1. 系泊系统的设计数学建模
传统的制作过程简单描述如下：
高强度不锈钢锭，按设计要求轧制成一块块的板材，热处理调质后上卷板机卷成一个个圆筒，焊上接缝。圆筒上该开口的开口（人员进出口，鱼雷导弹发射口，潜望镜升降口，各种外通管阀口等等），然后再热处理调质，再焊上加强胁、隔仓板，最后一节节焊接成一个整体的艇身，双层壳的还要焊上外壳。所有的加工环节都伴随着相应的热处理过程以及严格的探伤检测。然后下水测试密闭性。系泊舾装，把发动机、武器装备、各种管线、通信指挥控制系统等等塞进去。发动机等通过不了开口的大部件怎么办？简单，在潜艇肚子上开个洞装进去再补上。
随着舰船建造技术的发展，现在潜艇都是采取分段制造工艺。每做好一个大圆筒，就把筒身内的设备安装到位，然后总体拼装，直接下水测试，效率极高。好处是不用为了装大件再把艇身开膛破肚，坏处是对舰艇的建造技术要求极高。特别是最后整体拼装过程，对焊接工艺要求极高，毕竟艇身内一肚子设备，不可能再进行热处理调质了。
曾经有一期《舰船知识》专门介绍过法国凯旋级潜艇的制造过程，其中一个画面就是一节艇壳热处理调质后出炉的镜头。好几层楼高的一节红热状态的艇身前，工人的身影显得特别渺小，画面极具视觉冲击力。由此可见热处理工艺在潜艇制造过程中的重要性。
最后需要说明的是，把钢板卷成大圆筒的卷筒机可是国之重器。记得有期《舰船知识》上讲过，美国都卷不了俄亥俄级潜艇的筒子，得找瑞典人帮忙，不知道现在老美的卷筒机达标了没有。
2. 基于力学分析的系泊系统设计
设每根钢丝绳受力为F，F=500公斤/cos 30=500公斤/0.1543=3240公斤（注:两根钢丝绳承重1000公斤，单根是500公斤，两根钢丝绳夹角60度，钢丝绳与垂直方向夹角是30度），所以，起重尽可能的要垂直起吊，钢丝绳夹角越大，钢丝绳受力越大，仅供参考。
国内生产钢丝绳品种如下： 1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），磷化膜3-60克/平米，钢丝经锰系、锌锰系磷化处理，钢丝的耐磨性、耐蚀性全面跃升，不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍（试验室可比条件下），远超进口钢丝绳，建议自己做对比疲劳寿命测试，磷化涂层钢丝绳正在全面取代各类光面钢丝绳，也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用（可通过盐雾试验检验耐蚀能力），使用寿命更长，单位使用成本更低，质量稳定性可靠性更佳。
2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般热镀锌锌层厚，电镀锌锌层薄
3.不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵
4.涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙
5.光面钢丝绳，使用寿命短，市场需求剧减，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
6.海洋工程系泊用钢丝绳
7.缆索钢丝绳
大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳，防范不法企业侵害自身合法权益，另外，专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注，质保书应有主要技术指标，如磷化膜种类和膜重（磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响），
3. 泊车位设计数学建模
在中间扶手箱前面，有个摄像机里面有P的那个按钮。 “自动泊车入位”是指自动泊车入位系统可以在泊车时自主进行转向运动，驾驶员仅需控制油门、制动以及挂挡，并且该系统可以随时接管方向盘，停止系统作用。
通过传感器系统感知环境信息，根据传感器系统的信息得出有效车位信息、车辆相对位置，从而决策泊车初始位置。
电子控制单元（ElectronicControlUnit，简称ECU）根据传感器信息，实时进行环境建模，生成车辆运动路径，控制车辆无碰撞地自动运动到泊车位。
4. 系泊系统设计建模代码
巴里（英文名：bari）是意大利港口之一,港口代码为ITBAR。巴里港口坐标位于纬度：41.1171432，经度16.8718715，是亚得里亚海线的重要枢纽。
巴里 BARI ,意大利东南部港市.在布林迪西西北,滨亚得里亚海.农产品集散地与重要工业中心，有机械、水泥、食品、纺织、印刷等厂。与巴尔干、近东地区的海上贸易频繁，有国际机场。输出以葡萄酒、橄榄油与杏仁为主.有罗马式大教堂与诺曼底式城堡等中世纪建筑.每年在此举行东方贸易博览会.
5. 系泊系统数学建模题目
AQWA是一套集成模块，主要用于满足各种结构流体动力学特性评估相关分析需求，包括从桅、桁到FPSOs，从停泊系统到救生系统，从TLPs到半潜水系统，从渔船到大型船舶以及结构交互作用。
中文名
AQWA
外文名
AQWA
描述
一套集成模块
包括
从桅、桁到FPSOs
模块覆盖范围
衍射/辐射(包括浅水效应)等
特征
ANSYS软件下的集成系统
开发公司
安世亚太公司
aqwa
SIMWE
哥氏力
clarke变换
恒虚警检测
PI算法
pid增量式算法
foc控制
MATHWORKS
PumpLinx
简介
模块覆盖流体分析的全部范围，包含
衍射/辐射(包括浅水效应)- AQWA-LINE;
具有随机波的频域- AQWA-FER;
aqwa
具有随机波包括慢漂流的时域AQWA-DRIFT;
具有宽大波的非线性时域- AQWA-NAUT;
包括停泊线的静动稳定性- AQWA-LIBRIUM。
时域和频域模块还包括耦合缆索动力学。最后所有的模块集成于强大的前后处理器AQWA-图形超级用户界面。
AQWA能够处理多达50个互联的结构，且能够考虑和流体的交互作用。
AQWA还可以作为浮动结构的完整流体和结构分析系统-AQWA-OFFSHORE，它结合了AQWA 和 ASAS并有网格划分和结果显示功能。
重要特征
· 完全的集成系统
· 丰富的流体交互作用
· 多达50个互联的结构
· AQWA 超级图形用户界面
· 灵活的建模功能
· 耦合缆索动力学
· 能够集成软件以施加外部载荷
· 超过20年的用户适用证明和验证
· 直接将结果传输到 ASAS
集成系统
AQWA是一个由衍射/辐射(AQWA-LINE))，包含停泊线的初始静动稳定性(AQWA-LIBRIUM) ，具有不规则波的频域(AQWA-FER) ，具有随机波包含慢漂流的时域(AQWA-DRIFT)，具有不规则波的非线性时域( AQWA-NAUT)等模块构成的完整集成系统。
这些模块被封装在强大的AQWA图形用户界面。
另外一个可选择的集成模块-耦合缆索动力学是实用的频域和时域模块，也具有强大的AQWA图形用户界面。
其它可选择的模块包括AQWA-LAUNCH和AQWA-FLOAT。这些模块用来模拟安装时的套管下水和浮动操作。AQWA图形用户界面可以从程序中提取出结果和动画演示。
交互作用
AQWA可以考虑邻近结构间的流体动力学相互作用。因而某一结构的运动可能影响另一结构的运动。结构可以由缆索铰结、连接在一起，也可以相互独立无关。一种典型的应用为屏蔽效应分析。需要注意的是具有前进速度条件的流体动力学交互作用目前是不可用的。
建模查询
AQWA-Graphical Supervisor是程序的关键模块. 其主要功能如下:
· 数据编辑
· 自动网格产生
· 在线帮助
· 在线参考手册
· 在线指南/算例
· 分析的控制和监测
· 包括前进速度的弯曲动量/剪切力计算
· 分离力计算
· 模型缩放
· 结果演示
· 强大的图形工具
· 输出到电子表格
· 函数处理，如节点 RAOs
· 转换分析，如时域向频域的转换
· 波幅升降的显示
分析功能
AQWA不仅仅用于系泊系统或衍射辐射分析，也是通用的流体动力学分析软件，对多种问题提供了非常灵活的解决方法。具体应用实例包括:
· 停泊系统的设计和分析
· FPSOs 的运动分析
· 气隙的确定
· 船和障碍物屏蔽效应的计算
· LNG传递过程中多体相互作用
· 系泊耦合线-结构相互作用
· 带中间浮标的缆索动力学
· 半潜水状态时的分离力计算
· TLP 概念设计
· TLP 缆索分析
· 跌落物体轨迹计算
· 概念设计和波能量系统分析
· 浮船间升降操作的模拟
· 母船登陆卸载工艺
· 驳船/海船对大型近海结构的的运输分析
· 浮动分析
· 桅船的运动分析
索动力学
利用这一独特模块，AQWA可以进行独立的或耦合的缆索动力学分析。这一功能既在频域可用(AQWA-FER)，也在时域模块可用(AQWA-DRIFT和 AQWA-NAUT)。频域求解非常快，以确定是否需要进行缆索动力学分析，然而精度仅大约为90%。时域分析可以提供非常高的精度，但是当然要使用更长的运行时间。
某些机构还坚持单独进行缆索动力学分析，这可以直接在AQWA Graphical Supervisor中进行。耦合缆索动力学的其它特点包括:
· 中间的浮筒
· 中间的配重
· 易浮悬链线
· 船舰间的缆索
动态联接
AQWA 5.5具有通过动态联接库(DLL)施加力载荷历史的能力。这一特点可使用户在"C++"或FORTRAN中产生他们自己的动态库来计算结构基于时间、位置和/或速度的力。同时在每一时间步定义了质量矩阵来模拟惯性力。计算可由最多100个整数参数和100个实数参数来控制，这些参数可以由用户输入然后传递到外部力程序。该功能可用于分析如下过程:
· 动态定位系统
· 航向校正系统
· 拖船提供的牵引力
· 具有特殊性质的阻尼系统
· 两船靠近时船体间或船与海床间的吸引力?
校核验证
AQWA已经开发了近30年。最初它被用于预测大型管套结构的下水和浮起，因为北部海域开始成为巨大的产油区。实际的下水试验证明AQWA能够以非常高的精度预测套管的运动。这使得LAUNCH/FLOAT程序成为了事实上的分析标准，此后该程序又融合了其它第三方软件，包括Exxon、DNV和 Bureau Veritas，功能得到了扩展并成为更通用的程序，又推出了AQWA-FER, AQWA-NAUT和AQWA-DRIFT。这些程序通过试验和其它比较得到了广泛验证。
AQWA-FER、AQWA-LINE和AQWA-LIBRIUM已被挪威海事管理局批准用于停泊分析。连同23个其它国际机构，AQWA被用于NTNF研究项目中的FPS2000比较试验，结果根据授权来使用。
应力分析
AQWA-WAVE是 AQWA-LINE和ASAS间的联接程序。对于给定的波方向，周期和频率，它读取压力和运动形式的结果，并且自动地作为压力和加速度应用到ASAS 有限元模型中。两种模拟间节点坐标的差别由系统自动解决。
AQWA特点概述
AQWA软件用于计算船舶与海洋工程的水动力性能问题功能完备，计算精度高，界面友好，影响广泛。其大致有如下特点:
(1)可以计算任意水深;
(2)计算浮体结构的波浪力，同时考虑波浪的衍射/辐射(包括浅水效应);
(3)计算浮体结构的平衡位置，可以考虑多个浮体结构通过缆绳的连接;
(4)停泊线的初始静/动稳定性;
(5)浮体结构的初步设计;
(6)频域线性分析模块;
(7)时域非线性分析模块;
(8)外力载荷动态库联接;
(9)传递压力和速度结果到ASAS或ANSYS进行结构响应分析。
AQWA的局限性
AQWA本身是一个非常优秀的软件，但是在使用过程中发现它还是有一些不足之处的，大概有以下几点:
(1)AQWA-LINE对节点和单元的个数有限制，节点个数不能超过22000个，单元个数不能超过18000个;
(2)AQWA里面没有Tank的概念，无法进行稳性计算;
(3)AQWA里考虑风和流的作用时，需要用户自己计算风力、流力系数;
(4)AQWA软件卡片的设置有着非常严格的格式要求，一般初学者较难掌握。
6. 自动泊车数学模型
规划决策技术相当于智能车的大脑，它通过综合分析环境感知系统提供的信息，对当前的车辆行为进行规划（速度规划、避障局部路径规划等），并产生相应的决策（跟车、换道、停车等）。规划技术需要考虑车辆的机械特性、动力学特性、运动学特性。常用的决策技术有专家控制、隐马尔科夫模型、贝叶斯网络、模糊逻辑等。
slam是simultaneous localization and mapping，主要用来建图和定位。
避障包括减速制动避障和转向绕过障碍物。
路径规划分为全局的路径规划和局部的路径规划，通常局部的路径规划用来避障。
