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基于三维空间面积划分的轨迹相似性度量算法

计算机应用 2024年第1期44卷 318-323页

作者：徐凯高琦凯殷明谭京京上海国际航运研究中心(上海海事大学) 上海200082 上海海事大学交通运输学院上海201306 上海汲致航运发展有限公司上海200082

针对大部分轨迹相似性度量算法无法区分方向相反轨迹的问题,提出了一种基于三维空间面积划分的三维三角分割(3TD)算法。首先,按照3TD算法的时间转换规则将轨迹集的绝对时间序列转变为相对时间序列;然后,在由经度、纬度以及时间三要素构... 详细信息

针对大部分轨迹相似性度量算法无法区分方向相反轨迹的问题,提出了一种基于三维空间面积划分的三维三角分割(3TD)算法。首先,按照3TD算法的时间转换规则将轨迹集的绝对时间序列转变为相对时间序列;然后,在由经度、纬度以及时间三要素构成的三维空间坐标系中,通过划分规则将轨迹间面积分割成若干互不重叠的三角形,累加三角形面积并计算轨迹相似度;最后,在从船舶自动识别系统(AIS)收集的随机采样轨迹数据集上,与最长公共子序列(LCSS)算法和三角分割(TD)算法等进行了对比实验。实验结果表明:3TD算法对实验数据集中异向轨迹识别精确度达到100%;同时该算法面对海量数据集以及轨迹点部分缺失的数据集时,也能维持准确的度量结果以及较高的运算效率,能更好地适应异向轨迹相似度量工作。

关键词：时空轨迹三维空间面积划分相似性度量轨迹方向

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基于复杂网络理论的船舶电网脆性源辨识方法

中国舰船研究 2024年第3期19卷 325-336页

作者：田晓刘志全上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室上海201306

[目的]针对船舶电网关键元件辨识方法的考虑角度单一,未计及节点的局部和全局特征、对节点承载负荷的重要度考虑不足等问题,提出一种基于复杂网络理论的博弈组合赋权脆性源辨识方法。[方法]船舶电力系统发生中断和连锁崩溃的内在机理是... 详细信息

[目的]针对船舶电网关键元件辨识方法的考虑角度单一,未计及节点的局部和全局特征、对节点承载负荷的重要度考虑不足等问题,提出一种基于复杂网络理论的博弈组合赋权脆性源辨识方法。[方法]船舶电力系统发生中断和连锁崩溃的内在机理是其本身具有脆性。首先,从脆性角度出发,基于复杂网络理论建立节点度、特征向量中心性、节点凝聚度、接近中心性、脆性电气介数等5项指标;然后,提出博弈组合赋权法,以纳什均衡为协调目标,确定直觉模糊层次分析法(IFAHP)和熵权法(EWM)的最优组合权重,并综合赋值5项指标以得到综合脆性指标;最后,利用典型四电站环形船舶电网,验证该脆性源辨识方法的有效性和可行性。[结果]根据不同脆性指标的网络效能,得到了4个等级的脆性源。对比结果表明,所提方法可以更全面合理地辨识脆性源。[结论]研究成果可为船舶电网连锁故障的预防控制提供有效指导。

关键词：船舶电网复杂网络脆性博弈组合赋权

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全国港航科技创新网络结构特征及演化

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 24-34页

作者：金嘉晨殷明上海海事大学上海国际航运研究中心上海200080

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加... 详细信息

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加权度、网络密度、特征路径长度及聚集系数指标,分析网络整体结构特征;构建加权度数中心度-加权中介中心度平面,识别网络个体的总体发展、不同组织类型的网络角色以及网络的核心节点;最后,根据合作伙伴的数量、强度和空间分布,揭示主体间合作的时空分异特征。结果显示:全国港口和航海科技创新网络呈现网络规模扩大、网络密度减小、合作伙伴增多及合作质量提高的趋势,港口科技创新网络具有“小世界”效应,航海科技创新网络呈现层次结构特征。全国港口和航海科技创新网络均形成有明确权力中心的网络结构,创新主体的信息控制和桥接能力不强。科研机构和高校更容易成为网络权力中心,企业在港口科技创新网络中发挥主导作用,公共机构和政府部门在航海科技创新网络中更具有影响力,部委直属或国有背景的组织在网络中占据核心位置。全国港口和航海科技创新主体的伙伴数遵循幂律分布,港口科技创新主体形成强强联合和强弱互动的合作局面,航海科技创新主体趋向异配合作。港口科技创新主体的同城合作质量更高,航海科技创新主体的同城和跨城合作质量协同提高。

关键词：交通运输经济演化网络分析科技创新质量权重港航业

基于数据驱动子空间的光伏并网发电系统孤岛检测方法

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电源学报 2024年

作者：陈恩怜陈建民张依恋范勤勤中国舰船研究设计中心上海海事大学物流研究中心上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室

近年来，光伏并网发电技术迅速发展，然而也带来了孤岛效应等威胁。实现对孤岛效应的实时监测对于保障光伏发电系统运行的稳定性具有重要意义。因此，本文针对光伏并网发电系统孤岛故障，提出了一种基于数据驱动子空间的孤岛检测方案。... 详细信息

近年来，光伏并网发电技术迅速发展，然而也带来了孤岛效应等威胁。实现对孤岛效应的实时监测对于保障光伏发电系统运行的稳定性具有重要意义。因此，本文针对光伏并网发电系统孤岛故障，提出了一种基于数据驱动子空间的孤岛检测方案。首先，以公共耦合节点处(Point of Common Coupling， PCC)电压基波与电压的二次谐波信号作为检测孤岛的依据，设计基于子空间辨识方法的电压基波输出预测器；设计孤岛检测自适应滤波器实时跟踪电压基波信号并放大电压基波信号生成残差信号，进而根据残差信号和电压二次谐波信号设计孤岛故障检测器，判断系统是否遭受孤岛故障；最后通过仿真实验验证所提方法的有效性。

关键词：孤岛检测数据驱动子空间辨识光伏并网发电系统

输入饱和约束下自适应RBF神经网络非线性反馈船舶航向控制

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上海海事大学学报 2024年第2期45卷 14-19页

作者：苏文学孟祥飞张强山东交通学院航运学院山东威海264200 上海海事大学商船学院上海201306

针对输入饱和约束下外界扰动和模型不确定情况下的船舶航向跟踪控制问题,提出一种自适应径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络非线性反馈航向跟踪控制方法。利用自适应RBF神经网络对外界扰动和模型不确定项进行估计,并利用最... 详细信息

针对输入饱和约束下外界扰动和模型不确定情况下的船舶航向跟踪控制问题,提出一种自适应径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络非线性反馈航向跟踪控制方法。利用自适应RBF神经网络对外界扰动和模型不确定项进行估计,并利用最小学习参数法减少计算量;将一个具有误差增益反相关特征的非线性函数嵌入控制律中,设计一种非线性反馈控制方法;利用李雅普诺夫理论证明所有信号在考虑外界扰动和模型不确定的船舶航向跟踪控制系统中都是一致有界的。通过仿真和比较,验证了所设计控制方法的有效性。所做研究可为输入饱和约束下船舶航向跟踪控制提供参考,具有工程实际意义。

关键词：船舶航向跟踪径向基函数(RBF)神经网络非线性反馈控制输入饱和

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基于神经网络预测的长江引航量周期变化模型

中国航海 2024年第2期47卷 56-64页

作者：卢萍石文宝上海海事大学商船学院上海201306 长江引航中心江苏太仓215400

为研究引航量周期变化的问题,提出通过神经网络预测的方法,对长江引航量长周期和短周期变化进行研究。在长江引航量动态分析的基础上,借助BP(Back Propagation)神经网络经验公式和反复训练的方法,构建长江引航量的长周期和短周期变化模... 详细信息

为研究引航量周期变化的问题,提出通过神经网络预测的方法,对长江引航量长周期和短周期变化进行研究。在长江引航量动态分析的基础上,借助BP(Back Propagation)神经网络经验公式和反复训练的方法,构建长江引航量的长周期和短周期变化模型,通过回归拟合度数值比较,验证BP神经网络预测的准确性。从长江引航量变化规律的研究发现,长江引航量长周期变化规律和波罗的海干散货指数(IBD)关联性强,短周期变化规律受国内市场和长江航运等多变量影响。引航量的预测研究为引航机构的发展规划和资源布局提供合理的数据、决策支持,使港口能够高速、安全的发展;周期变化的规律将应用于疫情防控下航运影响分析,为精准疫情防控和引航标准与规范服务提供科学参考。

关键词：水路运输变化模型神经网络长江引航量回归拟合

基于区间分块Q学习的智能车辆安全舒适刹车算法

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计算机应用研究 2024年第1期41卷 183-187页

作者：余欣磊周贤文张依恋顾伟上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室上海201306

针对当前智能汽车刹车场景下的安全与舒适性问题,提出一种基于区间分块的Q学习算法。首先在Q表中将前车加速度以一定间隔划分入等长区间,用区间中值做间隔来划分后车加速度。其次通过在安全条件下与加速度呈负相关的奖励设置,使智能体... 详细信息

针对当前智能汽车刹车场景下的安全与舒适性问题,提出一种基于区间分块的Q学习算法。首先在Q表中将前车加速度以一定间隔划分入等长区间,用区间中值做间隔来划分后车加速度。其次通过在安全条件下与加速度呈负相关的奖励设置,使智能体在保证安全的前提下尽量降低刹车加速度。最后在智能体训练的过程中遵循ε-贪心策略以减少随机性,在训练完毕后遵循贪心策略以最大程度利用智能体。将提出的算法与传统Q学习算法在三种常见道路场景上进行仿真测试。实验结果显示使用提出算法的智能车辆在刹车场景中安全率100%、平均刹车加速度小于2 m/s~2且能处理连续刹车加速度,表明提出的算法能够在确保智能汽车安全刹车的同时实现较低的刹车加速度。同时在连续刹车加速度与离线环境等复杂情况下,算法均能正常使用。

关键词：智能汽车智能刹车 Q学习区间分块

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智能航保体系构架与关键技术研究

中国航海 2024年第1期47卷 45-51页

作者：万辉吴龙乐俞毅付姗姗徐明强上海海事大学商船学院上海201306 交通运输部东海航海保障中心上海200086 上海海事大学交通运输学院上海201306

智能航保作为智能航运五大要素之一,是航运数字化转型的重要环节,需构建标准化航海保障基础设施和信息服务体系,以适应智能化水上交通动态管控需求。对国内外智能航保发展现状进行分析,从数据中心、服务平台和场景应用等方面提出智能航... 详细信息

智能航保作为智能航运五大要素之一,是航运数字化转型的重要环节,需构建标准化航海保障基础设施和信息服务体系,以适应智能化水上交通动态管控需求。对国内外智能航保发展现状进行分析,从数据中心、服务平台和场景应用等方面提出智能航保体系架构;对智能航保建设关键技术进行探讨,包括6个基础技术和3大前瞻技术;以智能海事监管和智能港口服务作为案例分析智能航保的典型服务模式与作用。结果表明:智能航保是一个以应用需求为导向、以数据为基础的航海保障数字化、智能化转型的发展体系。该研究能为我国智能航保建设提供技术支持。

关键词：航海保障智能航运大数据全域感知广域互联

功能性超疏水涂层在极地抗冰领域的应用研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2024年第1期44卷 1-14页

作者：姜伯晨类延华张玉良李晓峰刘涛董丽华上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 江苏航运职业技术学院智能制造与信息学院南通226000

就结冰机理、超疏水表面浸润理论和界面的抗冰特性进行了综述,然后对不同方法制备的超疏水涂层在抗冰领域的应用进行了讨论和总结。最后,针对超疏水涂层在除冰方面存在的缺陷,提出了具有光热、电热等功能性超疏水涂层策略,并全面介绍了... 详细信息

就结冰机理、超疏水表面浸润理论和界面的抗冰特性进行了综述,然后对不同方法制备的超疏水涂层在抗冰领域的应用进行了讨论和总结。最后,针对超疏水涂层在除冰方面存在的缺陷,提出了具有光热、电热等功能性超疏水涂层策略,并全面介绍了目前的研究现状。

关键词：抗冰涂层超疏水光热除冰电热除冰极地