科创中国
负压式水面溢油回收无人船关键技术研究及应用
发布时间: 2022-11-22
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,智能交通技术
成果介绍
近年来随着我国海上石油勘探开发、储运规模的不断扩大，海上溢油应急能力建设仍面临诸多挑战。本项目组紧扣港口、码头海上溢油应急处置的国家重大需求，针对港内、浅水等受限水域溢油回收难度大、效率低，自动化水平和协同性能差等问题，注重溢油回收装备与现代信息技术深度融合，围绕溢油负压/分离收集、无人船协同控制等一系列海上溢油回收核心关键技术开展研究工作，实现了港池、浅水、内河、湖泊等复杂环境下高效溢油回收作业，显著增强我国溢油回收装备科技水平，切实提高我国水上交通安全保障能力。
成果亮点
（1）负压式多功能水面溢油回收船系统设计技术
利用收集舱-负压/分离舱技术、水翼“冰车冰刀”式进油导流技术设计实现了负压式溢油回收船。实现了利用水面固/液态漂浮物收集技术的高效作业。
（2）基于多源信息融合的溢油回收无人船远程协同技术
融合岸基控制单元、环境感知单元、通信单元以及监视单元，设计船岸协同导航平台，实现系统的协同运转、溢油设备远程布置等功能。提出了基于模糊案例库的实时自动避碰决策方法，以及基于深度确定性策略梯度的多无人船路径跟踪策略，从本质上解决了多船避碰决协同性和实时性差的编队路径跟踪问题。
（3）无人船自航一体化运动控制技术
提出了船舶运动简捷非线性鲁棒控制算法，解决了一系列无人船的运动控制问题。利用非线性反馈技术，简化了控制系统结构，实现了安全高效控制；提出不确定扰动下船舶有限时间轨迹跟踪控制技术，突破传统的李亚普诺夫泛函形式，解决了难以构造具体李亚普诺夫泛函这一挑战性的问题；采用神经网络重构船舶的动态不确定性，引入相对阈值的事件触发策略，解决了通信资源的限制的问题。利用障碍李雅普诺夫实现了船舶靠泊时转艏角速度的限制，提高了靠泊安全性。
团队介绍
项目由山东交通学院、武汉理工大学、大连海事大学、威海维思泰科溢油回收设备有限公司等单位联合研发，成员有张强、刘洋、张燕、胡宴才、马 强、杨仁明、马 勇、张显库、张树豪、崔秀玲
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”无人船跨域货物运输（深圳）产业科技服务团 (中国航海学会) 评价时间：2022-11-23
朱建华
交通运输部水运科学研究院
研究员
综合评价
2022年8月22日，中国航海学会在北京组织召开了“负压式水面溢油回收无人船关键技 术研究及应用”项目科技成果评价会(线上线下结合)。评价委员会(名单附后)听取了项目
组的研究工作汇报，查阅了相关资料，观看了视频演示，经面询、评议，形成评价意见如下：
一、提交的评价资料完整齐全，符合科技成果评价要求。
二、项目针对港内、浅水等受限水域溢油回收难度大、效率低，自动化水平和协同性能差 等问题，开展了负压式多功能水面溢油回收船系统设计、基于多源信息融合的溢油回收无人船 远程协同技术、无人船自航一体化运动控制技术等研究，并研制了3m-11.5m不同船长的系列产品 。
三、项目已获授权发明专利10件，实用新型专利3件，登记软件著作权10件，在OceanEngineering等学术期刊发表论文26篇。项目研制的10款不同型号的水面溢油回收船在天津海事局、中山海事局、烟台打捞局、中国石油海上应急救援响应中心等单位的溢油回收及相关演习演练中得到应用。经济社会环境效益明显，具有良好的推广应用前景。
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