大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究
发布时间：2021-11-24 15:17
船舶在航行过程中受到海上环境因素的影响,导致船舶在航行过程中的频率不稳定,容易发生事故。以提高船舶航行频率的稳定性为目的,提出了大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究。在大数据背景下建立船舶航行的坐标系,由于海上环境变化会使海平面发生运动,将船舶航行坐标系固定在船体上,根据动态坐标系与静态坐标系的基底关系式,建立了正交变换矩阵,利用坐标向量之间联动多项式的和,完成船舶航行频率数学建模坐标系的变换,结合船舶主机数学模型和舵机数学模型,建立了船舶航行频率数学模型。实验结果表明,大数据背景下的船舶航行频率数学模型不仅可以减小船舶航行角度偏差,还可以减小船舶航行轨迹偏差,有效提高了船舶航行频率的稳定性。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(24)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
船舶航行坐标系Fig.1Navigationcoordinatesystem
尘跋拢??船舶航行频率的主机数学模型进行了简化处理，将船舶主机模型看作是一个一阶惯性环节，而忽略掉船舶轴系的转动惯量和其他的高阶动态。综上所述，在大数据背景下，变换了船舶航行频率数学建模坐标系，结合船舶主机数学模型和舵机数学模型，建立了船舶航行频率数学模型。2实验对比分析2.1船舶航行角度偏差对比测试分别采用大数据背景下的船舶航行频率数学模型、文献[2]的船舶航行频率数学模型及文献[3]的船舶航行频率数学模型，测试船舶在航行过程中的角度偏差情况，结果如图2所示。图2船舶航行角度偏差对比结果Fig.2Comparisonresultsofshipnavigationangledeviation从图2的实验结果可以看出，大数据背景下的船舶航行频率数学模型可以将船舶航行角度偏差控制在0.5°范围内，与船舶实际航迹比较相符，文献[2]的船舶航行频率数学模型和文献[3]的船舶航行频率数学模型在测试时，由于误差通过坐标系识别到船舶的具体位置，导致航行角度偏差偏大。2.2船舶航行轨迹偏差对比测试分别采用大数据背景下的船舶航行频率数学模型、文献[2]的船舶航行频率数学模型及文献[3]的船舶航行频率数学模型，测试船舶在航行过程中的轨迹偏差情况，结果如图3所示。图3船舶航行轨迹偏差对比结果Fig.3Comparisonresultsofshiptrajectorydeviation可以看出，在船舶航行轨迹偏差方面，大数据背景下的船舶航行频率数学模型比其他2个数学模型的轨迹偏差小得多，与船舶航行的实际轨迹更加相符，保证了船舶在海上航行的稳定性。3结语本文提出了大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究，结果显示该数学模型可以提高船舶在海上航行的稳定性。但是由于船舶在海上航行具有非?
on从图2的实验结果可以看出，大数据背景下的船舶航行频率数学模型可以将船舶航行角度偏差控制在0.5°范围内，与船舶实际航迹比较相符，文献[2]的船舶航行频率数学模型和文献[3]的船舶航行频率数学模型在测试时，由于误差通过坐标系识别到船舶的具体位置，导致航行角度偏差偏大。2.2船舶航行轨迹偏差对比测试分别采用大数据背景下的船舶航行频率数学模型、文献[2]的船舶航行频率数学模型及文献[3]的船舶航行频率数学模型，测试船舶在航行过程中的轨迹偏差情况，结果如图3所示。图3船舶航行轨迹偏差对比结果Fig.3Comparisonresultsofshiptrajectorydeviation可以看出，在船舶航行轨迹偏差方面，大数据背景下的船舶航行频率数学模型比其他2个数学模型的轨迹偏差小得多，与船舶航行的实际轨迹更加相符，保证了船舶在海上航行的稳定性。3结语本文提出了大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究，结果显示该数学模型可以提高船舶在海上航行的稳定性。但是由于船舶在海上航行具有非线性运动特点，在今后的研究中，要将船舶航行的非线性模型运动到航行频率分析中，进一步提高船舶航行的稳定性。参考文献：天赐,居涛,李松海,等.长江和畅洲江段大型船舶的噪声特征及其对长江江豚的潜在影响[J].兽类学报,2018,38(6):543–550.[1]谢新连,刘毅,何傲.海上施工水域船舶航线规划数学建模及求解[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2019,38(9):7–12.[2]赵福波,谢新连,李猛.海事巡逻船优化选型数学建模[J].中国航海,2016,39(1):50–54,59.[3]第42卷方鹏：大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究·51·
【参考文献】：
期刊论文
[1]海上施工水域船舶航线规划数学建模及求解[J]. 谢新连,刘毅,何傲. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(09)
[2]长江和畅洲江段大型船舶的噪声特征及其对长江江豚的潜在影响[J]. 张天赐,居涛,李松海,谢燕,王丁,王志陶,王克雄. 兽类学报. 2018(06)
[3]海事巡逻船优化选型数学建模[J]. 赵福波,谢新连,李猛. 中国航海. 2016(01)
本文编号：3516236
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(24)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
船舶航行坐标系Fig.1Navigationcoordinatesystem
尘跋拢??船舶航行频率的主机数学模型进行了简化处理，将船舶主机模型看作是一个一阶惯性环节，而忽略掉船舶轴系的转动惯量和其他的高阶动态。综上所述，在大数据背景下，变换了船舶航行频率数学建模坐标系，结合船舶主机数学模型和舵机数学模型，建立了船舶航行频率数学模型。2实验对比分析2.1船舶航行角度偏差对比测试分别采用大数据背景下的船舶航行频率数学模型、文献[2]的船舶航行频率数学模型及文献[3]的船舶航行频率数学模型，测试船舶在航行过程中的角度偏差情况，结果如图2所示。图2船舶航行角度偏差对比结果Fig.2Comparisonresultsofshipnavigationangledeviation从图2的实验结果可以看出，大数据背景下的船舶航行频率数学模型可以将船舶航行角度偏差控制在0.5°范围内，与船舶实际航迹比较相符，文献[2]的船舶航行频率数学模型和文献[3]的船舶航行频率数学模型在测试时，由于误差通过坐标系识别到船舶的具体位置，导致航行角度偏差偏大。2.2船舶航行轨迹偏差对比测试分别采用大数据背景下的船舶航行频率数学模型、文献[2]的船舶航行频率数学模型及文献[3]的船舶航行频率数学模型，测试船舶在航行过程中的轨迹偏差情况，结果如图3所示。图3船舶航行轨迹偏差对比结果Fig.3Comparisonresultsofshiptrajectorydeviation可以看出，在船舶航行轨迹偏差方面，大数据背景下的船舶航行频率数学模型比其他2个数学模型的轨迹偏差小得多，与船舶航行的实际轨迹更加相符，保证了船舶在海上航行的稳定性。3结语本文提出了大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究，结果显示该数学模型可以提高船舶在海上航行的稳定性。但是由于船舶在海上航行具有非?
on从图2的实验结果可以看出，大数据背景下的船舶航行频率数学模型可以将船舶航行角度偏差控制在0.5°范围内，与船舶实际航迹比较相符，文献[2]的船舶航行频率数学模型和文献[3]的船舶航行频率数学模型在测试时，由于误差通过坐标系识别到船舶的具体位置，导致航行角度偏差偏大。2.2船舶航行轨迹偏差对比测试分别采用大数据背景下的船舶航行频率数学模型、文献[2]的船舶航行频率数学模型及文献[3]的船舶航行频率数学模型，测试船舶在航行过程中的轨迹偏差情况，结果如图3所示。图3船舶航行轨迹偏差对比结果Fig.3Comparisonresultsofshiptrajectorydeviation可以看出，在船舶航行轨迹偏差方面，大数据背景下的船舶航行频率数学模型比其他2个数学模型的轨迹偏差小得多，与船舶航行的实际轨迹更加相符，保证了船舶在海上航行的稳定性。3结语本文提出了大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究，结果显示该数学模型可以提高船舶在海上航行的稳定性。但是由于船舶在海上航行具有非线性运动特点，在今后的研究中，要将船舶航行的非线性模型运动到航行频率分析中，进一步提高船舶航行的稳定性。参考文献：天赐,居涛,李松海,等.长江和畅洲江段大型船舶的噪声特征及其对长江江豚的潜在影响[J].兽类学报,2018,38(6):543–550.[1]谢新连,刘毅,何傲.海上施工水域船舶航线规划数学建模及求解[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2019,38(9):7–12.[2]赵福波,谢新连,李猛.海事巡逻船优化选型数学建模[J].中国航海,2016,39(1):50–54,59.[3]第42卷方鹏：大数据背景下的船舶航行频率数学建模研究·51·
【参考文献】：
期刊论文
[1]海上施工水域船舶航线规划数学建模及求解[J]. 谢新连,刘毅,何傲. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(09)
[2]长江和畅洲江段大型船舶的噪声特征及其对长江江豚的潜在影响[J]. 张天赐,居涛,李松海,谢燕,王丁,王志陶,王克雄. 兽类学报. 2018(06)
[3]海事巡逻船优化选型数学建模[J]. 赵福波,谢新连,李猛. 中国航海. 2016(01)
本文编号：3516236
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