一种计算航船对近海海洋环境噪声贡献的算法

为了研究浅海中低频段的海洋环境噪声，文章构建了一种计算航船对近海海洋环境噪声贡献的算法，利用某海域航船信息，结合实际水文参数，对该海域的航运噪声进行了仿真计算。航船信息通过访问船舶自动识别系统数据库获取。主要关注50~400 Hz的中低频段，将仿真计算结果和实验数据进行对比，验证了算法的可靠性，并进行了误差分析。利用该算法可获取接收点处航船噪声的水平方向分布特点，并可初步定量分析航船噪声对海洋环境噪声的贡献。     

远离航道海域低频海洋环境噪声垂直指向性

海洋环境噪声垂直指向性是声呐背景场的典型空间特性之一,既可体现噪声源的空间特性及其传播特性,还可用来反演海洋环境的特征参数。分析了南海某岛礁海域实测海洋环境噪声的垂直指向性,发现当接收阵远离航道时,低频海洋环境噪声垂直指向性的主瓣集中在-30°～30°范围内(0°对应水平方向),且水平方向不存在凹槽。基于舰船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)航船分布数据得到简化航道区域航船噪声源模型,利用3D射线声传播算法,结合实际岛礁海域地形数据,计算的低频海洋环境噪声垂直指向性与实测数据处理结果相符。研究结果表明,当接收阵距航道较远时,由航道航船引起的低频海洋环境噪声以接近水平方向入射垂直接收阵,研究结果可为声呐在远离航道海域的性能提高提供技术支持。     

青岛近海航船相关海洋环境噪声谱级特性分析

为了了解航船以及禁渔政策对我国近海海域低频环境噪声特性的影响,文章分析了青岛近海航道区域和非航道区域的海洋环境噪声在25～500 Hz频段实测数据的1/3倍频程功率谱密度。结果表明,在30～100 Hz频段,航道附近海域海洋环境噪声谱级比非航道海域高大约5～10 dB;非禁渔期在150～400 Hz频段的海洋环境噪声谱级比禁渔期高大约4～5.5 dB。文章获取的近海低频环境噪声谱级特性,对了解和利用我国以及世界范围内近海环境噪声低频特性具有较重要借鉴意义。     

船舶辐射噪声源模型的试验验证

任何船舶在运动过程中其机械设备的运转,以及船体本身的运动,都不可避免地会产生噪声,这种噪声在水中向周围传播,就在水下形成了随时间和空间分布的船舶辐射噪声场。由于船舶体积庞大、设备众多,在近场是一个十分复杂的体积声源,其声场具有时、空变化特性和指向性,在测量船舶水下辐射噪声时,为保证获得足够的信噪比,通常只能在近距离进行测量。因此开展船舶体积声源的建模研究,是十分重要和必要的。为了验证浅海波导条件下的船舶辐射噪声源模型,在某浅海海域,测量了一艘渔政船的辐射噪声。实测数据的处理结果验证了船舶辐射噪声源模型的有效性,即利用建立的船舶辐射噪声源模型可有效地描述体积声源的声场分布。本文的研究成果对于分析船舶目标的固有特性具有指导意义。     

中国成为全球规模最大的AIS岸基网络系统

<正>为保障船舶航行安全,中国海事局全面推广建设通用船舶自动识别系统(AIS)岸基网络。目前该网络系统覆盖了中国所有的沿海水域和内河四级以上高等级航道,并成为全球规模最大的AIS岸基网络系统。截至2011年3月31日,中国沿海和内河已有2万艘船舶配备了船载AIS设备,     

东中国海夏季海洋环境噪声特性分析

海洋环境噪声不仅是水中目标探测的背景干扰声场之一,还可用以反演海洋物理参数。文章基于实测东中国海某海区夏季海洋环境噪声数据,分析其时频特性、统计特性以及风关特性。研究结果表明,试验期间该海区100 Hz以下频段的海洋环境噪声级约为110 dB,频率为100和300 Hz的海洋环境噪声级分别服从自由度为8和6的卡方分布,频率为1 kHz和3 kHz的噪声级服从正态分布;海况对低频海洋环境噪声级概率分布无明显影响,但是对高频段噪声级正态分布的均值和方差会产生一定影响;随着频率的增加,海洋环境噪声级与风速对数间的相关系数逐渐增大,1 kHz以上相关系数在0.6～0.7之间;100 Hz以上频段的噪声谱级基本不随深度发生变化。文中的结果可以为水中目标的探测以及浅海海洋环境噪声的应用研究提供技术支持。     

浅谈AIS船舶助航系统在长江引航中的应用

AIS整合了卫星定位,罗经、计程仪等,通过VHF无线电数据通信,在雷达和电子海图上显示等技术的航海、导航、信息通信的新型航行设备和系统。目前长江下游的电子航道图已设计完成,基于长江电子航道图,开发引航员助航系统,利用船载AIS设备,实现电子航道图显示与控制、船舶动态显示、碰撞及超速预警、船岸通信等助航功能。该系统的实现将有助于提升长江引航服务能力,减少引航事故的发生。     

基于改进LSTM的航运物流路径轨迹修复研究

目的 提高航运物流路径轨迹信息的挖掘精度和安全效率。方法 对宁波舟山港条帚门水域窄口航道船舶的类型、数量、长度进行统计分析,对货运船AIS物流路径轨迹异常进行识别与修复。考虑船舶实际航行的环境因素,提出一种新的数据纠偏方法。考虑船舶属性与环境因素,以通航宽度和三自由度运动学的转向能力识别异常数据,然后运用Bi-LSTM法对筛选后航运物流路径进行轨迹修复。结果 所提筛选方法不需要轨迹聚类或建立额外的模型进行判别,筛选数据量占总数量的34.26%,修复后的AIS货船物轨迹数据量在原有基础上提升了115.34%。结论 使用文中方法可以有效纠偏和修复异常航运物流路径轨迹数据,为航运物流轨迹数据挖掘提供一定的基础方法。     

一种简化的船舶辐射噪声源模型

船舶水下辐射噪声在近场具有复杂的空间强度分布,为了准确地分析船舶水下辐射噪声的特性,建立了一个由多极子组成的简化的船舶辐射噪声源模型.在证明了该模型的合理性之后,利用优化算法由船舶目标的不同航次的近场噪声数据反演出简化模型中的参数,并由反演得到的参数反算另一航次的声压值,然后将反算的声压值与理论声压值进行对比.仿真结果表明在船舶辐射噪声的近场,所建立的简化的船舶辐射噪声源模型是有效的.     

基于VMD和窄带包络相关的船舶辐射噪声改进DEMON分析

船舶辐射噪声的包络谱中蕴含着轴频和桨叶数等船舶固有特征信息,对船舶目标识别具有重要意义。为了提高船舶辐射噪声包络谱解调性能,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和窄带包络相关的改进DEMON分析方法。首先利用VMD算法代替传统带通滤波器,将船舶辐射噪声信号分解为若干个子带;然后对各子带进行希尔伯特(Hilbert)检波并计算平均窄带包络相关系数,用于衡量信号的包络调制在频域上的非均匀性;最后提取各子带信号包络谱并按照平均窄带包络相关系数进行加权融合,从而得出宽带噪声信号的包络谱。利用该方法对实测不同类型和不同航速船舶辐射噪声信号进行了处理,结果均表明所提方法能有效提高包络谱解调效果,较传统方法更为有效。     

统计能量法在船舶噪声与振动控制中的应用

分析船舶噪声与振动源,讨论船舶结构噪声源和空气噪声源的传播路径,介绍船舶噪声与振动控制的规范标准,并对船舶噪声与振动控制方法作较详细的论述,通过应用基于统计能量法的全频域噪声分析软件VA ONE,对某散货船艉部进行噪声分析计算,得到船舶噪声与振动的响应特性。经过与海试现场采得数据比较,发现计算论证的趋势和实际是相符的。     

气幕环阻力性能船模试验研究

气幕系统是舰艇用来降低噪声辐射的一种有效手段.但由于水下喷气环突出在船体外,因此会对舰船性能造成影响.本文通过水池船模阻力试验,针对各种喷气环排列对阻力的影响和气液两相流对阻力的影响进行分析,同时,就其对航速的影响进行了讨论.     

一种估计船舶线谱的联合分析法

线谱是船舶辐射噪声中重要的特征信息，线谱提取是水中目标识别的关键技术。文章简述了船舶辐射噪声的物理成因和频谱特征，利用经典谱估计法与现代谱估计法在短时序列谱估计中的特点，结合Matlab仿真试验的结果，提出了一种对船舶辐射噪声0．100Hz低频段线谱估计的联合分析法。并用该方法对两艘实船噪声进行了谱分析，提取了A型船在中速航行时5．25Hz的特征线谱，B型船存在65．5Hz和69．2Hz两条特征线谱。实验结果表明该方法对低频段的线谱特征提取有明显的实用效果。     

HHT与神经网络在舰船目标特征提取中的应用

目标识别一直是水声领域的关键技术之一。将高阶累积量用于希尔伯特变换特征提取中,通过对舰船目标辐射噪声信号进行采集,得到舰船目标噪声信号,进而提取目标辐射信号各阶模态的相邻平均瞬时频率比、相对标准差、中心频率、平均强度、高阶矩和高阶累积量等作为特征,最终利用BP神经网络来实现对两类舰船目标的分类识别。通过对实际舰船目标噪声进行识别,验证了该舰船目标识别系统具有较好的识别效果。     

一种新的具有信噪比处理增益的前馈型ANC系统设计

对于噪声场中混有有用信号的环境,例如车辆(语音和发动机噪声)和舰艇(目标信号和舰艇自噪声),传统的有源降噪(ANC)系统并不能有效工作。针对这一情况,提出了一种新的结构:将独立成分分析(ICA)技术用于ANC系统参考输入的前置预处理。这种结构使ANC系统能够更加灵活地设置参考传感器的位置;得到的参考输入较之传统ANC系统有着更低的信噪比(SNR)和(与信号的)相关性。因此系统可以有更快的收敛速度、更高的信噪比处理增益和更小的信号失真度;同时具备了选择性地噪声抵消能力。对系统结构作了理论分析,并利用实测数据进行了计算机仿真实验,其结果表明该系统较之传统的ANC系统有着更好的性能。     

阻振质量在出海管路减振降噪中的应用

探讨了现代船舶的海水管系水噪声问题。通过对这种水噪声特性的分析,提出了一种工程上易于实现的出海管路减振降噪新方法,在管道表面添加阻振质量,分析了阻振质量对振动波传播的影响,同时基于FEM/BEM法,讨论了阻振质量对出海管道声辐射的影响。结果表明,阻振质量具有明显的减振降噪效果,这对现代舰船出海管路的减振降噪具有重要的参考意义。     

基于DNN和改进K-means的船舶辐射噪声开集识别方法

为提高船舶噪声识别系统的性能,实现开集识别,提出了基于深度神经网络(Deep Neural Network, DNN)和改进K-means的船舶辐射噪声开集识别方法。首先,采用Welch功率谱估计方法提取船舶辐射噪声的特征;然后,设计并应用DNN模型进一步提取特征向量;最后,使用改进的K-means模型实现开集识别。在实测数据上进行了实验,结果表明,所提方法能实现船舶辐射噪声开集识别,对于实测数据的平均识别正确率为93.5%,较DNN+K-means++方法提高了6.2个百分点。对实测数据添加实验船发动机噪声或渔船噪声进行实验,结果表明,识别方法在其他船只噪声干扰下具有较好的鲁棒性。     

船舶水下结构噪声的研究概况与趋势

从船舶水下结构噪声的计算、实验及其控制方面,回顾了舰船水下结构噪声的研究概况。对不同的计算、 实验及降噪的理论和方法进行了总结和评价,为今后的发展提出了一些看法。