فهرست مطالب

دریا فنون - پیاپی 2 (بهار و تابستان 1393)
  • پیاپی 2 (بهار و تابستان 1393)
  • تاریخ انتشار: 1393/03/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیررضا بازیار، مریم معاضدی، سید محمدرضا موسوی میرکلایی، سید زمان غفاری صفحات 1-13
    امروزه موقعیت یابی بر پایه GPS جز جدایی ناپذیر سامانه ناوبری دریایی شده است. از این رو قابلیت اطمینان و امنیت سیستم GPS برای کاربردهای صنعت دریانوردی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. از طرفی به دلیل این که سیگنال های GPS مسافت نسبتا طولانی تا رسیدن به گیرنده طی می کنند، سیگنال دریافتی توان پایینی دارد و به شدت در برابر انواع اختلال آسیب پذیر است. بنابراین امروزه بحث فریب به عنوان یکی از مهم ترین اختلال های مطرح شده در زمینه GPS، یکی از موضوعات مهم تحقیقاتی به ویژه در سامانه های ناوبری دریایی محسوب می شود. در این مقاله سعی شده است روش های مطرح شده برای آشکارسازی فریب را که در گیرنده های معمولی تک فرکانسه قابل استفاده اند، به طور کامل بررسی گردند. ابتدا روند کلی هر روش را به طور مختصر توضیح داده و سپس چالش ها و نقاط ضعف و قوت هر روش مورد مطالعه قرار می دهیم. در نهایت روشی جدید برای شناسایی حمله فریب در سامانه دریایی مبتنی بر اندازه گیری شبه فاصله پیشنهاد شده و نتایج شبیه سازی بیان شوند.
    کلیدواژگان: آشکارسازی، سامانه ناوبری دریایی، شبه فاصله، فریب دهنده، گیرنده GPS
  • سید مصطفی نوربخش، احمدرضا زمانی، محمدعلی بدری صفحات 14-24
    در این مقاله طراحی و پیاده سازی یک حسگر موج نگار الکترونیکی بر اساس زیرحسگر های شتاب سنج، ژیروسکوپ و قطب نما با فن آوری MEMS و با استفاده از روش تکرار موازی حسگر ها برای ارتقاء عملکرد مورد بررسی واقع شده است. کالیبراسیون حسگر های شتاب سنج و ژیروسکوپ برای رفع عوامل خطای زیرحسگر ها ضروری می باشد. به همین منظور یک مجموعه آزمون و کالیبراسیون آزمایشگاهی طراحی و پیاده سازی شده است که با آن، علاوه بر کالیبراسیون زیرحسگر ها، صحت حسگر موج نگار نیز ارزیابیگردیده است. نتایج عملکرد میدانی حسگر موج نگار طراحی شده در دریا با برخی تجزیه و تحلیل های حوزه فرکانس و هم چنین با مقایسه با یک حسگر موج نگار مرجع مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. تخمین ارتفاع موثر موج، انطباق زیادی به میزان اختلاف کمتر از 2% نسبت به مقادیر متناظر حسگر مرجع نشان داده است.
    کلیدواژگان: حسگر موج نگار الکترونیکی، تکرار موازی حسگر ها، کالیبراسیون حسگر ها
  • مهرشاد سلماسی، رمضانعلی صادق زاده صفحات 25-34
    نویز صوتی حاصل از موتورخانه یک کشتی می تواند باعث ایجاد مزاحمت و ناراحتی برای خدمه کشتی در حین استراحت یا کارگران درون موتورخانه باشد. هم چنین نویز حاصل می تواند عوارض و آسیب های فراوانی را برای خدمه و مسافران کشتی ایجاد کند. کنترل فعال نویز بر پایه ی تولیدیک سیگنال نویز دیگر از یک منبع ثانویه و تداخل آن با نویز تولید شده از منبع اصلی استوار است.در اینمقاله، قصد بر آن است که کنترل فعال نویز صوتی با استفاده از شبکه های عصبی استاتیکی و دینامیکی و براساس ساختار فیدبک مورد بررسی و شبیه سازی قرار گیرد. برای این منظور، کنترل فعال نویز صوتی با استفاده از یک شبکه ی عصبی دینامیکی و شبکه های عصبیMLP و RBF که جزء شبکه های عصبی استاتیک هستند انجام شده و عملکرد این شبکه ها در کاهش نویز مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. بنابر مطالعات انجام شده، تاکنون مقایسه ی دقیقی بین عملکرد شبکه های فوق در کنترل فعال نویز صوتی، تحت شرایط مشابه انجام نشده است. در این مقاله، با در نظر گرفتن شرایطی مشابه برای ساختار شبکه ها (تعداد لایه ها و تعداد نورون های برابر) و نیز استفاده از نویزهای صوتی مشابه، عملکرد شبکه ها در کاهش نویزمورد بررسی قرار می گیرد. نویزهای صوتی موجود در پایگاه داده یSPIBجهت انجام شبیه سازی ها مورد استفاده قرار می گیرند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد کهبه دلیل آموزش شبکه های عصبی براساس نمونه های آموزشی و نمونه های تعیین اعتبار (توقف آموزش براساس overfitting)، شبکه های عصبی آموزش دیده عملکرد بسیار خوبی را در کاهش نویز صوتی نشان می دهند. علاوه برآن مشاهده می شود که شبکه ی دینامیکی استفاده شده و شبکه ی RBFعملکرد بهتری را در کاهش نویز صوتی نسبت به شبکه یMLPدارند و حدود dB 1 نویز صوتی را بیشتر از شبکه ی MLP کاهش می دهند.
    کلیدواژگان: حذف فعال نویز، سیستم کنترل فعال نویز فیدبک، نویز صوتی موتورخانه، شبکه های عصبی استاتیکی، شبکه های عصبی دینامیکی
  • مجید غنی ئی زارچ، جواد پشتان، سیدکمال الدین موسوی مشهدی صفحات 35-41
    بحث تشخیص عیب ارتباط تنگاتنگ با ایمنی سیستم ها به ویژه در سیستم های نظامی هوایی-دریایی دارد. بنابراین نیاز به روش های نوین تشخیص عیب که قابلیت تشخیص سریعتر و عملکرد دقیق تری دارند، در این حوزه ها احساس می شود. در این مقاله با استفاده از تابع چگالی احتمال (PDF) خروجی سیستم، به آشکارسازی عیب در سیستم کنترل می پردازیم. این گونه از روش ها، متفاوت با روش های مرسوم، مدل سازی سیستم را با استفاده از ورودی و تابع چگالی احتمال خروجی انجام داده و طراحی ها بر اساس این مدل صورت می گیرد. در این مقاله روشی برای آشکارسازی عیب با استفاده از تابع چگالی احتمال ارائه نموده و آن را بر روی مسئله کنترل توزیع ذرات و فرآیند تولید کاغذ شبیه سازی می نماییم. نتایج حاکی از عملکرد مناسب این روش در آشکارسازی عیب است.
    کلیدواژگان: آشکارسازی عیب، تابع چگالی احتمال، سیستم های تصادفی، فیلتر
  • طاهر رجایی، اکبر شهابی صفحات 42-53
    پیش بینی دقیق تر از سطح دریا در مناطق ساحلی در کاربردهای مهندسی سواحل بسیار با اهمیت می باشد. با پیش بینی تراز سطح دریا مشاهده جریانات دریا و تغییرات آن ها در سطح، ارتفاع موج، سرعت باد و جزر و مد ممکن شده و این نقش بسزائی در برنامه ریزی و مدیریت سواحل دارد. این مطالعه، توانایی روش و مدل ترکیبی موجک-شبکه عصبی در پیش بینی کوتاه مدت تراز سطح دریا در بندر چابهار را مورد مطالعه و بررسی قرار می دهد. مقایسه این روش با دو روش مدل شبکه عصبی و رگرسیون خطی با استفاده از پارامترهای آماری ضرایب خطا (E، RMSE) به عنوان معیار، مورد بررسی قرار می گیرد. اطلاعات گذشته در مورد تراز سطح دریا که بصورت ساعتی برداشت شده به عنوان ورودی مدل بوده و مدل برای پیش بینی 12 ساعت آینده (نیم روز) مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه مدل ترکیبی موجک-شبکه عصبی با دیگر مدل ها با استفاده از معیار خطاها، نتایج بهتر این مدل را در پیش بینی تراز سطح دریا در دوره کوتاه مدت 12 ساعته در این ایستگاه نشان می دهد. ضریب E در سه حالت مدل ترکیبی موجک-شبکه عصبی، شبکه عصبی و رگرسیون خطی بترتیب 989/0، 878/0 و 848/0 می باشد. این مدل با استفاده از تبدیل موجک و تجزیه سری زمانی تراز سطح دریا به زیرسری هایی با اطلاعات مفید و با تغییرات فرکانسی مختلف، فرآیند پیش بینی را بهبود می بخشد.
    کلیدواژگان: پیش بینی، تغییرات تراز سطح دریا، مدل ترکیبی موجک، شبکه عصبی
  • محمود پورجمشیدیان، سعید محجوب مقدس، امیرعلاالدین مطلبی، جواد شیخی صفحات 54-64
    رایزرهای دریایی یکی ازمهم ترین اعضای سازه ی سکوی شناورهستند. از همین رو، تحلیل ارتعاشات آن ها، دارای اهمیت ویژه ای می باشد. برای رسیدن به یک طراحی مناسب، درک چگونگی ارتعاشات عرضی رایزرها و به دست آوردن پاسخ فرکانسی آن ها بسیار مفید است. بنابراین در این مقاله، به تحلیل چگونگی ارتعاشات غیرخطی عرضی یک رایزر، تحت بار محوری متغیر با در نظر گرفتن اثر کشیدگی صفحه میانی، پرداخته شده است. برای انجام این تحقیق، از روش مقیاس زمانی چندگانه استفاده می شود. به منظور بررسی میزان دقت روش و صحت سنجی نتایج به دست آمده، مقایسه ای با روش عددی رانگ-کوتای مرتبه ی چهارم انجام شده است. بر اساس نتایج، پاسخ فرکانسی تیر بیان گر وجود پدیده ی تقسیم شدن به دو شاخه ی غیرخطی، در ارتعاشات سه بعدی رایزر می باشد.هم چنین، کشیدگی صفحه میانی رایزر، باعث ایجاد حالت سخت شوندگی در پاسخ فرکانسی می شود. مطالعه ای پارامتری انجام شده است که در آن، تاثیر پارامترهای مختلف بر نقطه شروع دو شاخگی غیرخطی بررسی شده است.
    کلیدواژگان: مقیاس زمانی چندگانه، پاسخ فرکانسی، پدیده ی دوشاخگی غیرخطی، رایزرهای دریایی
|
  • Amir Bazyar, Maryam Moazedi, S. Mohamadreza Mosavi, S. Zaman Ghafari Pages 1-13
    Nowadays, the navigation services based on Global Positioning System (GPS) become one of the inseparable parts of marine operations. Accordingly, safety and security of GPS system is important for the marine navigation industry. In other side, since the GPS signals travel long distance through space, received signals on the earth are weak and thus vulnerable to kinds of interferences. Therefore, in recent years, spoofing as one of the serious interferences in GPS system has become an important research topic especially in marine navigation. In this paper, we tried to completely investigate the proposed techniques for detection of spoofing in the single frequency GPS receivers. Then, an abbreviated discussion is provided in the interest of the challenges, advantages and disadvantages of each method. It is tried to introduce the techniques in the same sequence are proposed, until the modification and evolution process of methods be more comprehensible. Finally, we have suggested a new method to detect spoofing attacks in the marine navigation system based on pseudo-range measurements and have reported the simulation results.
    Keywords: GPS receiver, spoofer, pseudo, range, marine navigation
  • S.Mostafa Nourbakhsh, Ahmadreza Zamani, Mohamadali Badri Pages 14-24
    In this paper, an electronic wave measurement sensor was designed based on accelerometer, gyro and compass sensors. The designation was done due to Micro Electro Mechanical systems (MEMS) technology and with regards to diversity method to promote the performance. As, calibration of sensors is necessary for omitting errors, a test and calibration set up was implemented and designed. Besides, the wave measurement sensor was assessed and verified. The field advantages for designed wave measurement sensor were compared with analytic results and a referenced buoy in frequency domain. Estimation of wave effective height was verified in a fair agreement, under 2% deviation against the referenced buoy.
    Keywords: Electronic wave measurement sensor, Diversity, calibration of sensors
  • Mehrshad Salmasi, Ramazanali Sadeghzade Pages 25-34
    Ship interior noise produced by engine room disturbs the crews and the workers. Also, it causes lots of complications for the crews and the passengers in the ship. Active noise cancellation (ANC) is based on the destructive interference between the primary noise and generated noise from the secondary source. In this research, performance of the static and dynamic neural networks is evaluated in active cancellation of sound noise. For this reason, MLP and RBF are designed and trained as static neural networks. After training, performance of static and dynamic networks in noise attenuation are compared. In order to compare the networks appropriately, training and test samples are similar. Moreover, equal number of layers and neurons are considered for the networks. Noise signals from a SPIB database are used in simulation procedures. The simulation results show that designed neural networks present proper performance in ANC because of using training and validation samples in training process. As it is seen, the trained dynamic network and RBF neural network show better performance in noise attenuation than MLP network and achieve 1 dB noise attenuation more than MLP network.
    Keywords: Active noise cancellation, feedback active noise control system, engine room noise, dynamic neural network, static neural network
  • Majid Ghaniei Zarj, Javad Poshtian, S. Kamalaldin Mosavi Mashhadi Pages 35-41
    Discussions on fault diagnosis have close connection to system safety specially in military aircraft-marine. Therefore, there is the need to new methods capable of detecting faults faster and more accurate. In this paper, using Probability Density Function (PDF) of systems output, faults are detected in control systems. In these methods, different from conventional methods, the system is modeled using input and PDF of output and designs are done based on this model. This paper presents a method to detect faults with PDF and simulate on the particle distribution control problem and paper making process. The results show good performance of this method in fault detection.
    Keywords: Fault Detection, filter, probability density function, stochastic systems
  • Taher Rajaei, Akbar Shahabi Pages 42-53
    Exact determination of sea level in coastal area is so important in coastal engineering applications. Due to sea level forecasting, observation of sea flow and its surface variation, wave height, wind velocity, and the tide phenomena have been possible. These observations have a significant role in coastal management and planning. ANN and Wavelet Conjunction Model (WCM) ability in short-term forecasting sea level in the Chabahar port is evaluated in the present paper. Error coefficient statistical parameters (RMSE, E) are used as an index to compare aforementioned models with neutral network and linear regression methods. Available data of sea level which are taken hourly are implemented as model inputs and the next twelve hours are predicted using mentioned model. Comparison of ANN and WCM results with other models indicates better performance of mentioned model, in forecasting short-term sea level in this station. Error coefficient value, E, is 0.989, 0.878, and 0.848 in ANN and WCM, neural network, and linear regression, respectively. Using of wavelet transform and decomposition of sea level time-series into subseries with useful information and different frequences, process of forecasting is improved.
    Keywords: Forecasting, ANN, wavelet conjunction model, sea level variations
  • Mahmoud Pour Jamshidian, Saed Mahjob Moghadas, Amir Motalebi, Javad Sheykhi Pages 54-64
    Risers are one of the main vessel structural members. So, non-linear vibration analysis of risers, is particularly important. To achieve a proper design, understanding how the transverse vibrations of risers and obtain their frequency response is very useful. In this paper, the transverse vibrations analysis of risers under variable axial load are investigated. The effects of mid-plane stretching is also considered. For this study, the method of multiple time scale is used. In order to verify the accuracy of this method, the results are compared with the results of four order Runge-Kutta numerical method, which has a good accuracy. The frequency response of the system is represented Bifurcation phenomenon. Study of frequency response indicating that there is bifurcation phenomenon in vibrational system, and also the mid-plane stretching of riser will create a hardening behavior. Parametric study is also performed that the effect of various parameters is review on the starting point of the bifurcation phenomenon.
    Keywords: Multiple time scales method, Frequency response, bifurcation phenomenon, marine riser