2026年, 第52卷, 第1期　刊出日期：2026-03-31

  

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   基于三参数单纯形法的船舶操纵Norrbin模型参数辨识

  孙庆杰, 任俊生, 李晴昊

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 1-11.

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  为有效估计船舶操纵运动模型参数，本文提出一种基于三参数单纯形法(SA)的非线性辨识方法。该方法以试验数据为基础构建精度指标函数，确立模型输出与试验数据之间的差异评判准则；通过在三维参数空间中执行反射、扩张、收缩等几何操作，对参数进行迭代寻优。算法经不断迭代直至满足收敛准则，最终获得使指标函数最小化的全局最优参数组合。应用该SA算法对Mariner船的Norrbin模型参数进行辨识，并分别采用支持向量机(SVM)与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法作为对比方法，系统开展了辨识性能的对比分析。通过计算各方法参数的相对误差可知，SA算法的辨识精度显著优于其他两种方法：其参数相对误差均为0.022%，最大误差不超过0.041%；EKF算法的参数相对误差范围为8.150%~32.068%，而SVM算法的参数相对误差均为11.2%，部分参数误差甚至超过20%。结果表明，采用SA算法辨识得到的模型更符合船舶的实际操纵性能。此外，在算法结构方面，SA方法相较于SVM与EKF算法更为简洁，所需预设参数更少，因而具备更好的实用性与工程适用性。

  
  
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  基于超分辨率DEM与实时水位交互的海图动态等深线生成方法

  栗之浩, 潘明阳, 李邵喜, 王沫, 胡景峰, 郝江凌, 张若澜

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 12-20.

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  国际海道测量组织(International Hydrographic Organization,IHO) S-98标准定义的电子海图与多源水文数据互操作是未来应用趋势，本研究旨在探索融合电子海图（Electronic Navigational Chart, ENC）产品与实时水位数据的动态等深线智能生成技术。 针对S-102测深表面数据不完备情况下ENC产品包含的稀疏水深数据精度难以直接支撑高可靠性的动态水深计算的制约，提出一种基于深度学习超分辨率技术的解决方案，利用改进的TSE-EDSR模型，从海图稀疏水深点中重建高保真度的海底数字高程模型，再结合实时水位数据生成动态等深线。实验表明，本文方法生成的数字高程模型及动态等深线在精度和形态真实性上均显著优于传统插值方法，可为S-98互操作应用提供技术支撑，对推动新一代电子海图的应用与发展具有重要的理论和实践价值。
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  班轮运输网络下航线配船与航速联合优化算法改进

  赵瑞嘉, 张晓蕾, 甘佐贤, 蒋美芝

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 21-30.

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  为适应航运市场变化与低碳转型需求，船公司需要每隔一段时间重新进行航线配船决策。从提高船公司决策效率的角度入手，综合考虑多条班轮运输航线的船型选择、运量分配以及多种绿色航运措施等因素，建立班轮运输网络下航线配船与航速联合优化模型。针对模型隐含的决策次序特征，设计基于线性转换与级联递增策略的两阶段交互算法实现高效求解，并通过算法对比验证了该求解方法的准确性与高效性，相较于枚举船型的算法，该算法在获得相同优化结果的前提下，求解效率提升约99%。最后，以跨太平洋海域的航运网络运营组织为例，探究了船队的最优经营策略，结果表明调整更大载箱量的船型并提高航速能够有效提高船公司经营利润。研究成果可为船公司灵活应对市场变动、高效制定经营策略提供支持。

  
  
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  考虑蒸发率变化的液化天然气海运库存路径问题

  藉雪军, 王翔, 杨华龙

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 31-39.

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  针对液化天然气(LNG)海运库存路径问题(MIRP), 依据LNG蒸发率与船舱内外温差和货物量间的变化关系, 建立各航次船舶航行及港口装卸过程的LNG蒸发量函数。以海运物流公司总成本最小化为目标, 构建考虑蒸发率变化的LNGMIRP非线性随机规划模型, 运用机会约束与分段线性割线逼近两种模型转换方法, 并将其转化为混合整数线性规划模型。以亚马尔运往中国的LNG项目为例对所建模型及算法进行验证。结果表明, 考虑蒸发率变化的LNGMIRP非线性随机规划模型可显著降低船舶燃油成本和LNG蒸发损失, 从而节省物流总成本。敏感性分析表明, LNG价格上涨将导致物流总成本增加, 港口库存水平置信参数存在合理取值。研究结论可为海运物流公司LNGMIRP决策提供有益参考。

  
  
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  考虑免费用箱期与船公司间合作的多周期空箱调运

  蔡佳芯, 黄颖, 靳志宏

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 40-51.

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  针对海运空箱调运成本高的行业痛点，本文创新性地将船公司合作机制与免费用箱期策略相结合，综合考虑调箱、存箱、租箱以及交换用箱四种空箱获取渠道，构建了以空箱调运总成本最小化为目标的非线性规划模型。通过设计基于 贪心策略的近似动态规划算法，解决了传统方法难以处理的多阶段决策与非线性耦合难题，给出不同情境下的免费用箱期长度最优决策。研究发现，通过合理设置免费用箱期可降低租箱成本，优化船公司合作下的用箱成本。灵敏度分析表明：当空箱供大于需时，船公司空箱管理总成本将达到最优；而发往内陆箱量每增加33%或运输时间延长1天，需同步缩短免费用箱期1-2天以实现成本最优。该协同决策框架有助于提升船公司空箱资源周转效率，并为船公司免费用箱期长度的制定提供依据。

  
  
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  基于部分域适应的船用发动机故障诊断研究

  郭煜, 戴军, 张均东, 孙斌

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 52-64.

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  针对船用发动机在变工况下故障数据匮乏导致的诊断难题，本文研究了更具挑战性的部分集迁移诊断场景，即目标工况的故障类别少于源工况。该场景下，源域中与目标域无关的故障类别会严重干扰诊断知识的迁移，导致现有深度学习方法性能显著下降。为此，本文提出了一种多尺度多视角域对抗网络（MMDAN）。该网络通过多尺度特征提取器捕获鲁棒故障特征，利用多视角分类器增强决策可靠性，并引入一个辅助域鉴别器来量化并筛选可迁移的源域样本，从而有效抑制了无关类别的负迁移效应。在某型船用发动机故障数据集上的实验表明，所提方法在多个变工况部分集任务中的平均诊断准确率达到96.58%，显著优于现有主流迁移学习模型，验证了其在实际复杂工况下的有效性与优越性。

  
  
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  基于多模态信息融合的船用柴油机数字孪生故障预警方法

  孙佳文, 任鸿翔, 杨晓, 王德龙, 潘明阳, 韦德鉴

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 65-78.

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  为实现船用柴油机运行状态的精准感知与故障有效预警，提出一种融合机理仿真与传感实测信息的多模态数字孪生方法。该方法通过引入性能退化校正机制构建高保真柴油机热力学仿真模型，设计融合多尺度卷积与注意力机制的特征提取网络，完成两类互补信息的深层特征提取与跨模态融合；以偏差度为预警指标，结合核密度估计实现性能参数阈值自学习，构建具备动态适应能力的故障预警机制。结合9L34DF型双燃料船用柴油机的运行数据，验证了该方法在实际工况下的有效性与适用性。
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  基于液态金属基摩擦纳米发电机的振动传感器结构设计及性能研究

  陆旭, 邹永久, 曾宇迪, 周长民, 荆一航, 徐敏义

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 79-86.

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  在现代工业体系中，机械振动监测技术对于保障设备安全运行、预防故障发生具有重要意义。本研究提出了一种基于摩擦纳米发电机（TENG）的高灵敏度液态金属基振动传感器，用于船舶机械设备的实时振动检测。该传感器由导电织物、氟化乙烯丙烯共聚物薄膜（Fluorinated Ethylene Propylene, FEP）和液态金属构成，利用摩擦起电效应将机械振动转化为电信号。经实验验证，该传感器在5至50 m/s²动态加速度范围内展现优异的线性电压响应（R 2=0.995），灵敏度达0.218 V·m⁻¹·s²。此外该传感器还具备良好耐久性，经历21600次加速疲劳测试后信号衰减可忽略，最终成功应用于船舶空气压缩机振动监测。相较于传统压电式和电磁式传感器，该技术具有高灵敏度、抗电磁干扰及柔性适应复杂环境等优势，为船舶等恶劣工况下的设备状态监测提供了新型解决方案。
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  基于改进蚁群算法的船舶机舱救援机器人路径规划

  范学兴, 张彬, 刘世翔, 朱文斌

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 87-98.

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  为解决船舶碰撞事故引发的船体破损、沉没及人员被困问题，提出一种基于改进蚁群算法的船舶机舱救援机器人路径规划方法。针对传统蚁群算法在路径规划中存在搜索效率低、收敛速度慢等问题，对启发函数和信息素更新等要素进行改进。首先，引入自适应迭代权重因子与局部障碍密度修正项，改善蚁群前阶段搜索效率较低的问题；其次，在最佳路径上增加信息素，在迭代后对最差路径进行适当的信息素削弱，遏制劣势路径的影响。然后，引入自适应参数，使得算法在不同迭代阶段对全局最优、迭代最优及最差路径赋予不同权重，从而增强算法的收敛性与鲁棒性。通过上述改进，算法实现了从单纯依靠距离与信息素浓度到综合考虑目标点引力、障碍物排斥、局部环境复杂度及自适应搜索策略的优化转变。实验结果表明，改进算法较传统算法路径缩短10%，冗余转折节点降低65%，迭代次数减少96.4%。实船机舱场景下的验证进一步证明，该方法显著降低了路径规划中的迂回与冗余转折点，加快了收敛速度，可有效避免局部最优陷阱，进而在复杂环境下实现更高效、更稳定的路径搜索。

  
  
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  面向效能均衡的救援基地群布局与异构无人艇配置协同优化

  韩立昌, 赵瑞嘉, 杨秋平

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 99-110.

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  为降低高程序化与高危海上搜救任务对传统人工救援模式的依赖，提升我国海上搜救响应效率，本文提出一种考虑效能均衡的救援基地群布局与异质无人艇配置协同优化方法。该方法兼顾海域响应时效性与风险等级分布特性，构建救援效能评估模型，用于量化分析基地布局与无人艇配置方案的综合性能。在此基础上，以责任海域整体救援效能最大化为目标，综合考虑投资预算约束、无人艇续航能力限制及通信覆盖半径等实际条件，建立协同优化模型，并设计基于线性转换的精确求解算法，实现复杂约束下最优配置方案的高效求解。算法验证结果表明，当海域单元边长超过1.5 km时，该算法可在十几分钟内求得精确解，且计算精度随网格细化而提升，能更准确反映实际海洋环境特征。案例分析进一步显示，优化救援基地群布局与异质无人艇的协同配置方案，可有效改善海上救援效能空间分布的不均衡问题。敏感性分析结果表明，随着目标函数调节系数的增大，优化结果更倾向于提升响应效率，所配置的无人艇船型也从混合船型逐渐转向高性能船型；相应地，覆盖的责任海域单元减少了17.8%；若要在保持救援效能不降低的前提下维持原有责任海域面积不变，每年需额外增加2.1~9.7万元的投资预算。

  
  
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  基于改进黏菌算法的异构无人机任务分配算法

  刘文, 那振宇, 李梦悦, 庞贵梅, 张金波

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 111-122.

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  针对异构无人机在多样化任务场景中的任务分配问题，提出一种基于改进黏菌算法的异构无人机群任务分配算法。首先，从任务时效性、性能参数等角度出发，在现有多参数建模框架基础上，进一步完善任务多样性与无人机异构性的参数刻画，使其更适配本文的多类型任务与多约束场景。其次，针对黏菌算法收敛速度慢、求解精度低等问题，引入Tent混沌映射、线性选择搜索范围、[JP2]改变个体更新方式与最优邻域扰动策略进行优化。最后，将改进黏菌算法与任务分配模型相结合，通过设置不同的任务场景规模验证了所提算法的有效性。仿真结果表明，在不同规模的任务场景下，所提算法可以最小的任务代价实现任务的合理分配；相较于基准方案，所提算法在两种不同规模任务场景中的综合目标函数分别至少降低了10.6%和15.4%。
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  差异化低空出行服务的用户接受度影响因素及作用机理

  孙世超, 郝凤仪

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 123-133.

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  在国家低空经济战略推进背景下，针对定线接驳（公共服务型）与“飞滴”出行（市场化服务型）两类差异化低空出行服务的用户接受影响因素与机理展开研究。通过改进技术接受-计划行为理论（TAM-TPB）整合模型，构建“技术-制度-认知”多维分析框架，基于问卷调查数据建立双场景结构方程模型进行实证检验。研究结果表明：定线接驳服务呈现“技术功能主导型”决策逻辑，技术信任既直接驱动使用意愿，又通过提升感知有用性和降低风险感知而间接促进接受度；而“飞滴”出行则遵循“情感体验主导型”决策路径，技术信任通过态度间接影响使用意向，用户决策更依赖感知行为控制与主观体验。研究进一步从用户决策机理出发，为制造商的技术研发方向、运营商的用户体验优化与政府监管部门的制度供给提供了差异化策略依据，为推动低空出行服务的产业实践提供了理论支撑与操作指引。
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  不同应变率加载条件下石墨烯混凝土的抗压性能

  毕志远, 徐佳翔, 阮世华, 吴清鹏

  大连海事大学学报. 2026, 52(1): 134-142.

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  为提升混凝土在动荷载作用下的力学性能，探讨纳米材料对其的增强效应，以掺入0.05%石墨烯的混凝土为对象，开展动态单轴抗压性能研究。采用 5 种应变率水平（10^-5s^-1、10^-4s^-1、10^-3s^-1、5×10^-3s^-1、10^-2s^-1），分别对石墨烯混凝土和普通混凝土进行单轴抗压性能试验与有限元模拟，进而对比分析了两类混凝土的动态力学性能差异及其应变率效应。试验结果表明：两种混凝土的抗压强度与弹性模量均具有显著的应变率敏感性，且随应变率的提高而增大；石墨烯混凝土的性能提升幅度随应变率变化而存在差异；相比普通混凝土，石墨烯混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变和吸能能力的最大提升幅度分别为16.17%、5.02%、7.27%和20.20%。有限元数值模拟结果与试验测试结果吻合良好，验证了模拟方法的有效性。该研究可为石墨烯纳米材料在混凝土工程中的应用提供理论支撑与技术参考。