雙船并行航行橫搖姿態(tài)AR預(yù)報方法改進(jìn)研究.pdf

1、船舶的航行補給為船舶提供有利的中遠(yuǎn)航行后勤保障，同時提高船舶的作業(yè)范圍與續(xù)航能力，此外，航行補給減少了被補給船舶進(jìn)出繁忙港口的次數(shù)，在減少船舶對基地直接依賴程度的同時也提高了船舶的航行安全。最近幾年來，船舶的航行補給問題引起了廣泛的關(guān)注。
　　橫向補給是一種較常使用的補給方式，在此過程中，容易因近距離并行而長生吸力，發(fā)生碰撞，特別在補給時搭建了高架索后，情況變得更為復(fù)雜，加劇了吸力產(chǎn)生，更容易發(fā)生碰撞事故，為此需要對雙船并行過程中

2、的運動姿態(tài)有一定的及時預(yù)估，來對可能發(fā)生的碰撞危險予以預(yù)警，以便預(yù)防碰撞發(fā)生。
　　雙船補給過程中的并行航行現(xiàn)象，可以簡化為兩船并行且搭建高架索的力學(xué)模型，該模型為非線性模型，如應(yīng)用已有的水動力理論對其進(jìn)行建模求解，無論從時間還是精度要求上，都不滿足工程需要，為此需要從其他途徑進(jìn)行解決。
　　本文擬通過簡化實際情況，通過結(jié)合雙船并行階段的特殊條件對常用的普通線性預(yù)報方法進(jìn)行改進(jìn)，來對雙船并行航行的橫搖姿態(tài)來予以預(yù)報，已達(dá)到及

3、時預(yù)報并提升線性預(yù)報模型有效精度下的預(yù)報時長的工程應(yīng)用目的?；谶@一背景，通過查閱對大量國內(nèi)外相關(guān)資料文獻(xiàn)并綜合國內(nèi)實際情況，本文主要進(jìn)行如下研究：
　　首先，闡述了研究的背景及意義，綜述各種線性時間序列分析方法。提出本文研究思路。對模橫搖姿態(tài)實驗數(shù)據(jù)的特性進(jìn)行定量分析，引入了自相關(guān)、偏自相關(guān)、ADF等平穩(wěn)性檢驗方法對船舶橫搖運動姿態(tài)時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，明確其線性特征。同時，分析了常見的數(shù)據(jù)平穩(wěn)化方法以備出現(xiàn)非平穩(wěn)現(xiàn)象時對數(shù)

4、據(jù)予以處理。進(jìn)而得出：在本文試驗工況下，雙船船模橫搖姿態(tài)實驗數(shù)據(jù)時間序列適用于線性預(yù)報且穩(wěn)定性良好，并適宜應(yīng)用AR模型進(jìn)行預(yù)報分析。
　　基于已知數(shù)據(jù)特性和現(xiàn)有知識，不考慮雙船近距時的相互作用對船舶橫搖運動姿態(tài)的影響，分別建立各船的AR模型。在定階過程中，通過對比分析常規(guī)的幾種定階方法在預(yù)報模型中的效果，從而決定最適宜本船模橫搖姿態(tài)實驗數(shù)據(jù)時間序列的定階準(zhǔn)則，在此過程中發(fā)現(xiàn)定階準(zhǔn)則定階效果及模型的預(yù)報效果與所選的學(xué)習(xí)步長密切相關(guān)，

5、分析多組工況的學(xué)習(xí)步長及預(yù)報效果的趨勢圖得出適宜本次雙船橫搖姿態(tài)預(yù)報的學(xué)習(xí)步長區(qū)間，同時通過對比選取確定應(yīng)用AIC準(zhǔn)則進(jìn)行定階。最后檢驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)報結(jié)果。
　　研究影響船舶橫搖姿態(tài)的物理因子，選用雙船并行情況下相關(guān)因子對雙船間橫搖姿態(tài)運動的相互影響的相關(guān)性進(jìn)行定量計算，來驗證影響因子的作用效果，同時在水動力方面對響應(yīng)延遲性進(jìn)行波浪理論分析。在加入影響因子數(shù)據(jù)的情況下，構(gòu)建特殊形式的改進(jìn)的AR線性預(yù)報模型，應(yīng)用改進(jìn)的AIC準(zhǔn)則予以定階