2024年, 第47卷, 第2期　刊出日期：2024-04-30

  

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  基于GA-BP神经网络的船舶空冷器状态预测

  栾泳立, 董胜利

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 1-5.

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  当前船舶空冷器的工作状态主要依靠空冷器冷却后的增压空气温度T_A2判断,通常按设定阈值触发报警,存在预警差和精度低等问题。对此,提出一种基于GA-BP(Genetic Algorithm-Back Propagation)神经网络的T_A2预测方法。利用BP神经网络构建空冷器状态预测模型,通过对比运行过程中T_A2实测值与预测值的偏差,及时发现空冷器的异常状态;引入GA解决BP神经网络存在的收敛速度慢和易于陷入局部最优解等问题。为验证基于GA-BP神经网络的预测方法的有效性,选取多组空冷器清洗前后的状态数据进行训练和验证,结果表明该方法能有效识别空冷器的异常状态。
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  一种基于迁移卷积神经网络的滚动轴承故障诊断方法概述

  陈鸣妤, 赵致远, 周佳慧

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 6-13.

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  针对传统基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的轴承故障诊断方法的特征提取能力有限,在数据样本较少且鲁棒性较差的情况下无法获得准确的诊断结果的问题,提出采用一种将CNN与迁移学习(Transfer Learning,TL)相结合的方法,即基于迁移卷积神经网络(Transfer Convolutional Neural Network, TCNN)的滚动轴承故障诊断方法。该方法选用在ImageNet数据集上预训练的基准CNN模型AlexNet网络作为基础架构的CNN模型,结合TL将已有预测模型中的底层参数冻结,仅对上层参数进行训练更新,当训练次数达到一定数量时,能有效提升故障诊断准确率。试验结果表明,该方法能提升故障诊断模型在数据样本较少情况下的抗噪声能力和泛化性能,进而提高滚动轴承故障诊断的精度。
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  LNG运输船NO96薄膜型围护系统设计更迭分析

  罗敬华, 陈春建, 韦玮

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 14-20.

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  结合某造船企业20余年来的大型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船设计和建造情况,回顾其NO96 PERLITE、NO96 GW、NO96 L03+和 NO96 SUPER+等4种液货舱围护系统的发展过程,比较日蒸发率、绝缘层强度和绝缘层重量等关键技术指标的设计更迭,分析不同围护系统的绝缘层强度与绝缘层重量之间的关系。研究发现:NO96薄膜型围护系统的日蒸发率已从最初的0.150%降低至当前的0.085%;通过对系统的材料和结构型式进行改进,使得其重量不断减轻,强度不断提升。研究成果可供同类型液货舱围护系统的设计和优化参考。
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  某超大型双燃料动力集装箱船LNG燃料舱布置方案分析

  鄢慧敏, 袁红良, 翁振勇, 丁超

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 21-26.

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  以某新巴拿马型15 000~16 000 TEU级别液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力集装箱船建造项目为背景,对超大型双燃料动力集装箱船LNG燃料舱布置方案进行研究。通过对比不同LNG燃料舱的结构尺寸和布置位置,并从燃料舱的晃荡载荷、船舶的装载能力和稳性等方面进行分析论证,得到一种成熟可靠的超大型双燃料集装箱船LNG燃料舱布置方案。在该方案中,LNG燃料舱的宽度不超过船宽的56%,且其整体或前半段位于上层建筑下方。与市场上常见的燃料舱布置方案相比,该方案不仅能提升船舶的空间利用率,而且能在保障船舶续航能力的同时,提升LNG燃料舱的抗液货晃荡能力,增加船舶的集装箱装载量。
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  20 000 t自航转载驳船的系泊设计要点

  孙东辉

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 27-33.

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  为提升自航转载驳船停泊和装卸作业的稳定性和安全性,以某20 000 t自航转载驳船为例,对其系泊系统设计进行探讨,重点分析船舶靠泊和离泊过程中的系泊安全、作业时间、吃水变化和浪涌对船舶装卸作业的影响等问题。结合港口设施的布置和船舶驳运的特点,设计符合船舶和港口需求的缆绳自动张紧控制系统、自动系泊缆桩、舷侧安全防护装置和控制系统、系泊绞车远程集中控制系统,提升船舶停靠的稳定性和作业效率。该研究可供类似转载驳船的系泊系统设计参考。
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  一种基于改进MQ协议的船岸信息交互方案

  曾力, 周密, 万松

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 34-44.

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  为解决船岸通信带宽不足导致的船岸信息传输受限的问题,提高船岸数据交互效率,提出一种基于改进的消息队列(Messages Queue,MQ)协议的船岸信息交互方案。针对单一通信方式带宽不足和覆盖区域不全的问题,提出多种通信模式自动识别和自动切换的船岸通信方法,并给出不同船舶运营场景下的通信策略;针对船舶系统间数据交互信息量较大,易出现数据处理不及时和丢失的问题,对MQ通信技术进行改进,提出流量削峰技术方案。以某化学品船的船岸一体安全监控系统数据交互为例验证该船岸信息交互方案的可行性,设置网络连接状态模拟不同的通信场景,设置不同的数据传输频率模拟数据传输的带宽压力,结果表明该方案能有效解决数据丢包问题,缓解计算资源压力,提升信息传输效率。
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  传统集装箱码头升级改造后的数据集成解决方案

  袁逸涛

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 45-52.

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  针对传统集装箱码头升级改造为自动化集装箱码头之后,人工设备与自动化设备混线作业导致作业密度和信息交换率增大,码头作业更复杂,继续采用传统方法管控这些设备较为困难的问题,提出一种传统集装箱码头自动化升级改造之后的数据集成方案。在全面汇聚码头数据和信息的基础上,建立数据规则引擎进行数据治理,通过时序数据库提升设备数据采集的实时性,通过微服务技术框架提升系统的并发性能,在系统前端采用WebGL技术实现数据可视化展示,使系统具有设备监测、设备控制和调度任务管理等多种功能。目前该系统已在厦门远海码头上线应用,运行效果良好,能为码头管理人员提供高效、稳定、全面的全场作业管控方案。
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  基于云计算负荷预测的空压站恒压测控方法

  郑咏涵

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 53-59.

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  大型修造船企业空压站供气系统通常采用传统的母管恒压控制算法控制空压站的压力,存在用气侧缺乏管控手段、供气侧压力设定值不合理且缺乏预测性等问题。对此,基于空压站恒压自动控制原理,深入分析实测压力和给定压力的变化特点,结合部署数智化系统之后积累的大数据,提出一种基于负荷变化和云计算预测的空压站恒压测控方法。该方法通过将云端计算技术、小程序形式的用能申请、数据建模分析方法和灰色预测模型等多种技术相融合,实现对空压站压力设定值的动态调整,并预测其母管压力的变化,减少螺杆机频繁启停、滞后启动和母管压力剧烈波动等不利情况的出现。
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  面向对象编程方法在Cotex-M3内核芯片程序开发中的应用

  王军

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 60-66.

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  以某自动校时电子钟项目为例,在Cotex-M3内核芯片上采用面向对象编程方法分析项目的业务需求,提取业务逻辑的共性内容,并创建应用程序类。借鉴嵌入式操作系统时间片任务调度的方法,得到一种新的嵌入式项目编程解决方案,在无操作系统的微控制单元(Micro Control Unit, MCU)上实现时间片调度应用程序对象,用以提升程序的条理性,增强代码的可移植性和复用性,便于程序的扩展。
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  轨道交通振动衰减测试案例分析

  韩丽, 王亚晨

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(2): 67-72.

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  以华东地区某城市轨道交通线路为例,选取地下线典型断面进行振动源强和地面振动衰减测试。振动源强测试结果显示:在地下线测试断面,当运行车速为79 km/h时,钢轨处、道床处和隧道壁处最大Z振级测试平均值分别为122.9 dB、92.9 dB和 79.0 dB;在同一测试断面,钢轨处、道床处和隧道壁处最大Z振级逐渐减小;测试断面的振动源强特征峰值集中在50 Hz频率处。地面振动衰减测试结果显示:随着水平距离的增加,各地面测点最大Z振级逐渐衰减;地面与隧道壁的振动特征峰值一致,均在50 Hz频率处出现峰值;地面测点受到的振动与隧道壁相比,在31.5 Hz以下低频处存在放大现象。该研究可供后续环评项目中预测参数的选取参考,为地铁减振设计提供技术支持。