基于HLA的分布式虚拟仿真在港口物流系统中的应用

传统虚拟仿真在港口物流系统存在缺陷,影响港口工作运行效率,提出把分布式虚拟仿真应用于港口物流系统。介绍了基于港口物流系统的对象模型模板的开发、FOM/SOM对象类、交互类及其属性的设计以及联邦成员之间"公布"与"订购"信息的关系,实现了分布式虚拟仿真港口物流系统。     

基于马尔科夫链的船舶引航过程风险动态仿真

为定量分析和掌握特定水域船舶引航过程风险演化规律,有效地进行船舶进出港安全预控,有必要进行港区水域船舶引航风险的动态系统仿真。通过港区水域船舶引航作业工作流程分析,确立不同船舶引航作业任务的风险程度,提出船舶引航状态处于港内外锚地、航道和泊位前沿等水域之间的转移方程。采用马尔科夫链转移矩阵,构建离散时间和状态转移下的船舶引航过程风险仿真模型,分析船舶引航过程中风险的动态变化与趋势。结合港区水域船舶引航状态关联转移的情景数据,进行港区水域船舶引航过程风险动态系统蒙特卡洛仿真,并以我国东部沿海某港口2010至2015年6年间船舶引航的数据进行实例验证。计算结果表明:船舶引航状态的转移符合马氏稳态特性,经潮汐型波动后走向稳定;船舶航行状态转移的过程变量对港区水域总体船舶秩序影响明显。期间,船舶进出港的非对称流量引发时序下船舶引航过程风险波动,船舶进港多时引航风险主要集中在港内,船舶出港多和进出相当时风险主要集中在港外;当前作业条件下,尽管转移变量和作业次数变化,单艘次船舶引航风险值接近0.4‰的稳态。基于马尔科夫链蒙特卡洛方法的过程风险仿真模型适用于海上交通风险的模拟分析,可为船舶安全管理提供风险演化的基本规律。     

航道尺度对集装箱码头泊位有效利用率的影响

进港航道已经成为制约港口通过能力发挥的因素之一,在港口规划时应考虑航道尺度对泊位有效利用率的影响。本文以集装箱码头为例,将船舶航行作业过程引入港口生产作业仿真模型;根据相关行业规范,设计一系列仿真试验方案并确定仿真模型参数;定量分析集装箱码头泊位有效利用率与泊位数、航道线数和航行历时之间的影响关系,为合理确定集装箱码头泊位有效利用率、估算年泊位通过能力提供理论依据。结果表明,在选取合理泊位有效利用率时,进港航道尺度不可忽略,尤其是单线长航道。同时,建议在实际工程中采用计算机仿真技术来评价港口总平面布置方案,保证港口整体高效运营。     

船舶航行的模糊模型建模及航向控制

为了进一步对船舶行操舵控制的研究,应用模糊系统理论对船舶航行操舵控制建立了一个模糊模型;并彩神经网络方法对模糊模型的参数进行了辨识和估计,此模糊模型的建立使控制设计摆脱了数学模型,同时为下一步进行控制方案选择和设计打下了基础,仿真结果表明,船舶航行模糊模型及参数辨识方法是有效的,并给出针对某一船舶的模糊模型的具体形式;仿真结果也表明了船舶航行控制效果良好性。     

船舶主机缸套冷却水系统的建模及仿真

利用传热学的有关理论，对船舶主柴油机缸套冷却水系统的传热进行了分析，给出了船舶主柴油机缸套冷却水系统的动态热力数学模型，并利用该模型进行了实例仿真计算。仿真结果与实验结果相近，从而表明了模型是正确的。     

基于HLA的港口物流视景仿真系统的开发

HLA是分布交互仿真的高层体系结构,它为复杂系统建模与仿真提供了公共的技术支撑框架．针对港口物流作业流程,笔者提出了基于HLA的视景仿真系统设计方案．依据联邦开发和执行过程模型（FEDEP）对港口物流系统进行初步的设计,着重介绍了该系统的对象模型模板FOM／SOM的对象类及其属性、交互类参数的设计以及联邦成员之间“公布”与“订购”信息的关系,并提出了系统开发的技术路线．     

船舶综合液压推进控制方法及仿真研究

为解决船舶在向大型化、高速化方向发展时船舶主机设计困难,机舱布置不合理以及机动性能差等问题,提出船舶综合液压推进,建立该系统的数学仿真模型,并通过试验台测试数据对该模型进行验证.针对该推进系统的特点,提出船舶综合液压推进恒功率与变功率联合控制方法(CVCC).基于配合元件的特性以及仿真模型,分别通过理论分析以及仿真试验对CVCC控制方法进行分析研究,两者相互印证,同时给出系统主要参数变化情况.结果表明,应用该控制方法可保证主机持续运行在最佳工况,使主机功率得以充分利用,克服了柴油机直接推进系统中,主机在轻载以及重载工况下无法发出设计功率的缺点.     

船舶压载水系统的有限元仿真与监控界面设计

为了研究船舶压载水系统的工作原理以及对船舶稳性的影响.利用有限元方法,基于流体力学的基本原理对船舶压载水系统调节过程进行了仿真研究.在管路模块中,将整个管路划分为有限管元和节点,并根据流体力学基本原理建立整个管网的矩阵方程;在稳性调节模块中,利用小倾角公式,建立起船舶的稳性计算与调节模型.在此基础上,以某 4万吨油轮为母型船,采用MINIS通用仿真支撑系统和INTOUCH组态软件作为软件开发平台,开发了压载水系统仿真与监控软件.仿真结果表明,系统能够模拟压载水系统的动态工作过程,并通过压载水配载控制实现船舶的稳性调节要求.     

基于斜舵船舶减纵摇LQG控制

研究基于斜舵船舶减纵摇问题,建立了船舶基于斜舵纵向运动状态空间数学模型,用递推最小二乘法对海浪扰动进行建模.将扰动模型与原来的系统模型合并为新的系统模型,并引入白噪声作为系统干扰.对扩展后的新系统,运用线性二次高斯(LQG)控制方法计算出扩展Kalm an滤波增益阵和扩展随机最优控制增益阵.另外通过仿真给出了斜舵的倾斜角度对减摇效果的影响.仿真结果表明,基于斜舵利用经典的LQG控制方法实现船舶减纵摇控制是可行的.     

考虑船公司利益均衡的动态离散泊位分配问题

为了提高港口对船公司服务的公平性,研究考虑不同船公司利益均衡的动态离散泊位分配问题。综合考虑船舶在港的装卸时间、港口内泊位的可用时间、船舶的服务总成本以及任意两家船公司之间的利益均衡,提出一种离散型泊位分配的混合整数规划模型。通过仿真研究从不同角度对船公司的利益进行均衡分析,结果发现在不同的均衡度下,船公司总成本随着利益均衡度的递增而下降,降至最低成本后保持不变;而在不同角度下的整体变化趋势一致。     

连续泊位下集装箱港口泊位与桥吊协同调度优化研究

集装箱港口作为集装箱运输中极其重要的枢纽,其运作效率的好坏关系到港口企业的运营成本和客户的满意度。由于泊位与桥吊资源是港口的稀缺资源,其调度优化的优劣直接关系到港口的作业效率。首先建立了一个关于泊位分配混合整数规划模型,为到达的船舶分派泊位和桥吊数量,然后建立了一个桥吊调度的混合整数规划模型对具体的岸桥进行调度,算例结果显示利用文中建立的模型能够得到较好的满意解。     

基于遗传算法的物流卸箱作业优化算法研究

卸箱作业是口岸物流运输作业中的一个关键问题。本文在分析口岸物流集装箱运输特点的基础上,对该问题进行了研究,建立了一个卸箱作业优化问题的模型,并基于遗传算法设计了一个启发式优化算法。运用这一算法,较为满意地解决了这一作业优化问题。     

岸桥大车防风防台系统改进

通过分析广州港集团新沙码头两台岸边集装箱装卸桥（以下简称岸桥）原大车防风防台系统存在的一些问题,提出解决办法及改进方案,对现有的顶轨器防风防台系统进行夹轮器改造,解决原防风防台系统存在的缺陷,改善岸桥大车防风防台系统性能.     

基于Arena的集装箱码头内部道路运输系统仿真研究

研究了一个基于Arena的集装箱码头内部道路运输系统的仿真模型.由于码头内部的车辆按照调度计划行驶,研究者选择了常用于物流领域的仿真软件Arena,而非专业的道路仿真软件,丰富了对该系统的研究手段.在建立集装箱码头物流系统的稳态仿真模型的前提下,以集装箱为实体,内卡为特殊实体--运输工具,建立码头内部道路运输系统的模型.模型经过实际的码头设计方案检验,具有较大的应用价值.     

双漏缆电磁耦合传感器设计

传统安防警戒领域中使用的传感器常常受到天气、光线、地形等环境因素制约,为了解决这一问题,迫切需要一种新的周界入侵探测系统传感器．基于双根漏泄同轴电缆构建电磁耦合传感器,以阵列天线理论分析其工作原理,并运用电磁仿真软件HFSS分析其端口传输特性,提出了一种新型电磁传感器设计方法．依据国家标准选取工作频率为40MHz的HLRHTCYZ-50-42L型单根漏泄同轴电缆,构建漏泄同轴电缆仿真模型进行电气性能仿真分析和优化,获得了八字槽缝隙的长度和倾角制约耦合损耗和传输损耗的变化规律;进行了单根漏泄同轴电缆电气性能实测,水平和垂直取向方式的耦合损耗(95％)实测值分别为62.6dB和64.3dB．实测结果与仿真结果吻合良好．     

Influence of operation parameters on flash smelting furnace based on CFD

The influence of three important operation parameters in Jinlong flash smelting furnace, including the distributing blast speed, the oxygen enrichment rate of process air and the ratio of central oxygen to overall oxygen (Oc/Oo), has been investigated using a virtual simulation system on copper flash smelting furnace. The core of this virtual simulation system is a numerical simulation of CFD (computational fluid dynamics), and this system incorporates coupling momentum transport, heat transport, mass transport,reaction kinetics between gas and particles and chemical reactions between gas and gas. A set of numerical predicted data were obtained. The CFD simulation shows that there is a sensitive zone of the distributing blast speed, and the dust content ascends when thespeed exceeds 180 m.s^-1. Increasing the oxygen concentration of processing air benefits the efficient production of the flash smelting furnace.     

基于恒压液压系统的ZL50装载机节能技术

为解决ZL50装载机油耗高的问题,构建了新的液压系统.首先阐明了恒压液压系统的节能原理,引出一种新型二次调节元件--液压变压器.随后建立液压变压器排量及压力的数学模型,并在液压变压器配流盘控制角-90°～90°内仿真,分析其排量与压力特性.在此基础上构建装载机新的液压系统,分析其工作过程并与原液压系统比较,得出其节能原...     

港口自动导引小车的优化调度研究

主要研究港口AGV的路径布置及其优化、AGV的合理配置、AGV的调度和AGV的避碰问题．提出采用基于遗传算法的面向对象Petri网建立AGV的数学模型，对AGV实现优化调度．同时提出一个避免AGV碰撞的智能策略．     

基于CFD的仿生非光滑表面柴油机螺旋进气道对进气过程质量流率的影响分析

通过在柴油机螺旋进气道表面增加仿生非光滑单元体,运用catia软件和gambit软件进行模型建立及网格划分,应用fluent软件和动网格技术对柴油机工作时的瞬态进气过程进行CFD分析;对比分析得出仿生非光滑表面显著提高了进气过程中进气道内气体的流速和质量流率。