乏信息条件下面向复杂海洋环境的舰船效能智能评估方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51909162
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1102.船舶工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In the early design and demonstration stage of a warship, an effective evaluation of ship effectiveness is of great significance for decision-making. The ship effectiveness is a non-linear combination of its performance, which is affected by a complex naval battlefield. In the demonstration stage, due to the lack of information of system performance and effectiveness, there are quite a few problems, such as the strong subjectivity of expert rating method, insufficient consideration on the impact of complex marine environment and the difficulty of describing the coupling relations among the sub-systems. Based on the previous research on ship reliability and taking the lack of information and the complex marine environment into account, this research will explore the use of intelligent technologies such as support vector regression and combat model, and break through the three difficult problems: the prediction of warship performance by machine learning under the lack of information, the quantification of warship effectiveness considering the impact of complex marine environment and the construction of a non-linear coupling model of overall effectiveness. The warship effectiveness evaluation method proposed by this research has the characteristics of fusing test and simulation data, loading complex marine environmental impact and reflecting complex coupling relation among factors. The results will found a theoretical basis for the design and evaluation of deep sea warships.
在舰船的早期设计论证阶段,有效评估舰船的效能,对于舰船装备开发决策,具有重要意义。舰船的效能是其单项性能的非线性组合,同时受到复杂多变的海战环境的影响。在论证阶段,由于缺乏系统层级的性能、效能信息可循,长期以来,其效能评估存在专家评分主观性强,对复杂海洋环境的影响考虑不足,子系统间复杂耦合关系难以反映等问题。本项目拟在前期舰船可靠性研究基础上,针对乏信息特点,面向复杂海洋环境,探索利用支持向量机、对抗模型等机器学习技术,重点突破乏信息条件下舰船性能指标的学习预测、考虑复杂海洋环境影响的效能量化、考虑非线性作用的综合效能耦合模型等三个难点问题。研究所提出的舰船效能评估方法具备可融合试验与仿真数据、可加载复杂海洋环境影响、可反映因素间复杂耦合关系等特点。研究成果将为深远海舰船设计评估工作提供理论基础支撑。

结项摘要

构建一套可融合试验与仿真数据、可加载复杂海洋环境影响、可反映因素间复杂耦合关系的舰船效能智能评估模型,对于舰船装备研制、测试、改进以及军事行动决策,具有重要意义。本项目基于先进机器学习技术和效能评估模型,研究复杂海洋环境作用下的舰船性能预报方法,探究舰船性能非线性变化与耦合对装备效能的影响机理。项目提出了虚(仿真模型)实(实船测试)融合的舰船性能测试验证平台架构及其指标体系,建立了小子样乏信息条件下多源数据融合机理与算法;基于深度神经网络,开展了舰船实海域操纵响应、能耗等航行性能预报研究,提出了基于环境激励时频特征的预报模型优化方法;对基于贝叶斯网络的传统效能评估模型进行时间域离散,引入了储备因子和共因失效因子,建立了考虑动态相关性的系统效能耦合分析方法。研究成果应用于JARI-USV等型号装备测试评估,并形成测评软件系统,被中国船级社、中船集团第701研究所、702研究所等单位采购应用,支撑我国智能舰船装备发展。.在项目执行期间,发表了高水平学术论文15篇,其中SCI收录9篇;授权国家发明专利3项,软件著作权3项;出版英文专著1部;制定国家标准1项(排3);获得中国造船工程学会科技进步奖一等奖1项(排1);培养硕士研究生2名,协助培养硕士研究生1名、博士研究生2名。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Development of a Real-Time Latching Control Algorithm Based on Wave Force Prediction
基于波浪力预测的实时锁存控制算法的开发
  • DOI:
    10.1109/joe.2020.2989657
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    IEEE Journal of Oceanic Engineering
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Liang Li;Hongdong Wang;Yan Gao
  • 通讯作者:
    Yan Gao
数据驱动的可调螺距桨船舶油耗模型及航速优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国造船
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚凤翔;王鸿东;张海华;王检耀;楼建坤
  • 通讯作者:
    楼建坤
Investigation on model order reduction methods for flexible bodies with contact-impact based on partition modeling
基于分区建模的接触碰撞柔性体模型降阶方法研究
  • DOI:
    10.1177/10775463221123353
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
    Journal of Vibration and Control
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Hongdong Wang;Jianyao Wang;Zhuyong Liu
  • 通讯作者:
    Zhuyong Liu
A quasi-static contact model for global dynamic simulation of multibody system with contact-impact
接触碰撞多体系统全局动态仿真的准静态接触模型
  • DOI:
    10.1177/14644193221116281
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jianyao Wang;Hongdong Wang
  • 通讯作者:
    Hongdong Wang
A discrete-time Bayesian network approach for reliability analysis of dynamic systems with common cause failures
用于共因故障动态系统可靠性分析的离散时间贝叶斯网络方法
  • DOI:
    10.1016/j.ress.2021.108028
  • 发表时间:
    2021-09-16
  • 期刊:
    RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Guo, Yongjin;Zhong, Mingjun;Yi, Hong
  • 通讯作者:
    Yi, Hong

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其他文献

千家寨不同海拔野生古茶树根际土壤微生物胞外酶活性特征
  • DOI:
    10.19675/j.cnki.1006-687x.2020.03046
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    应用与环境生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    自海云;姜永雷;程小毛;王鸿东;黄晓霞
  • 通讯作者:
    黄晓霞

其他文献

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王鸿东的其他基金

基于可解释性的船艇实海域操纵运动模型深度学习建模方法
  • 批准号:
    52271348
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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