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基于网络流的舰船通道损害工况流量分析

2021-05-17赵宝强刘佳铭

舰船科学技术 2021年4期
关键词:优化设计

赵宝强,刘佳铭

(1.中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430064;2.海军装备部重大专项装备项目管理中心,北京 100071)

0 引 言

舰船通道设计[1-3]是舰船总布置设计的重要任务之一,通道直接影响人流、物流及损管等设计的合理性。通道布置设计应能便于作战行动、人员流通、物品运送和设备搬运等各种活动的进行;流通路线应尽量短、直而流畅,并保证所有舱室和部位都可达,这就涉及通道的设计和验证。良好的通道设计不仅可以提高船舶人流、物流的效率,而日有助于损管工况下人员的紧急流通,使舰船及早恢复战斗力和生命力。

舰船舱室、人员和部门较多,各种工况下人员部署和调度复杂。在舰船遭受导弹、鱼雷等攻击时,通道可能遭受损害,无法通行。针对此类问题,利用网络流优化算法开展舰船通道网络完整工况和损害工况下的流量分析。网络流优化(Network Flow Optimazition)是一种寻找最优解的成熟应用数学方法,本文通过网络流优化搭建了包含兵舱、雷达室、指挥室和武器室等节点的简化通道网络,对此网络建立数学模型并进行战斗部署下人员流动模拟。为模拟舰船通道N-1损害工况,依次对各段通道损害时的网络流进行了仿真。仿真结果对通道设计和生命力设计具有一定的参考意义。

1 网络流模型

1.1 模型定义

网络[4]是一个各条边都有权值和方向的图,网络的每一条边拥有一个最大的容量u,即该条边可以容纳的最大流量,x是流过该边的实际流量,且总有x≤u。对于图中每个顶点都应满足流出的流量和流入的流量差值为该顶点的供给/需求,即满足能量守恒。……

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