基于平滑周期图的船舶横摇运动建模预报的开题报告.docx

基于平滑周期图的船舶横摇运动建模预报的开题报告

一、研究背景和意义

随着海洋经济的蓬勃发展和全球贸易的不断增长，航运业已成为国际贸易中最重要的一环。然而，在海上运输过程中，船舶横摇运动是一个不可避免的问题，其会对船舶的性能和安全造成严重的影响。因此，进行船舶横摇运动的建模和预报至关重要，以提高船舶的运行安全性和经济性。

目前，有许多研究通过数学建模和实验方法来研究船舶横摇运动。然而，这些方法存在着一些局限性。例如，基于理论建模的方法往往采用线性模型，难以考虑非线性因素的影响；而实验方法需要投入大量的人力、财力和物力，成本较高。因此，本研究借助平滑周期图的方法，对船舶横摇运动进行建模预报，以此解决现有研究方法的不足。

二、研究内容和方法

本研究将借助平滑周期图的方法，对船舶横摇运动进行建模预报。具体研究内容和方法如下：

（1）收集船舶横摇运动数据

本研究将收集船舶在海上实际运行中的横摇运动数据，并进行数据清洗和处理，以保证数据的可靠性和准确性。

（2）建立平滑周期图模型

通过分析船舶横摇运动数据，本研究将采用平滑周期图的方法，建立相应的模型。平滑周期图是通过周期函数对时间序列进行平滑化处理，降低数据的随机波动，从而更好地提取数据中的周期性变化。

（3）评估模型预测能力

本研究将采用交叉验证的方法，评估所建立的平滑周期图模型的预测能力，并比较其与其他现有研究方法的效果优劣。

三、预期成果

通过本研究，预计可以达到以下成果：

（1）建立一种基于平滑周期图的船舶横摇运动模型，该模型能够更准确地预测船舶的横摇运动情况，提高船舶的运行安全性和经济性。

（2）验证平滑周期图方法在船舶横摇运动建模中的可行性和有效性，为未来相关研究提供参考。

（3）提高我国船舶运输领域的技术水平和国际竞争力。

四、研究进度安排

本研究的进度安排如下：

时间节点研究内容

2021年9月~2021年11月收集和处理船舶横摇运动数据

2021年12月~2022年1月建立平滑周期图模型

2022年2月~2022年3月评估模型预测能力

2022年4月~2022年6月撰写论文并组织答辩

五、参考文献

1.Borshchev,A.,Filippova,E.(2018,September).ApplicationofthePeriodicComponentsAnalysistotheInvestigationoftheTimeSeriesoftheSeaWaves.InIOPConferenceSeries:EarthandEnvironmentalScience(Vol.169,No.1,p.012020).IOPPublishing.

2.Li,G.,Li,B.,Wang,S.(2021).Forecastingofshiprollmotionbasedondeeprecurrentneuralnetwork.JournalofMarineScienceandEngineering,9(2),156.

3.Li,P.,Zhang,Y.,Zhou,Y.(2019).Improvedsingleforecastingmodelforship’srollingmotion.JournalofShipMechanics,23(2),195-201.

4.Zhang,W.,Zhao,Y.,Cui,W.(2019).Animprovedshiprollingmotionpredictionmethodbasedonfusionofmultiplemodels.JournalofNavigation,72(3),514-528.