基于Android平台的内河电子巡航移动应用软件研究
这是一篇关于内河船舶,电子巡航,移动应用,Android平台,海事信息化的论文, 主要内容为内河航道是我国重要的交通运输基础设施,然而由于船舶抢道、超载等违章行为以及部分船员素质较差等原因,导致撞船、沉船等交通事故时有发生。针对这一问题,我国海事部门创新监管理念,提出了电子巡航概念,即以地理信息系统和电子航道图为平台,整合VTS、AIS等系统,配套海事数据中心,构建统一的巡航预警平台。本文研究并开发了一个基于Android平台的电子巡航系统,在手机和平板电脑等移动设备上实现了电子巡航,从而可以更好地发挥电子巡航的优势。本文对Android平台下的内河电子巡航系统进行了分析与设计,主要包括数据库设计、服务端程序以及手机客户端APP的开发,从而实现对船舶的电子巡航。首先,本文采用DB2建立了数据库,为整个移动电子巡航系统提供了数据支撑。其次,基于SOAP Web Services构建了分布式应用,设计了移动电子巡航系统的技术架构和后台服务接口,包含通航管理区域、巡航计划、船舶巡航、巡航报告等功能模块。再次,本文设计了电子巡航的业务逻辑,并提出了内河航道分道通航区域逆行违章的自动检测算法和自动预警算法。最后,本文完成了手机客户端APP的开发,实现了船舶信息查询、巡航报告显示以及在百度地图和电子江图上进行船舶查询与监控等功能。移动电子巡航系统将监控任务从单一的监控中心分散到所有的港航管理部门和管理人员,简化了内河船舶管理流程,方便了监管人员对船舶进行监管,提高了船舶监控的灵活性和效率,为内河船舶安全航行提供了新的保障措施。
内河船舶能效监测、分析与评估方法研究
这是一篇关于内河船舶,能效监测,能效分析,能效评估的论文, 主要内容为船舶能效监测、分析与评估是船舶能效管理系统的重要组成部分,也是船舶能效优化与提升的基础。当前开发的内河船舶能效管理系统中船舶能效监测、分析与评估模块存在通用性不高、自身能效分析性能不强、评估基准数据选取不够精细等三个方面的不足,导致内河船舶能效管理系统开发成本高、船舶自身的能效性能不能得到准确评价、能效评估精度受到影响。因此,在前人研究的基础上,对内河船舶能效监测、分析与评估方法进一步的改进研究对节省船舶能效管理系统开发成本、提升船舶能效评估准确度具有重要意义。本文针对以上三个方面的不足,以内河船舶为研究对象,设计了内河船舶通用化能效监测系统和数据清洗方案,在此基础上开展了船舶能效分析以及能效评估方法研究,并以1艘内河船舶为对象开展了相关的应用研究。论文的主要研究工作如下:(1)设计了内河船舶通用化能效监测系统。通过对内河船舶的主力船型特点和能效机理进行了分析,得出了内河通用化船舶能效监测系统的监测需求,结合监测需求和设计原则提出了内河船舶通用化能效监测系统的总体设计方案,并在此基础上,开展了该监测系统的数据采集技术和数据传输技术研究,设计了能效数据通用采集流程。(2)研究了内河船舶能效分析方法。首先对内河通用化船舶能效数据清洗方法进行研究,对内河船舶能效数据的错误特征进行分析,并针对不同的错误特征,提出了相应的错误数据识别方法和清洗方法,制定了内河船舶通用化能效数据清洗方案;然后,基于清洗后的能效数据,开展了能效分析方法研究,对内河船舶自身能效评价参数和营运能效评价参数进行分析,开展了能效分析方法研究,最后利用实测数据进行能效分析应用案例研究。研究结果表明:在进行船舶能效分析时,不同的参数具有不同的特点,其中,EEXI能较好的反映船舶自身的能效性能,而EEOI、BSR指数和INTERTANKO指数等参数反映了船舶的营运能效水平;采用现有EEXI对船舶自身能效进行分析时,建议采用在船舶常用的多个工况点来进行EEXI的计算,以便船东了解船舶自身能效性能的变化。(3)研究了内河船舶的能效评估方法。对内河船舶能效评估参数进行分析,并根据评估参数建立对应的能效评估基准模型,提出了基准模型数据的选取方法和能效评估方法,最后采用实船采集的船舶营运能效数据进行评估应用案例分析。研究结果表明:构建的内河船舶实时能效评估模型的油耗预测平均误差为1.55%,模型精度较高,可以用于评估船舶的实时能效水平;为了提高能效评估的准确性,在能效评估模型基准数据的选取时,应尽可能选择与被评估航段相同的航行方向和季节,从而减少不同航行方向水流方向和不同季节水深对评估结果的影响。
内河船舶能效监测、分析与评估方法研究
这是一篇关于内河船舶,能效监测,能效分析,能效评估的论文, 主要内容为船舶能效监测、分析与评估是船舶能效管理系统的重要组成部分,也是船舶能效优化与提升的基础。当前开发的内河船舶能效管理系统中船舶能效监测、分析与评估模块存在通用性不高、自身能效分析性能不强、评估基准数据选取不够精细等三个方面的不足,导致内河船舶能效管理系统开发成本高、船舶自身的能效性能不能得到准确评价、能效评估精度受到影响。因此,在前人研究的基础上,对内河船舶能效监测、分析与评估方法进一步的改进研究对节省船舶能效管理系统开发成本、提升船舶能效评估准确度具有重要意义。本文针对以上三个方面的不足,以内河船舶为研究对象,设计了内河船舶通用化能效监测系统和数据清洗方案,在此基础上开展了船舶能效分析以及能效评估方法研究,并以1艘内河船舶为对象开展了相关的应用研究。论文的主要研究工作如下:(1)设计了内河船舶通用化能效监测系统。通过对内河船舶的主力船型特点和能效机理进行了分析,得出了内河通用化船舶能效监测系统的监测需求,结合监测需求和设计原则提出了内河船舶通用化能效监测系统的总体设计方案,并在此基础上,开展了该监测系统的数据采集技术和数据传输技术研究,设计了能效数据通用采集流程。(2)研究了内河船舶能效分析方法。首先对内河通用化船舶能效数据清洗方法进行研究,对内河船舶能效数据的错误特征进行分析,并针对不同的错误特征,提出了相应的错误数据识别方法和清洗方法,制定了内河船舶通用化能效数据清洗方案;然后,基于清洗后的能效数据,开展了能效分析方法研究,对内河船舶自身能效评价参数和营运能效评价参数进行分析,开展了能效分析方法研究,最后利用实测数据进行能效分析应用案例研究。研究结果表明:在进行船舶能效分析时,不同的参数具有不同的特点,其中,EEXI能较好的反映船舶自身的能效性能,而EEOI、BSR指数和INTERTANKO指数等参数反映了船舶的营运能效水平;采用现有EEXI对船舶自身能效进行分析时,建议采用在船舶常用的多个工况点来进行EEXI的计算,以便船东了解船舶自身能效性能的变化。(3)研究了内河船舶的能效评估方法。对内河船舶能效评估参数进行分析,并根据评估参数建立对应的能效评估基准模型,提出了基准模型数据的选取方法和能效评估方法,最后采用实船采集的船舶营运能效数据进行评估应用案例分析。研究结果表明:构建的内河船舶实时能效评估模型的油耗预测平均误差为1.55%,模型精度较高,可以用于评估船舶的实时能效水平;为了提高能效评估的准确性,在能效评估模型基准数据的选取时,应尽可能选择与被评估航段相同的航行方向和季节,从而减少不同航行方向水流方向和不同季节水深对评估结果的影响。
基于知识工程的内河船舶横剖面结构优化设计系统研究
这是一篇关于内河船舶,结构优化设计,人工蜂群算法,单目标优化,多目标优化的论文, 主要内容为内河航运以其高运能、低能耗和环境友好的优势,在当今多式联运、运输互联的时代正受到人们愈发的关注。随着疫情的逐步缓解,日趋白热化的水运市场竞争引起了对内河船舶设计技术的更高需求。作为船舶设计的核心之一,高质量、高效率的结构设计至关重大。但由于内河船舶船型混杂带来的模型、规范差异性,海量结构参数的耦合性,需求性能的相左性等一系列问题的存在,使得河船结构设计的研究具有很大的挑战性。因此,本文针对内河船舶结构设计的提质提效问题,引入知识工程,并结合人工蜂群算法,对内河船剖面结构建模、校核、设计和优化的全流程方法技术进行研究和集成。具体内容如下:第一,为利用知识工程辅助结构设计,首先归纳了船舶设计中的相关知识,利用知识工程技术建立了包含标准结构、设计规范和母型案例的船舶知识库,进而提出内河船舶知识系统作为结构设计推理机。第二,针对内河船舶船型低标准化的问题,首先设计了一种分层参数框架,其次采用自定义特征表达船舶结构,基于动态配置将特征抽象化,从而得到了统一的内河船舶模型,并根据构件库建立了快速建模方案。第三,针对内河船舶结构初始设计效率低的问题,在所开发的规范自动检验和结构推荐功能支持下,基于母型库从节省材料和保证结构安全性的角度分别提出规范设计法和裕度插值法,以实现继承母型结构的快速设计。通过实船测试和对比分析,分别证明了由模型决定的校核功能兼容性,规范法的可靠性以及插值设计法相对同类算法在保留母型裕度上的有效性。第四,为进一步促进内河船舶结构的高质量设计,基于知识库所转化的连续优化模型,利用改进的自适应蜂群算法和支配蜂群算法探讨结构尺寸单目标和多目标优化方案。以数值仿真和实例优化,验证了自适应蜂群算法相对原蜂群算法和局部优化蜂群算法,支配蜂群算法相对于NSGAII,在经典测试用例和实际工程问题上的可行性和先进性。第五,从提高实用价值角度出发,利用相关软件开发技术,将所研究的功能和算法集成为内河船舶优化设计系统,使用实例的全流程设计验证模块集成度。
面向多网络的内河船舶行驶状态获取方法研究
这是一篇关于内河船舶,多传感器网络,网关,队列算法,数据库的论文, 主要内容为近年来智能船舶的研究得到广泛重视,船舶的智能化升级需要综合智能平台实现信息集成融合共享。内河船舶数量较多但信息化智能化水平较低,船舶中底层传感控制网络中包含的总线协议类型以及传感设备种类繁多。就此,论文研究了一种面向内河船舶行驶状态的多网络传感器数据获取方法,实现多网络传感数据的可靠获取和高效管理,论文的主要研究内容如下:首先,分析系统需求并设计系统软硬件架构。在对船舶多传感器网络数据获取系统特点和系统需求进行分析的基础上,提出一种多层星型网络拓扑结构并构建多网络数据获取的软硬件系统方案,该网络架构可降低不同协议传感器数据传输的复杂性,易于进行数据管理和控制。其次,设计多网络网关自适应队列调度算法WDRR-A。该算法根据到达网关的数据包的实时性要求送入实时队列或非实时队列区别调度,并将多协议数据包高效及时转换为以太网帧数据字段输出。基于OPNET Modeler建立各协议数据包生成模块、多网络网关模型以及WDRR-A算法应用模型,多种工况仿真实验验证了WDRR-A算法可以自适应处理数据流突发工况,具有一定的灵活性和稳定性。第三,船载传感设备数据的本地端管理。考虑船载数据存储的资源限制,采用嵌入式数据库SQLite技术建立船载数据信息流的管理系统,包括,基于E-R模型的数据库、基于H-T-tail的数据库改进索引、外部响应机制及其接口等。基于SQLite的数据库方案可满足传感器网络数据特点,且方便嵌入,易于管理。最后,搭建了船载数据终端样机系统,对相关网关算法、数据响应机制和数据库进行了移植和测试。进一步,针对船载数据的采集、存储和外部接口响应进行实验,验证了系统和相关采集、存储、响应算法的可行性。
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