为提升船舶运动姿态主动补偿控制能力,针对现有船舶横摇运动预测模型存在的精度低和不适合在复杂环境中应用等问题,提出一种基于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)模型的船舶横摇运动预测模型。利用某研究与实训两用船在海上航行过程中采集的横摇运动数据训练该模型,训练时将均方根误差作为损失函数,采用Adam优化器进行权重优化。采用该模型对实际的船舶横摇运动进行预测,并将其与采用自回归积分滑动平均(Autoregressive Integrated Moving Average,ARIMA)模型预测所得结果相对比,验证该模型能在复杂的船舶航行工况下保持良好的预测精度。研究结果表明,该基于LSTM模型的船舶横摇运动预测模型能更好地捕捉船舶横摇数据的非线性和非平稳特性,提供更准确的预测结果。

为使船舶在北极航道航行时能更好地应对自然环境复杂多变和应急救援能力受限等问题,提升其冰区航行风险防控能力,开展北极东北航道船舶航行风险识别和防控研究。对北极航道船舶航行规范和助航设施设备进行分析,从水文气象条件和地理环境等方面对环境风险因素进行识别,在此基础上提出北极航道船舶冰区航行风险控制措施。研究认为,北极东北航道船舶航行面临的风险因素主要包括海冰复杂、能见度不良、温度低、风浪大、海流多变和海图信息不准确等。从风险防范的角度提出21条船舶进入冰区前的自查项目,从风险控制的角度提出10条船舶在冰区航行过程中的风险控制措施,提升北极东北航道船舶冰区航行的安全保障能力。

为降低欧盟FuelEU Maritime法规给航运业带来的合规成本方面的压力,研究其对船舶合规成本的影响,重点分析奖励(Reward,RWD)系数失效前后船舶合规成本的变化。以某停靠欧盟港口的8 500 TEU集装箱船为例,依照FuelEU Maritime法规的要求,分析RWD系数失效和非生物源可再生燃料(Renewable Fuels of Non-Biological Origin,RFNBO)子目标生效前后船舶合规成本的变化。分析认为:随着2034年RWD系数失效和RFNBO子目标生效,部分原本依赖RWD系数实现碳平衡合规的船舶不再合规,若船舶采用的RFNBO占比小于RFNBO子目标,还可能面临RFNBO子目标方面的罚款,航运业应增加RFNBO的使用,以降低合规成本增加造成的经济负担。

针对国内部分散货船在运营过程中出现的阻力较大和能耗过高的问题,结合某型散货船改建案例,基于相关基础理论分析引发该问题的根本原因。在此基础上,探讨此类船舶的减阻增效方法,针对性地提出采用高效防污漆、优化艏部线型和使用高效桨的改建技术方案。对改建后的船舶进行性能测试,验证该技术方案的有效性,为同类型船舶的减阻增效技术研究提供参考。

为满足船舶智能化对助导航综合信息显示系统提出的信息处理、融合、分析和人机交互方面的要求,设计一种面向船舶智能驾驶的综合信息显示系统。通过深入分析船舶驾驶人机交互中的信息显示需求,根据《智能船舶规范》(2024)和国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)对综合信息显示系统信息显示性能的要求,提出一种面向船舶智能驾驶的信息分类方法,设计不同航行信息的表达方式,在此基础上开发综合信息显示系统。示范应用结果表明,该系统在信息融合与表达方面具有全面、规范、直观和便捷等特点,有助于提升船舶航行的安全性和效率。

为有效解决船舶在冰区航行时存在的船体安全问题,设计一种极地船舶冰区航行船体安全监测系统。对该系统的功能需求进行分析,在此基础上,以某6.8万t多用途纸浆船为例,阐述该系统的总体架构设计、测点布置和数据采集等。实际应用结果表明,该系统能通过采集船体结构应力、船舶运动状态和气象海况等数据,实时评估船舶的总体强度,降低其在冰区航行时的船体结构破坏风险。

为有效解决甲醇双燃料船燃料舱内的甲醇泄漏问题,以某16 000 TEU甲醇双燃料集装箱船为例,采用计算流体力学软件对甲醇泄漏情况下燃料舱的通风性能进行数值模拟。对舱室内的甲醇气体进行监测,研究舱室内空气达到安全标准所需时间随管道开孔数量和排风速度的变化规律。研究发现,在管道内合理开孔对提升燃料舱的通风性能有很大作用,推荐在开孔的基础上将风机运转速度提升1.5倍,这样既能将舱室内空气到达安全标准所需时间控制在300 s以内,又能降低能耗。

针对某船用监控设备PT1000温度采集模块存在的电阻采集异常故障,开展故障树排查定位,并提出有效的解决措施。阐述PT1000温度采集模块中热电阻采集电路的原理,定位引起温度采集模块对外端子接触点异常的原因,提出外部电缆与温度采集模块之间通过接线端子转接的改进方法,解决温度大范围阶跃性跳动的问题。实践结果表明,改进后的PT1000温度采集模块运行正常,满足实际需求,该故障排查过程和提出的解决措施可供船用监控设备同类故障排除工作的开展参考。

为有效应对航运业数字化、智能化发展过程中船舶面临的网络安全风险,保证远洋航运健康可持续发展,开展新发展格局下的船舶网络安全建设路径研究。阐述国内外船舶网络安全现状,梳理船舶面临的主要网络安全风险,在此基础上设计船舶网络安全建设路径,提升船舶网络防护水平,确保远洋船舶安全稳定运行。研究成果可供航运企业提升船舶网络安全管理水平参考,保证相关产业链供应链安全稳定。

为降低地铁运行产生的振动和结构噪声对轨道交通车辆基地上盖物业开发项目中的环境敏感建筑的影响,开展车辆基地不同区域的振动影响研究。选取华东地区某城市的轨道交通车辆基地上盖物业开发项目进行振动影响测试,对试车线、出入线、库内线和咽喉区等不同区域的振动特性进行分析。结果表明:相比咽喉区和试车线,库内线的总振级较小;列车经过咽喉区岔心时,岔心钢轨处Z振级平均比非岔心钢轨处Z振级大29.4 dB;在同一测试断面,钢轨处、道床处和结构壁处最大Z振级逐渐减小。