 |
5.4 浓浓河航道整治工程施工风险评价方法的比较 |
5.5 浓浓河航道整治工程施工风险防控 |
5.5.1 制定项目风险应对策略 |
5.5.2 施工风险的监测 |
5.5.3 项目风险防控措施 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论及建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
附表 工程施工风险评分表 |
(9)数据驱动的内河限制性单向航道船舶调度模型及方法研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 船舶速度预测研究现状 |
1.2.2 船舶轨迹预测研究现状 |
1.2.3 通行船舶调度指挥方法研究现状 |
1.2.4 交通诱导方法研究现状 |
1.3 主要研究思路、组织结构及创新点 |
1.3.1 研究思路与技术路线 |
1.3.2 论文的组织结构 |
1.3.3 论文的创新点 |
2 单向航道通行船舶长期速度预测方法研究 |
2.1 前言 |
2.2 问题描述 |
2.3 基于OLS-PSO-MLP算法的神经网络模型构建方法 |
2.3.1 基于正交最小二乘OLS的子集选择方法 |
2.3.2 BP神经网络 |
2.3.3 粒子群优化算法 |
2.3.4 OLS-PSO-MLP方法 |
2.4 内河单向航道船舶长期速度建模 |
2.4.1 建模数据及其预处理 |
2.4.2 模型评价指标 |
2.4.3 模型建立过程 |
2.5 结果分析 |
2.6 本章小结 |
3 数据驱动的船舶全量程轨迹长度预测方法研究 |
3.1 前言 |
3.2 问题描述 |
3.3 轨迹聚类与FCM算法 |
3.3.1 轨迹聚类 |
3.3.2 FCM聚类算法 |
3.4 基于FCM的全量程轨迹长度建模 |
3.4.1 实验数据描述及其预处理 |
3.4.2 船舶历史轨迹聚类分析 |
3.4.3 模型评价指标 |
3.4.4 轨迹长度模型建立过程 |
3.5 实验结果分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于RHC框架的内河单向航道通行船舶调度方法研究 |
4.1 前言 |
4.2 问题描述 |
4.3 基于RHC的通行船舶调度策略 |
4.3.1 RHC算法 |
4.3.2 基于RHC的通行船舶调度思路 |
4.3.3 基于RHC框架的通行船舶调度管理方法OSS-RHC |
4.4 实验及结果讨论 |
4.5 本章小结 |
5 基于船舶速度诱导的内河单向航道通行船舶调度方法研究 |
5.1 前言 |
5.2 问题描述 |
5.3 基于船舶速度诱导的船舶调度方法 |
5.3.1 通行船舶速度诱导思路 |
5.3.2 内河单向航道船舶速度诱导方法SGD-OSS |
5.4 实验及结果讨论 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读博士学位期间的第一作者论文 |
B.作者在攻读博士学位期间所获得的发明专利(学生排名第一) |
(10)北斗集群数传技术及其在海洋疏浚工程船中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 海事卫星通信 |
1.2.2 AIS通信 |
1.2.3 其他通信 |
1.2.4 北斗卫星通信 |
1.3 北斗集群数传中的技术问题与解决思路 |
1.4 论文的研究内容和框架 |
第二章 北斗集群通信:短报文通信技术的创新技术 |
2.1 北斗通信应用的进展情况 |
2.2 北斗集群通信 |
2.3 北斗集群通信协议 |
第三章 工程船数据压缩和传输技术 |
3.1 数据量需求 |
3.2 数据压缩算法 |
3.2.1 传统数据压缩算法介绍 |
3.2.2 船机数据压缩算法 |
3.3 报表数据传输处理 |
3.4 船位数据的传输与应用 |
3.4.1 船位监控的功能需求 |
3.4.2 地图引擎 |
3.4.3 船位监控的设计实现 |
第四章 基于北斗集群数传中的Web-SCADA系统 |
4.1 船机监控的SCADA系统 |
4.1.1 组态软件背景 |
4.1.2 组态软件组成 |
4.1.3 实时数据库 |
4.1.4 组态软件工作流程 |
4.1.5 SCADA系统的发展 |
4.1.6 传统SCADA系统的局限性 |
4.1.7 基于Web的SCADA |
4.2 北斗集群数传与船端SCADA的接口通信 |
4.2.1 OPC技术基础 |
4.2.2 OPC提供的接口 |
4.2.3 本研究中OPC流程 |
4.3 基于Web的SCADA模块的实现(以航绞2001为例的研究) |
4.3.1 Flex技术 |
4.3.2 Web-SCADA设计 |
4.3.3 船机状态数据库设计 |
4.3.4 Web-SCADA实现 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
后记 |
四、神经网络在疏浚工程船舶上的应用研究(论文参考文献)
- [1]耙吸挖泥船的装舱建模与施工参数自主寻优研究[D]. 朱大鹏. 江苏科技大学, 2021
- [2]绞吸挖泥船管路输送优化与功率分配策略研究[D]. 栾景亮. 江苏科技大学, 2021
- [3]福姜沙水道船舶交通流量特征与疏浚施工避让方案研究[D]. 杨莎. 东南大学, 2020(01)
- [4]全驱动船舶固定时间轨迹跟踪控制方法研究[D]. 王泰琪. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [5]基于ECT技术的管道流型识别仿真研究[D]. 袁俊朗. 武汉理工大学, 2019(07)
- [6]疏浚船舶复合储能系统控制策略研究[D]. 于桐. 武汉理工大学, 2019(07)
- [7]极端枯水位下长江中游船舶交通流协调控制优化研究[D]. 文哲. 武汉理工大学, 2019(07)
- [8]浓浓河至三站浅滩航道整治工程施工风险分析与评价[D]. 刘冬源. 黑龙江大学, 2018(05)
- [9]数据驱动的内河限制性单向航道船舶调度模型及方法研究[D]. 甘少君. 重庆大学, 2017(12)
- [10]北斗集群数传技术及其在海洋疏浚工程船中的应用研究[D]. 何嗣隆. 华东师范大学, 2014(11)