2023年, 第49卷, 第1期　刊出日期：2023-04-06

  

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交通运输工程
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  “双碳”目标导向下我国绿色航运物流发展现状与趋势

  黄有方, 魏明晖, 王煜, 郭晓燕, 黄明中

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 1-16. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.001

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  全面梳理国内外航运物流碳排减技术、管理与政策等方面的发展现状与态势，研判国内航运物流碳减排的发展水平,结合航运物流业的发展趋势，从技术、管理和政策等角度提出我国绿色航运物流发展的路径和建议,以助推碳减排目标的实现。
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  不确定需求下多类型自提点多目标选址

  常征, 付康, 范瀚文, 王聪

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 17-25. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.002

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  考虑顾客快递数量的不确定性，引入顾客满意度函数，以自提点的运营成本最小化和顾客满意度最大化为目标，构建多类型自提点选址问题的整数二次规划模型,通过高德平台获取需求点与自提点之间的实际取货距离，运用三角模糊数刻画顾客快递数量的不确定性，进而将模型转化为模糊机会约束规划模型。采用Epsilon约束算法结合Cplex求解器对实例求解，并对比NSGA-Ⅱ算法，再应用模糊集理论得出折中解，折中解方案较目标最优方案顾客满意度降低了11.4%，运营成本增加了26.3%。结果表明：随着顾客快递数量的增加，自提点的运营成本和顾客满意度均呈现先增后减的趋势；构建多类型自提点可以有效兼顾成本和顾客满意度，实现系统最优。
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  基于概率攻击图的船舶网络安全评估模型

  杨家轩, 许洲锦, 来源, 孙瑶

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 26-33. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.003

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  为提升船舶网络安全性，结合概率图模型和时间指标构建一种定量的船舶网络安全评估模型，在考虑时间指标基础上，利用概率攻击图计算船舶网络被攻克概率。运用蒙特卡洛法模拟得出船舶网络被攻克概率与访问路径长度、节点被攻克概率、时长的关系。结果表明，基于概率攻击图的船舶网络安全评估模型可评估不同指标对船舶网络被攻克概率的影响。
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  基于混合粒子群算法的船舶避碰决策

  宁君, 黄寓旸, 尤恽, 李伟, 高鉴一, 张帅

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 34-43. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.004

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  为解决船舶在开阔水域中的避碰决策问题，提出基于混合粒子群算法的船舶避碰决策方法。首先，针对粒子群算法在迭代后期容易陷入局部最优的局限性，引入高斯位置变异概念，扩大粒子的搜索广度。利用自适应策略对惯性权重进行改进，在保证粒子多样性的同时，提高粒子的局部搜索能力;其次，基于多目标优化方法构建目标函数，引入基于模糊综合评价策略构建的船舶碰撞危险度模型，统筹考虑《国际海上避碰规则》、海船船员通常做法、航行安全性与经济性，实现了多船会遇态势下的避碰路径规划;最后，通过Matlab仿真实验验证了所提算法的有效性。相比标准的粒子群算法，本文船舶避碰决策效果显著提高。
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  不规则ECA边界船舶路径和航速优化

  张明, 谭志加, 高培欢

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 44-55. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.005

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  全面分析一艘沿海货船对排放控制区(ECA)的应对策略，结合船舶航行路径和航速关系，分别建立非规避和规避策略下航行成本最小化模型，对船舶进出不规则ECA边界点位置和航速进行优化，得到船舶最佳航行模式和策略选择。研究表明，规避策略的触发条件取决于ECA内外的燃料价格比及港口与ECA边界之间的相对位置。对中国沿海区域船舶规避情况进行实证分析，结果表明，规避策略既能节约航行成本又能减少航行时间，但会大大降低排放控制区政策的减排效益。
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  基于LightGBM的船舶航速预测模型

  朱晓晨, 尹奇志, 赵福芹, 钱巍文, 赵奎奎

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 56-65. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.006

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  针对现有基于机器学习算法的船舶航速预测模型无法兼顾计算精度高、泛化能力强及计算速度快的问题，提出基于LightGBM的船舶航速预测模型，并以一艘安装有能效监测系统的内河船舶为研究对象，运用LightGBM算法建立以实时风速、风向、水深、水流速度、尾轴转速、轴功率和主机油耗为输入的船舶航速预测模型，同时与RR、SVR、DT、BPNN、RF、GBDT和XGBoost七种机器学习算法的航速预测结果进行比较。结果表明：基于LightGBM建立的船舶航速预测模型的精度、泛化能力、运算速度均排名第二，综合性能最好，能在保证较高预测精度和较强泛化能力前提下，实现对船舶航速的快速预测。
船舶与海洋工程
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  基于克里金法的极地海冰密集度空间插值方法

  肖娟娟, 张金奋, 吴达, 张笛, 殷华兵

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 66-74. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.007

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  针对海冰密集度再分析产品低分辨率问题，使用普通克里金和改进协同克里金法获取更高分辨率数据。分别选取高斯模型和球形模型对海冰密集度进行空间精细化插值，并对北极可通航水域的插值结果进行精度检验分析。结果表明:变异函数、协变量和目标插值精度对普通克里金和协同克里金插值性能均有影响，并且球形模型在极端数据条件下仍然具有较高的插值精度。克里金法可针对不同实际需求使用不同模型用于极地海冰密集度插值预测，可为极地船舶提供更高分辨率的海冰密集度数据，服务极地船舶安全航行。
交通运输工程
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  基于注意力机制的CNN-GRU船舶交通流预测模型

  吴莹莹, 赵丽宁, 袁志鑫, 张灿

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 75-84. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.008

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  为更准确地预测内河船舶交通流，提出基于注意力机制的CNN-GRU船舶交通流预测模型。该模型主要借助一维卷积单元提取数据的高维特征，GRU单元学习数据中的时序特征，并通过引入注意力机制加强重要特征的学习，实现对超长序列的学习。此外，通过分析内河上下游航道交通流间的关联性，提取长江中下游6个航段的船舶AIS数据，构造多航段船舶交通流序列数据集，并将其输入本文模型中进行训练及测试。结果表明：相比序列预测模型中的SAE、LSTM、GRU、CNN+GRU和GRU+Attention，本文模型在针对不同交通流参数的预测中均具有更高的预测精度，交通流量、交通流密度和交通流速度的预测精度分别达到95.42%、97.33%、94.99%，可更好地满足工程应用需求。
船舶与海洋工程
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  浸没式喷水推进器水动力噪声的数值预报

  付建, 丁江明, 李嘉

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 85-92. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.009

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  为掌握浸没式喷水推进器水动力噪声的基本特征，基于点源模型和边界元方法探索该型推进器噪声的数值预报方法，并分析导管内壁面脉动压力特点以及导管对叶轮声场的屏蔽效应。结果表明：浸没式喷水推进器由于存在叶轮和导叶的相互作用，使得在导管内壁面存在较强的径向力脉动，导致静止部件声场在径向方向贡献最大；导管对旋转叶轮声场在较大范围内均存在一定的屏蔽效果，在径向方向最为显著；导管屏蔽效应导致推进器声场指向性与螺旋桨声场指向性存在较大差异。
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  一种改进的船载混合储能系统分布式协同控制策略

  张宇, 庄绪州, 曾宇基, 张勤进, 胡志勇

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 93-102. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.010

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  为提高双电型船舶直流推进系统的电能质量和稳定性，设计一种改进的由超级电容和蓄电池组成的船载混合储能系统分布式协同控制策略:蓄电池和超级电容分别用比例下垂和积分下垂控制，以实现高低频功率分配。每个蓄电池配备一个本地分布式补偿器，使多个并联蓄电池之间实现自主功率分配和荷电状态（SoC）均衡；同时，利用直流母线电压二次调节，实现直流母线电压的自主恢复，并且将其与积分下垂控制结合，实现超级电容的SoC快恢复；最终，建立了船载混合储能系统的通用数学模型，并利用该模型进行了动态分析，从理论上验证了该系统的蓄电池SoC动态均衡、超级电容SoC快速恢复、自主功率分配和直流母线电压自主恢复等多个功能的有效性。硬件在环实验结果和理论分析一致，有效证明了该系统的多功能特性。

交通运输工程
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  基于迁移学习的船舶机舱火灾图像检测方法

  姜兴家, 刘云志, 宋志敏, 慕盛全, 张鹏, 张跃文, 孙培廷

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 103-109. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.011

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  针对传统烟雾探测器易受船舶机舱环境、布置位置等因素影响导致着火响应不及时的问题，提出一种基于机器视觉的船舶机舱烟雾识别模型。首先，利用通用数据库和实船场景及其烟雾图片建立图形知识库；其次，构建迁移学习和残差网络的融合模型，实现烟雾特征的迁移和学习，并利用验证数据集验证模型的有效性；最后，选取实船工作间火灾实例照片验证模型的有效性。结果表明，相较于传统感烟探测器，该模型提前83 s预警；相较于其他智能算法，该模型可提升烟雾识别准确率。该方法可以更快速识别船舶烟雾，避免重大灾难性火灾事故的发生，可作为船舶智能监控手段。
船舶与海洋工程
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  相变微胶囊对绝热喷雾吸收过程中的热质传递特性的影响

  王延阳, 苏风民, 韦成书, 王一凡, 彭本利

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 110-116. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.012

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  通过在吸收工质中加入相变微胶囊，提高工质的有效热容，进而减少溶液循环量和雾化功耗。建立了溴化锂溶液绝热喷雾吸收模型，分析了相变胶囊对绝热喷雾吸收过程的雾化功耗与吸收时间的影响。研究结果显示：相变胶囊的加入有助于减少相同制冷量下雾化功耗，但同时需要更长的吸收时间。
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  TC4合金表面激光熔覆CoCrW涂层工艺和性能

  王佳滢, 孙毓彬, 牛豪杰, 林成新

  大连海事大学学报. 2023, 49(1): 117-126. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2023.01.013

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  为提高TC4钛合金表面耐磨性和耐腐蚀性，利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面激光熔覆制备CoCrW涂层,并对其工艺及耐磨性和耐蚀性进行研究。结果表明:CoCrW熔覆层和TC4基体有着良好的冶金结合，熔覆涂层显微组织均匀致密，主要由树枝晶组成。在激光工艺参数中,扫描速度、离焦量、光斑直径和搭接率一致情况下，当激光功率为3000W时，所得熔覆层硬度最大为1160HV，为TC4基材硬度324HV的近4倍，且在该功率下，CoCrW熔覆层平均摩擦系数最低为0.2363，磨损量最小，表现出较好的耐磨特性，磨损机制为磨粒磨损和轻微的黏着磨损；而TC4基材的平均摩擦系数为0.3598，磨损机制为黏着磨损和疲劳剥落磨损，此时，熔覆层的电化学腐蚀电位较高，腐蚀速率较低，表现出良好的耐蚀性。