2019年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2019-09-20

  

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交通运输工程
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  考虑集卡预约信息的堆场箱区分配和场桥配置协同优化

  靳志宏，王莉，邢磊，徐奇

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 1-8. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.001

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  在堆场作业规模较大背景下，考虑集卡预约信息的影响，以箱区间作业不均衡量最小为目标，建立箱区分配和场桥配置的协同优化模型，为进口任务分配合理的堆存箱区并安排装卸场桥. 模型采用CPLEX求解，将考虑集卡预约信息的优化模式与不考虑集卡预约信息的传统模式的实验结果进行对比，并从集卡预约信息、场桥数量、集装箱数量以及任务拆分数等方面进行灵敏度分析. 结果显示，考虑集卡预约信息可降低20%~30%的作业不均衡量，验证了模型的有效性，对堆场的科学管理具有指导意义.

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  基于VMD-FFT-LSTM模型的BDI指数预测

  武华华，匡海波，宋扬

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 9-16. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.002

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  为提升非线性BDI指数的预测效果，分析了多种预测模型对BDI指数的单步及多步预测结果，借助“分解—重构—预测”思路，设计构建了VMD-FFT-LSTM组合预测模型.首先，通过VMD算法分解出BDI指数的IMF分量；然后，结合BDI指数周期理论与FFT算法计算的周期结果重构IMF，达到降噪的目的；最后，运用LSTM模型对重构序列进行多步预测.对比多步预测结果，VMD-FFT-LSTM组合模型预测结果在精度及稳定性上表现更好，解决了SVR模型多步预测结果易在序列局部极值点处出现较大偏差的局限性问题.

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  拆船补贴政策下的干散货船队更新策略与政策效果

  江振峰，彭译侬，杨忠振

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 17-23. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.003

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  为在拆船补贴政策下设计航运公司干散货船队更新方案，以船公司收益最大为目标建立干散货船队规划模型.以中国远洋海运集团干散货船队为研究对象，预测未来5年的干散货运输需求，分期制定有无补贴下的干散货船的拆解与新造策略.通过比较有无补贴时的船队更新方案，明确补贴对船公司拆解与新造干散货船的影响，以及对船公司提升盈利能力的作用.结果表明,补贴政策可促进老旧船舶的提前拆解;在补贴政策的刺激下,船舶拆解量和造船量大幅度增加.研究有助于政府和航运企业明确拆船补贴的政策效用，促使船公司利用补贴政策更新船舶，提高市场竞争能力.

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  粤港澳大湾区产业协同发展

  张羽，蹇令香，宓淑婧

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 24-31. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.004

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  运用复合系统协同度模型，计算粤、港、澳三个子系统产业发展有序度以及粤港澳大湾区产业发展协同度。研究结果表明：2009—2016年，粤、港、澳三地产业子系统有序度均达到较高水平，三地协同度一直处于较低水平的波动状态；2016年粤港澳大湾区内，香港的产业发展水平最高，粤-港产业协同度最高；三地间产业协同有较大的上升空间，需加深三地产业合作，制定合理的产业协同发展机制，形成完善的产业链，促进粤港澳大湾区产业系统协同发展.

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  考虑动态价格的燃气调运方案优化

  唐丽敏，张桐，兰天雨

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 32-37. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.005

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  为科学制定跨区域调运方案，在考虑企业销售价格与市场需求量之间存在动态关系的基础上，以燃气销售企业利润最大为目标函数构建调运优化模型，利用LINGO软件对算例进行求解，分析市场结构及价格策略对调运方案的影响.结果表明，面向协议客户的燃气调运具有梯次流动的运输特点，而面向市场客户的燃气调运大多集中在销售价格较高的节点；此外，在市场需求无法全部满足的情况下，动态价格策略下的调运方案较静态价格策略下的调运方案利润更高.该研究可为大型燃气销售企业制定调运方案提供科学的参考.

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  基于SNA的溢油应急资源关联网络

  贾红雨,丛日晴,王宇涵,袁长峰

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 38-45. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.006

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  为支持沿海港口溢油应急资源合理布局，运用引力模型和社会网络分析方法(SNA)构建基于港口油品吞吐量的溢油应急资源关联网络模型，通过网络密度、中心性等网络特征研究港口基于油品吞吐量在网络中的地位作用，分析港口溢油应急资源布局需求.研究结果表明：网络关联度为1；个体网络中心度较高的港口在珠三角、长三角、环渤海地区中均匀分布，占据区域核心地位；板块间为自反式关系，内部关联较多，构成凝聚子群.因此，港口溢油应急资源布局应以全国一盘棋，整体布局，增强港口之间的合作建设；分层分级，发挥中心港口的辐射作用；区域划分，实现区域内应急能力最优化建设.

船舶与海洋工程
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  轴向分区冷却方式对气缸套-活塞环摩擦功耗影响的仿真研究

  陈文滨，王子淳，徐久军

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 46-52. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.007

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  为探究轴向分区冷却方式对气缸套-活塞环摩擦功耗的影响，在考虑气缸套圆周方向不对称性、缸套活塞环表面粗糙度等因素的前提下，建立缸套-活塞环三维瞬态润滑数学模型，并应用此模型研究轴向分区冷却方式对气缸套-活塞环摩擦功耗的影响.结果表明：缸套上部加强冷却可以明显改善活塞环在上止点附近的润滑状态；缸套中部加隔热涂层时，在行程中部和下止点附近缸套-活塞环最小油膜厚度均有所减小；仅对缸套上部加强冷却或者仅在缸套中部加隔热涂层，均会导致缸套-活塞环的平均摩擦损失功率略微上升；同时对缸套上部加强冷却和缸套中部加隔热涂层，可以有效降低缸套-活塞环平均摩擦损失功率.研究结果可为进一步减少缸套-活塞环摩擦副的摩擦损失、提高缸套-活塞环工作可靠性提供设计依据.

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  基于正交实验的粗糙表面接触密封性能预测方法

  崔颖，孙唯一，于颖嘉，王永亮

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 53-58. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.008

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  针对金属接触密封性能的预测问题，在粗糙表面数值表征和有限元接触分析基础上，利用正交实验法拟合表面形貌特征参数、施加载荷与接触面积比之间的函数关系，结合逾渗理论栅格模型，采用自动寻径算法得到密封泄漏概率随接触面积比的变化规律，从而建立一套预测粗糙表面形貌、施加载荷与密封性能之间关系的定量分析方法，可为金属接触密封设计分析提供方法指导.

控制
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  一种改进的移动机器人自主室内环境探索方法

  吴桐，郭晨，许桐，王召东

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 59-65. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.009

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  针对未知室内环境下移动机器人自主探索与地图构建的问题，提出一种基于八叉树地图的移动机器人自主探索方法.首先，将前沿点分组并提取关键前沿点，用于生成候选点；然后，分别基于关键前沿点和可通行空间提出两种候选点生成方法，用于自主探索的不同阶段；接着，利用信息增益和行驶距离的非线性组合构造效益函数来评价候选点，选取最优候选点作为下一目标点；最后，利用RGB-D信息更新八叉树地图.经仿真实验和实际场景验证了所提出的自主探索方法的有效性.

交通运输工程
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  基于IFC标准的隧道动态设计信息集成模型

  赵龙国，姜谙男，吴洪涛，段龙梅，张广涛，申发义

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 66-74. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.010

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  针对目前隧道动态设计信息管理仍然只是从不同数据类型和结构方面进行设计的现状，为避免因数据异构性而造成的信息共享困难，实现隧道工程全生命周期信息数据共享与交换的完整性和有效性，阐述了IFC标准扩展的方法，并依据现有IFC标准对建筑领域的描述方法，选取隧道结构为研究对象，从隧道空间结构、物理元素和属性集合等方面出发，实现IFC标准在隧道领域的扩展，扩充了IFC标准的数据描述领域.在此基础上，借助Revit建模软件，开发了参数化隧道反馈分析模型，进而形成了完整的隧道动态设计信息集成模型的创建流程及方法.验证结果表明，基于该方法能够建立一种较为完善的隧道动态设计信息集成模型.所建集成模型已成功应用于隧道动态反馈分析管理系统.

船舶与海洋工程
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  波浪漂移力作用下的救助船操纵运动计算与仿真

  张晓磊,熊伟,王祖温

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 75-84. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.011

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  针对南海救111船（NHJ111）,研究其在深水短峰不规则波中的操纵性.采用统一模型思想建立3DOF非线性运动方程,利用经典方法对纵向动力学与桨、舵及黏性横流等力/力矩进行建模,使用Green函数源法进行频域求解,采用远场理论计算平均波浪漂移力,并验证了数值结果.将运动方程应用于南海救111船,计算其静水中的回转运动,将计算结果与实船试验数据对比,相对误差在8.0%以内；考虑漂移力的作用,在6级海况的深水短峰不规则波中进行回转运动的数值计算.结果表明,该模型精度较高,满足救助船模拟器对运动模拟及精度的要求,为预测大风浪中的救助船运动奠定了基础.

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  潜艇垂直面智能模糊运动控制

  黄斌，吕帮俊，刘金林

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 85-92. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.012

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  为解决潜艇垂直面运动存在静差，常规Mamdani模糊控制无法达到预期目标值的问题，设计了带积分功能的自动操舵模糊控制器.通过引入智能积分判据，使控制器能同时满足潜艇定深和变深的运动控制要求.对周期性持续干扰和复杂运动条件下潜艇垂直面运动控制效果的仿真结果表明，智能模糊控制对于潜艇垂直面的各种定深和变深运动均具有较好的适应性和可操性.研究结论对于潜艇操艇系统的设计和改进有一定的借鉴意义.

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  基于状态反馈线性化和ESO的船舶航向跟踪控制

  吴瑞，杜佳璐，孙玉清，李东海

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 93-99. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.013

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  针对船舶航向跟踪控制问题，考虑舵机伺服系统特性、船舶动态参数不确定以及未知时变环境扰动，利用状态反馈线性化原理与扩张状态观测器(ESO)的基本思想，设计船舶航向跟踪控制律.首先，对带有执行机构的船舶操纵数学模型进行非线性坐标变换；然后，构造ESO,实时估计动态参数不确定和未知时变环境扰动构成的总扰动.基于上述，根据状态反馈线性化原理设计船舶航向跟踪控制律.理论分析表明,所构造的ESO估计误差渐近收敛于零，所设计的船舶航向跟踪控制律保证船舶航向跟踪闭环系统是稳定的，且使得船舶航向跟踪误差渐近收敛于零.最后，以一艘军舰为例进行仿真研究，仿真结果显示了所设计的船舶航向跟踪控制律的有效性和对扰动的鲁棒性.

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  基于局部密度的成山角船舶交通流特征分析

  周世波，熊振南

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 100-105. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.014

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  为分析成山角定线制水域的船舶交通流特征，利用AIS岸基系统采集经过成山角分道通航制水域的船舶位置数据，通过这些位置数据点的近邻信息计算各个船舶位置点的局部密度，提取船舶在成山角分道通航制水域的航行热点区域.在此基础上，分析成山角分道通航制水域中不同吨级船舶、南下和北上船舶的航行偏好，以及船舶在不同时段航行偏好的动态变化等船舶交通流特征.对成山角船舶交通流特征分析的结果表明，局部密度反映了船舶位置数据点蕴涵的局部信息特征，可以揭示船舶位置点与其相邻位置点的相对紧密程度，可有效解决船舶交通流特征的识别问题，实现对船舶交通流在时空上动态变化的分析和比较.

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  波浪对沉井拖航阻力影响的CFD数值分析

  曾祥堃，肖英杰

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 106-113. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.015

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  针对大型方沉井拖航过程中的波浪对沉井所受阻力的影响问题，采用基于计算流体力学（CFD）的方法进行不同流速和不同波高组合工况下沉井的拖航水阻力数值模拟.结果表明，沉井的拖航阻力随着沉井迎向、破开和穿过波浪的过程而有所波动;在相同流速时,沉井的拖航阻力随着波高的增加而增加;沉井的拖航阻力随着波高的变化趋势在不同流速时基本一致;沉井拖航阻力随着波高的增大而产生的增量与波高的平方成正比例关系.计算阻力增量百分比表明，波高超过2m之后，阻力的增量百分比接近或超过5%.因此，在工程实践中计算沉井拖航阻力时,建议将波高作为沉井阻力计算的因素之一.

交通运输工程
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  考虑安全性的施工水域路径优化

  何傲,谢新连,李猛

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 114-120. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.016

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  为保证船舶在通路狭窄且复杂的施工水域中安全通行,提出基于Dijkstra算法和Maklink法的改进遗传算法的航线路径优化. 首先,通过改进的Maklink法构建施工水域环境模型;然后，利用Dijkstra算法得到初始基准路径；最后，在此基础上进行遗传编码迭代寻优，得到最优路径.提出了船舶通行度和航线危险度,并分别作为通行水域空间狭窄和路径规划优劣的评价依据.算例仿真结果表明,本文方法大幅度提升了航路的安全性,并尽可能地保证了路径距离较短,由此验证了方法的可行性和有效性.

船舶与海洋工程
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  基于机载视觉的内河落水人员发现概率建模

  陈雨，肖长诗，周春辉，文元桥，陈芊芊，张义萌

  大连海事大学学报. 2019, 45(3): 121-128. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.017

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  为提高无人机对内河落水人员的搜寻发现概率，搭建内河水上搜救海事无人机系统.分析无人机飞行高度与相机视场和相机视觉成像的关系，并结合视觉注意理论，研究搜寻人员在地面站图传显示屏上搜寻落水人员的规律，建立无人机最大航速模型和落水人员发现概率模型.长江实测实验表明，无人机最大航速模型与落水人员发现概率模型设计可靠，可提高内河落水人员搜寻效率.