为梳理水面智能无人船艇自主航行决策控制技术的研究现状，厘清不同复杂度场景下的技术瓶颈与发展趋势，

系统调研了国内外无人船艇关键技术发展历程。围绕中低复杂度与高复杂度2类应用场景的技术需求差异，分别对路径规划、视线（LOS）制导、自主避碰、自动靠离泊、多智能体协同控制和自主回收等方向展开综述，评述现有技术不足并给出发展建议。

分析表明，面向开放水域的自主航行技术已日趋成熟并逐步实现工程化应用，但面向复杂水域和复杂任务的核心技术仍存在发展瓶颈。

进一步展望未来，提出应构建面向真实场景的标准化仿真和实船测试评价体系，推动关键技术快速迭代与落地，为我国无人船艇自主航行决策控制技术的发展提供支撑。

针对中心体位置对喷嘴空化强度及流动形态的影响问题，

基于CFD-Fluent，采用Mixture多相流模型、k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型，对不同中心体位置的喷嘴流场进行数值模拟。通过与已有研究结果对比，验证所用方法的有效性和可靠性。

系统量化中心体轴向位置对空化喷嘴内部流场及空化强度的非线性调控规律，明确揭示喉部与扩张锥段交界处为最易诱发空化效应的关键位置。当中心体位于该位置时，空化效应最为强烈，传质速率达到最大值；当中心体位于喷嘴内部时，中心体无空化；当中心体位于喷嘴外部时，空化区域向下游扩展的位置变化较小，且随着中心体进一步向下游移动，空化效应逐渐减弱。此外，基于LES方法进一步深入分析当喷嘴位于最佳空化位置时，喷嘴下游复杂的非稳态流动结构与蒸汽相的大尺度径向扩散特征。喷嘴下游10倍喷口直径处非稳态特征显著，蒸汽相分布直径扩张至4倍喷口直径。

明确中心体位置对空化强度的调控规律，为优化空化喷嘴设计提供理论依据。结果有助于提升清洗、破碎等依赖空化效应的工业过程效率，同时为开发可调中心体结构、实现空化强度实时控制提供理论支撑。

为研究煤直接液化柴油（DDCL）-聚甲氧基二甲醚（PODE）混合燃料在船用柴油机中的应用潜力，

采用液相体积法（VOF），模拟研究不同燃料、喷嘴喷孔锥度和喷孔与针阀轴线角度对喷嘴喷孔内空化流动的影响。

结果表明：与针阀轴线夹角较大的喷孔内流空化强度大，夹角<60°喷孔内无明显空化；渐缩喷孔可有效抑制空化，且流通性好，湍流强度小；随PODE含量增加，混合燃料密度增大，喷孔内空化、湍流强度和流动损失减小，有效流通面积增大；DDCL质量流率低于石化柴油，前者掺混相同体积的PODE后质量流率提高6.2%，且高于石化柴油。

PODE掺混煤直接液化柴油混合燃料可降低喷嘴喷孔的孔内流动损失，改善喷孔流通性，增大质量流率。

为提升船舶柴油发电机组仿真模型在突加、突卸等动态工况下的实时计算能力，解决传统机理模型在实船部署应用中存在计算复杂和动态响应实时性不足的问题，

提出一种基于物理机制启发的多层感知机（MLP）数据驱动建模方法。通过构建与柴油发电机电磁-机电暂态过程相映射的双隐藏层网络拓扑结构，实现对柴油发电机组直流母线电压和电流的协同快速计算。

该模型能有效捕捉柴油发电机组的非线性动态特性，在保持机理模型精度的同时提升计算效率。

研究成果为船舶电力系统的实时态势感知与智能管理提供可快速部署的技术支撑。

为优化耙吸挖泥船在低速作业与自由航行2种典型工况的推进效率，

以耙吸挖泥船导管桨为研究对象，基于图谱法分别设计导管定距桨和导管调距桨，并比较二者的性能差异；构建多目标优化平台，结合RANS方法与NSGA-Ⅱ算法，开展兼顾这2种工况的导管定距桨优化研究。

结果表明，基于图谱设计所得导管桨在2种工况下的螺距比相近，因此导管定距桨能在2种工况下均表现出较好的效率。经优化后得到的2个最佳导管定距桨方案，在挖泥工况下效率分别提升5.65%和5.59%，在自由航行工况下效率分别提高7.70%和8.09%。

研究结果可为后续相关优化工作提供参考。

为有效减少疲劳损失，须采用合理的动态管缆设计。

基于改进的混合粒子群优化算法构建优化模型，该算法利用MATLAB进行遗传-混沌粒子群动态因子优化，并通过调用Orcaflex软件，对平台动态管缆进行总体设计与优化。以深水动态管缆的优化为核心构建目标函数，系链、浮力块和配重块的位置、间距为优化参数，标准粒子群算法为基础，结合遗传算法，有效避免动态管缆优化参数陷入局部最优；对初始粒子进行混沌初始化处理，确保初始粒子可在高维解空间中分布均匀；引入动态惯性权重因子和学习因子，实现优化过程中全局搜索与局部搜索能力的动态平衡；根据帕累托最优原则，构建适应度函数，进行多目标约束优化。

改进的优化算法在收敛性、准确性、收敛速度方面都表现出更优的性能，能快速、有效地平衡管缆最大轴向张力与最小弯曲半径之间的关系，实现最优设计的目标。

为实际工程应用提供有力的技术支持和理论指导。

针对传统随机采样一致性（RANSAC）算法在圆柱分割中的不足，结合结构特征和统计方法，提出一种环肋壳圈点云的分割方法。

利用模型表面积特征估计局内点比例，提高初始参数的精确度；加入主方向和半径限制，提高圆柱识别的准确性并减少迭代次数；使用基于加权函数的修正方法抑制局外点干扰，使圆柱拟合更逼近真值；通过DBSCAN算法对环肋点云聚类，并利用改进的RANSAC算法识别环肋构件的局部特征，实现构件尺寸的精确测量。

试验结果表明：所提方法有效解决环肋壳圈各部分构件的智能识别与尺寸测量问题，显著提高柱段及环肋的识别速度和精度。柱段分割的精确率、召回率和整体精度分别达到96.9%、99.5%和96.4%，计算速度提高约4.6倍；环肋构件尺寸测量误差在0.2%以内。

所提方法与传统方法相比，其点云的分割精确度和计算效率均具有显著优势。

针对船舶抵近跟踪水面动态目标航行场景中的避碰路径规划与运动约束协同优化难题，

提出一种融合改进A^*算法、快速反向搜索迭代规划（RRSIP）方法和Hybrid A^*精细规划方法的分层路径规划方法，实现高效且符合运动学规律的动态目标跟踪规划。采用基于动态规划和有向包围盒障碍检测的改进A^*算法规划路径，减少路径长度和冗余路径点；针对动态路径终点提出基于RRSIP的路径迭代方法，通过反向搜索复用节点信息快速迭代预测抵近点，避免重复搜索，提升搜索效率；在路径转向点附近引入Hybrid A^*算法进行局部精细规划，快速生成满足船舶操纵运动学要求和抵近艏向约束的可行路径。通过多组仿真试验验证各方法及整体算法的性能，

结果表明：改进A^*算法相比其他典型算法路径长度分别平均减少4.17%和1.79%；RRSIP方法相比FR方法能使迭代规划耗时至少缩短33.9%；局部Hybrid A^*规划相比全局应用，能在保证路径可行性的同时，使耗时至少缩短72.1%。

所提方法能有效解决动态目标跟踪中的实时性和运动可行性问题，显著提升船舶在拖船伴航和海警执法等场景下的自主跟踪能力。

针对船舶直流微电网光伏发电单元在运行过程中海洋工况扰动切换造成的母线电压输出不稳定的问题，

提出一种基于二重积分滑模控制器的光伏发电控制策略，包括建立光伏电池工程化模型并采用新型指数趋近律与双曲正切切换函数。

仿真验证显示：控制器使启动时间缩短至0.002 s，超调量降至2%，稳态误差有效消除；相较于传统比例积分（PI）控制，启动时间减少67%，抗负载扰动能力提升41.2%。

该策略显著提升动态响应速度与鲁棒性，适用于船舶动态工况，解决传统控制方法在光照突变和负载扰动下的不足。

为量化分析数字化转型对船舶制造企业绩效的提升效果，掌握其内在作用机制，

基于其2011—2023年的数字化转型水平数据，综合运用主成分分析与回归模型开展数字化转型对企业绩效的影响评估。

研究发现：企业数字化转型水平每提升1个标准化单位，企业的总产值增长30.4%，设计、制造、管理和供应链等4个应用系统的数字化转型水平的综合贡献相对均衡。研究表明：数字化转型是船舶制造业发展的必经之路，成功实现数字化转型的关键是实现设计、采购、制造和管理等环节的数据共享，而实现数据共享的关键是构建企业的数据标准体系以及用于描述企业行为、特征、状态和绩效的企业数据模型。

提出的基于核心系统应用深度的数字化转型水平综合测度方法可供制造企业的转型成效评估和资源优化配置参考。