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基于多新息最小二乘法的船舶操纵响应模型参数辨识 被引量:19
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作者 谢朔 初秀民 +1 位作者 柳晨光 吴青 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第1期73-78,共6页
提出基于多新息最小二乘法的船舶二阶非线性响应型模型参数辨识方法。在实验室环境下对模型船开展Z形试验,分别应用最小二乘递推法和多新息最小二乘法对试验数据进行参数辨识;用得到的模型分别进行Z形试验预报,比较2种方法的准确性和辨... 提出基于多新息最小二乘法的船舶二阶非线性响应型模型参数辨识方法。在实验室环境下对模型船开展Z形试验,分别应用最小二乘递推法和多新息最小二乘法对试验数据进行参数辨识;用得到的模型分别进行Z形试验预报,比较2种方法的准确性和辨识结果的收敛性。试验结果表明:基于多新息最小二乘法的船舶操纵响应模型参数辨识结果收敛更迅速且精度满足要求。 展开更多
关键词 船舶操纵 响应模型 参数辨识 多新息最小二乘法
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基于果蝇优化算法的船舶操纵响应模型的辨识 被引量:18
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作者 王雪刚 邹早建 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期1-4,8,共5页
应用果蝇优化算法对船舶操纵运动响应模型的结构参数进行辨识,并用辨识得到的响应模型进行自航模变Z形试验预报.预报结果与自航模试验结果的对比验证了所提算法的有效性.研究结果表明,基于果蝇优化算法的参数辨识方法具有算法设置简单... 应用果蝇优化算法对船舶操纵运动响应模型的结构参数进行辨识,并用辨识得到的响应模型进行自航模变Z形试验预报.预报结果与自航模试验结果的对比验证了所提算法的有效性.研究结果表明,基于果蝇优化算法的参数辨识方法具有算法设置简单、调整参数少以及不易陷入局部极小值等优点. 展开更多
关键词 船舶操纵 响应模型 参数辨识 果蝇优化算法(FOA)
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基于改进LSSVM的船舶操纵运动模型在线参数辨识方法 被引量:17
3
作者 谢朔 初秀民 +1 位作者 柳晨光 吴青 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期178-189,共12页
为实现船舶操纵性的在线预报及自适应运动控制,针对Nomoto二阶非线性运动模型参数辨识问题,将最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LSSVM)与多新息方法相结合,提出一种新的多新息在线LSSVM辨识建模方法。试验结... 为实现船舶操纵性的在线预报及自适应运动控制,针对Nomoto二阶非线性运动模型参数辨识问题,将最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LSSVM)与多新息方法相结合,提出一种新的多新息在线LSSVM辨识建模方法。试验结果表明,使用所提出的算法辨识的模型进行预报的拟合误差可达到4.76%以下,能准确拟合船舶操纵运动模型。 展开更多
关键词 船舶操纵性 参数辨识 最小二乘支持向量机 多新息方法
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舰船水下噪声相干测量和分析的发展过程—单输入/单输出和多输入/单输出比较 被引量:12
4
作者 张宝成 徐雪仙 《船舶力学》 EI 1999年第5期68-79,共12页
本文给出了舰船水下噪声测量和分析的发展过程,从单点测量发展为两点相于测量,构成对单输人/输出系统的分析;再从两点相干测量发展为多点互谱测量,构成对多输入/输出系统的多种分析。
关键词 舰艇 水下噪声 源识别 相干 偏相干
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应用支持向量机的船舶操纵运动响应模型辨识(英文) 被引量:15
5
作者 罗伟林 邹早建 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第6期832-838,共7页
建模是评估船舶操纵性和可控性的重要前提。基于自由自航船模试验的系统辨识方法是求取船舶操纵运动数学模型中的水动力系数的有效手段之一。文中提出了一种使用支持向量回归估计的船舶操纵运动响应模型辨识方法,该方法通过训练自由自... 建模是评估船舶操纵性和可控性的重要前提。基于自由自航船模试验的系统辨识方法是求取船舶操纵运动数学模型中的水动力系数的有效手段之一。文中提出了一种使用支持向量回归估计的船舶操纵运动响应模型辨识方法,该方法通过训练自由自航试验数据样本得到参数回归模型。辨识和仿真结果验证了文中所提出的方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶操纵性 可控性 建模 参数辨识 支持向量机
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IDENTIFICATION OF ABKOWITZ MODEL FOR SHIP MANOEUVRING MOTION USING ε-SUPPORT VECTOR REGRESSION 被引量:13
6
作者 ZHANG Xin-guang ZOU Zao-jian 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2011年第3期353-360,共8页
By analyzing the data of longitudinal speed, transverse speed and rudder angle etc. in the simulated 10°/10°zigzag test, the hydrodynamic derivatives in the Abkowitz model for ship manoeuvring motion are ide... By analyzing the data of longitudinal speed, transverse speed and rudder angle etc. in the simulated 10°/10°zigzag test, the hydrodynamic derivatives in the Abkowitz model for ship manoeuvring motion are identified by using e-Support Vector Regression (ε -SVR). To damp the extent of parameter drift, a series of random numbers are added into the training samples to reconstruct the training samples. The identification results of the hydrodynamic derivatives are compared with the Planar Motion Mechanism (PMM) test results to verify the identification method. By using the identified Abkowitz model, 20°/20° zigzag test is numerically simulated. The simulated results are compared with those obtained by using the Abkowitz model where the hydrodynamic derivatives are obtained from PMM tests. The agreement is satisfactory, which shows that the regressive Abkowitz model has a good generalization performance. 展开更多
关键词 ship manoeuvring Abkowitz model parameter identification e -Support Vector Regression ~ -SVR)
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Modeling of Ship Maneuvering Motion Using Neural Networks 被引量:13
7
作者 Weilin Luo Zhicheng Zhang 《Journal of Marine Science and Application》 CSCD 2016年第4期426-432,共7页
In this paper, Neural Networks (NNs) are used in the modeling of ship maneuvering motion. A nonlinear response model and a linear hydrodynamic model of ship maneuvering motion are also investigated. The maneuverabil... In this paper, Neural Networks (NNs) are used in the modeling of ship maneuvering motion. A nonlinear response model and a linear hydrodynamic model of ship maneuvering motion are also investigated. The maneuverability indices and linear non-dimensional hydrodynamic derivatives in the models are identified by using two-layer feed forward NNs. The stability of parametric estimation is confirmed. Then, the ship maneuvering motion is predicted based on the obtained models. A comparison between the predicted results and the model test results demonstrates the validity of the proposed modeling method. 展开更多
关键词 ship maneuvering response models mathematical modeling group model system identification neural networks
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基于HHM-RFRM理论的智能船舶航行风险识别与筛选 被引量:9
8
作者 张文君 张英俊 张闯 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期333-340,共8页
针对智能船舶航行过程中航行关键风险因素的有效识别和筛选问题,提出了基于等级全息建模(Hierarchical Holographic Modeling, HHM)框架和风险过滤、评级与管理(Risk Filter, Ranking and Management, RFRM)思想的智能船舶航行风险识别... 针对智能船舶航行过程中航行关键风险因素的有效识别和筛选问题,提出了基于等级全息建模(Hierarchical Holographic Modeling, HHM)框架和风险过滤、评级与管理(Risk Filter, Ranking and Management, RFRM)思想的智能船舶航行风险识别与筛选理论。首先,构建智能船舶航行风险识别HHM模型,以全面而准确地选取和反映智能船舶航行风险来源;其次,通过RFRM模型对风险因素进行过滤、排序和筛选,结合贝叶斯方法的多判据评估模型,识别出智能船舶航行过程中可能存在的关键风险因素。结果可以为相关海事机构和船舶公司进行动态管理提供理论依据,同时为保障智能船舶航行安全提供一种手段。 展开更多
关键词 安全工程 等级全息建模(HHM)-风险过滤、评级与管理(RFRM) 智能船舶 风险识别
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A fine-grained perspective on the robustness of global cargo ship transportation networks 被引量:11
9
作者 彭澎 程诗奋 +4 位作者 陈金海 廖梦迪 吴琳 刘希亮 陆锋 《Journal of Geographical Sciences》 SCIE CSCD 2018年第7期881-899,共19页
The robustness of cargo ship transportation networks is essential to the stability of the world trade system. The current research mainly focuses on the coarse-grained, holistic cargo ship transportation network while... The robustness of cargo ship transportation networks is essential to the stability of the world trade system. The current research mainly focuses on the coarse-grained, holistic cargo ship transportation network while ignoring the structural diversity of different sub-networks. In this paper, we evaluate the robustness of the global cargo ship transportation network based on the most recent Automatic Identification System(AIS) data available. First, we subdivide three typical cargo ship transportation networks(i.e., oil tanker, container ship and bulk carrier) from the original cargo ship transportation network. Then, we design statistical indices based on complex network theory and employ four attack strategies, including random attack and three intentional attacks(i.e., degree-based attack, betweenness-based attack and flux-based attack) to evaluate the robustness of the three typical cargo ship transportation networks. Finally, we compare the integrity of the remaining ports of the network when a small proportion of ports lose their function. The results show that 1) compared with the holistic cargo ship transportation network, the fine-grain-based cargo ship transportation networks can fully reflect the pattern and process of global cargo transportation; 2) different cargo ship networks behave heterogeneously in terms of their robustness, with the container network being the weakest and the bulk carrier network being the strongest; and 3) small-scale intentional attacks may have significant influence on the integrity of the container network but a minor impact on the bulk carrier and oil tanker transportation networks. These conclusions can help improve the decision support capabilities in maritime transportation planning and emergency response and facilitate the establishment of a more reliable maritime transportation system.Abstract: The robustness of cargo ship transportation networks is essential to the stability of the world trade system. The current research mainly focuses on the coa 展开更多
关键词 complex network FINE-GRAINED cargo ship transportation network ROBUSTNESS automatic identification system
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基于正弦函数处理新息的船舶模型参数辨识新算法 被引量:10
10
作者 张显库 祝慧颖 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第5期158-162,共5页
[目的]当船舶试验数据样本少时,将面临难以快速、准确辨识船舶模型参数的难题。[方法]基于最小二乘系统辨识算法,采用正弦函数处理新息,提出一种基于正弦函数非线性新息处理的船舶模型参数辨识算法。以“育鲲”船为例进行仿真实验,在只... [目的]当船舶试验数据样本少时,将面临难以快速、准确辨识船舶模型参数的难题。[方法]基于最小二乘系统辨识算法,采用正弦函数处理新息,提出一种基于正弦函数非线性新息处理的船舶模型参数辨识算法。以“育鲲”船为例进行仿真实验,在只有26组辨识数据的情况下,对比最小二乘法和非线性新息改进最小二乘法的模型参数辨识效果,并利用“育鹏”船对所提算法的有效性进行验证。[结果]结果表明:与最小二乘法相比,非线性新息改进最小二乘法的模型参数辨识精度提升了15%左右。[结论]研究结果可为小样本数据情况下的船舶模型参数辨识提供参考。 展开更多
关键词 船舶模型 参数辨识 非线性新息 最小二乘法
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基于支持向量回归机的船舶操纵响应模型辨识 被引量:9
11
作者 张心光 邹早建 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期501-504,共4页
通过对自航模变形Z形试验舵角与转艏角速度数据的分析,应用最小二乘支持向量回归机(Least Square-Support Vector Regression,LS-SVR)辨识了船舶操纵运动响应模型中的操纵性指数,并用回归得到的响应模型进行了变形Z形试验的数值模拟.通... 通过对自航模变形Z形试验舵角与转艏角速度数据的分析,应用最小二乘支持向量回归机(Least Square-Support Vector Regression,LS-SVR)辨识了船舶操纵运动响应模型中的操纵性指数,并用回归得到的响应模型进行了变形Z形试验的数值模拟.通过将首向角和转艏角速度的预报结果与自航模试验数据进行比较,结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 船舶操纵 响应模型 参数辨识 支持向量回归机
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基于支持向量回归机和粒子群算法的船舶操纵运动模型辨识 被引量:9
12
作者 张心光 邹早建 王岩松 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1427-1432,共6页
基于仿真的Z形试验数据,应用支持向量回归机对船舶操纵运动响应模型进行了机理建模,从核函数结构中得到了模型中的操纵性指数,并利用建立的响应模型进行了Z形试验的运动预报,同时引入粒子群算法对惩罚因子C值进行寻优,以减少惩罚因子C... 基于仿真的Z形试验数据,应用支持向量回归机对船舶操纵运动响应模型进行了机理建模,从核函数结构中得到了模型中的操纵性指数,并利用建立的响应模型进行了Z形试验的运动预报,同时引入粒子群算法对惩罚因子C值进行寻优,以减少惩罚因子C值选择的任意性对船舶操纵运动模型辨识精度产生的不利影响。通过将运动预报结果同仿真试验数据进行比较,验证了文中方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶操纵 响应模型 参数辨识 支持向量回归机 粒子群算法
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一种无人水面艇运动模型参数在线辨识方法 被引量:9
13
作者 孙晓界 石林龙 +1 位作者 范云生 王国峰 《中国航海》 CSCD 北大核心 2016年第1期39-43,78,共6页
为实现无人水面艇运动模型参数的在线辨识,通过Z形操舵和定常回转的实船操纵性试验及其数据分析,利用递推最小二乘法对水面无人艇操纵运动响应型数学模型及舵机响应模型的参数进行辨识,设计并实现一种无人水面艇操纵运动模型参数在线辨... 为实现无人水面艇运动模型参数的在线辨识,通过Z形操舵和定常回转的实船操纵性试验及其数据分析,利用递推最小二乘法对水面无人艇操纵运动响应型数学模型及舵机响应模型的参数进行辨识,设计并实现一种无人水面艇操纵运动模型参数在线辨识试验平台。基于所建立的数学模型和辨识的模型参数搭建无人水面艇操纵运动仿真系统。通过与实船试验数据进行对比分析,证明模型参数在线辨识试验平台设计的正确性和合理性。 展开更多
关键词 船舶工程 无人水面艇 运动模型 递推最小二乘法 在线辨识
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液化天然气船舶液货泄漏风险评价研究 被引量:9
14
作者 吴宛青 张彬 《中国航海》 CSCD 北大核心 2008年第3期276-279,共4页
将风险辩识和风险评估理论运用到液化天然气(LNG)船舶的营运风险研究中,有利于液化天然气船舶在进出港航行以及靠港卸货作业期间的安全生产。相关国际公约和国家有关法规、标准及资料,运用风险矩阵评价方法,结合液化天然气船舶的特点和... 将风险辩识和风险评估理论运用到液化天然气(LNG)船舶的营运风险研究中,有利于液化天然气船舶在进出港航行以及靠港卸货作业期间的安全生产。相关国际公约和国家有关法规、标准及资料,运用风险矩阵评价方法,结合液化天然气船舶的特点和以往液化天然气船舶以及相关船舶的案例分析,对液货泄漏进行了风险辨识研究,划定了4类风险辨识范围,分别为船舶间碰撞、船舶搁浅、非工艺性火灾、卸货期间的操作失误或设备故障,并对重大风险进行了半定量风险评估。研究认为,液化天然气船舶在航运过程中总共有4个单元20个可能的安全事故(中等风险5个、低风险15个),某些事故发生后果虽然严重,但事故发生概率较低。结合现有安全管理体制,提出事故控制措施。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 液化天然气船舶 泄漏 风险辨识 风险矩阵 评价
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System Identification Modeling of Ship Manoeuvring Motion in 4 Degrees of Freedom Based on Support Vector Machines 被引量:7
15
作者 王雪刚 邹早建 +1 位作者 余龙 蔡韡 《China Ocean Engineering》 SCIE EI CSCD 2015年第4期519-534,共16页
Based on support vector machines, three modeling methods, i.e., white-box modeling, grey-box modeling and black-box modeling of ship manoeuvring motion in 4 degrees of freedom are investigated. With the whole-ship mat... Based on support vector machines, three modeling methods, i.e., white-box modeling, grey-box modeling and black-box modeling of ship manoeuvring motion in 4 degrees of freedom are investigated. With the whole-ship mathematical model for ship manoeuvring motion, in which the hydrodynamic coefficients are obtained from roll planar motion mechanism test, some zigzag tests and turning circle manoeuvres are simulated. In the white-box modeling and grey-box modeling, the training data taken every 5 s from the simulated 20°/20° zigzag test are used, while in the black-box modeling, the training data taken every 5 s from the simulated 15°/15°, 20°/20° zigzag tests and 15°, 25° turning manoeuvres are used; and the trained support vector machines are used to predict the whole 20°/20° zigzag test. Comparisons between the simulated and predicted 20°/20° zigzag tests show good predictive ability of the proposed methods. Besides, all mathematical models obtained by the proposed modeling methods are used to predict the 10°/10° zigzag test and 35° turning circle manoeuvre, and the predicted results are compared with those of simulation tests to demonstrate the good generalization performance of the mathematical models. Finally, the proposed modeling methods are analyzed and compared with each other in aspects of application conditions, prediction accuracy and computation speed. The appropriate modeling method can be chosen according to the intended use of the mathematical models and the available data needed for system identification. 展开更多
关键词 ship manoeuvring 4 degrees of freedom system identification support vector machines
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一型两栖无人概念艇的横摇特性初步研究 被引量:8
16
作者 刘福伟 徐海通 杨松林 《中国舰船研究》 2014年第1期46-51,共6页
多栖化是无人艇的未来发展趋势之一。提出一型两栖无人艇的概念艇型,其空气螺旋桨布置采用四旋翼飞行器的布置,水面部分采用类似五体船的形式。制作模型并进行一系列的横摇试验,同时还基于系统辨识方法研究不同侧体位置布置方案下的横... 多栖化是无人艇的未来发展趋势之一。提出一型两栖无人艇的概念艇型,其空气螺旋桨布置采用四旋翼飞行器的布置,水面部分采用类似五体船的形式。制作模型并进行一系列的横摇试验,同时还基于系统辨识方法研究不同侧体位置布置方案下的横摇特性。通过比较,验证了辨识方法的可靠性和数学模型的正确性,得到了该艇型的横摇特性在不同布置方案下的变化规律。 展开更多
关键词 两栖无人艇 船舶运动 系统辨识 非线性阻尼
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小波去噪在船舶操纵运动建模中的应用(英文) 被引量:8
17
作者 张心光 邹早建 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第6期616-622,共7页
通过向20°/20°Z形试验仿真数据中添加随机噪声,得到含噪声的试验数据;随后,应用最小二乘支持向量回归机(Least Square-Support Vector Regression,LS-SVR)对经过小波去噪的试验数据和含噪声的试验数据进行分析,辨识了船舶操... 通过向20°/20°Z形试验仿真数据中添加随机噪声,得到含噪声的试验数据;随后,应用最小二乘支持向量回归机(Least Square-Support Vector Regression,LS-SVR)对经过小波去噪的试验数据和含噪声的试验数据进行分析,辨识了船舶操纵运动二阶线性响应模型中的操纵性指数。将由去噪试验数据和含噪试验数据得到的20°/20°Z形试验预报结果同20°/20°Z形试验仿真数据进行对比,验证了小波去噪在对含噪声的Z形试验数据进行去噪处理的有效性。 展开更多
关键词 船舶操纵 参数辨识 小波去噪 最小二乘支持向量回归机
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并行扩展卡尔曼滤波的船舶模型参数辨识研究 被引量:8
18
作者 丁彦侃 俞孟蕻 《船舶工程》 北大核心 2015年第1期72-74,99,共4页
随着人类对海洋的开发,对船舶数学模型的要求越来越高。为确定船舶运动模型的未知参数,首先针对船舶特点建立相应的数学模型,并提出一种并行扩展卡尔曼滤波算法,该方法通过一种并行计算使辨识效率更高,之后设计辨识实验,将得到的辨识结... 随着人类对海洋的开发,对船舶数学模型的要求越来越高。为确定船舶运动模型的未知参数,首先针对船舶特点建立相应的数学模型,并提出一种并行扩展卡尔曼滤波算法,该方法通过一种并行计算使辨识效率更高,之后设计辨识实验,将得到的辨识结果进行仿真,并且与传统扩展卡尔曼辨识的结果进行对比,仿真结果表明改进的算法优于扩展卡尔曼滤波。 展开更多
关键词 船舶模型 参数辨识 扩展卡尔曼滤波 并行计算
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船舶操纵水动力建模的参数漂移消除和灵敏度分析 被引量:6
19
作者 罗伟林 邹早建 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1358-1362,共5页
针对应用系统辨识进行船舶操纵水动力建模过程中出现的参数漂移,提出了一种基于支持向量机的辨识方法,采用该方法对系统输入和输出样本数据进行批处理辨识,避免了参数估计初值的选定.通过引入附加激励,减小了船舶操纵运动过程中的动力... 针对应用系统辨识进行船舶操纵水动力建模过程中出现的参数漂移,提出了一种基于支持向量机的辨识方法,采用该方法对系统输入和输出样本数据进行批处理辨识,避免了参数估计初值的选定.通过引入附加激励,减小了船舶操纵运动过程中的动力相消效应,由系数辨识结果和对回归模型中变量的相关性分析验证了该方法的有效性.为了减小模型复杂度对参数漂移的影响,对模型中的水动力系数进行了灵敏度分析,以获取各个系数对操纵性预报及水动力建模的影响权重.分析结果表明,线性水动力导数、横向速度和转首角速度的三阶水动力导数对建模精度的影响最大. 展开更多
关键词 船舶操纵性 参数漂移 灵敏度 系统辨识 支持向量机
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基于对抗攻击的SAR舰船识别卷积神经网络鲁棒性研究 被引量:8
20
作者 徐延杰 孙浩 +2 位作者 雷琳 计科峰 匡纲要 《信号处理》 CSCD 北大核心 2020年第12期1965-1978,共14页
随着深度学习技术的迅猛发展,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)舰船分类任务上取得很高的精度。但同时,由于SAR成像存在相干斑噪声等特性以及CNN自身的脆弱性,使得预测结... 随着深度学习技术的迅猛发展,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)舰船分类任务上取得很高的精度。但同时,由于SAR成像存在相干斑噪声等特性以及CNN自身的脆弱性,使得预测结果稳定性较差,在实际应用中存在明显隐患。针对上述CNN在SAR舰船识别分类任务上鲁棒性不足的问题,本文将对抗样本引入到SAR舰船识别鲁棒性的研究之中,通过从梯度、边界、黑盒模拟等多个角度对CNN网络进行全方位的对抗攻击及干扰,实现了对各SAR舰船识别CNN网络的综合评估,并依照评估结果完成针对性的鲁棒性增强方案的制定,为SAR舰船识别鲁棒性研究开拓了新的领域。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 舰船识别 对抗样本 卷积神经网络
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