Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multi-ship encounter situation analysis with the integration of elliptical ship domains and velocity obstacles

Cheng Z., Chen P., Mou J., Chen L.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2023

|

Vol. 17 No. 4

895--902

EN

With economic globalization, ships tend to be larger and faster, and the volume of maritime traffic is increasing. Ships sailing in waters with dense traffic flow are easy to fall into complicated multi-ship encounter situations and have a high risk of collision. Thus, it is crucial to conduct risk analysis in such situations. In this paper, a modified collision analysis method for detecting dangerous multi-ship encounters in ports and waterways is proposed. The velocity obstacle algorithm is utilized to detect encounters. The model of the elliptic ship domain was integrated into the algorithm as the criteria. The Boolean operation was also used in the multi-ship encounter. A case study is conducted to illustrate the efficacy of the improved model, and a comparison between the existing method and the formal model is also performed. The results indicate that with the integration of the ship domain, the proposed method can effectively detect the encounters of multiple ships which are dangerous to collide.

2

Two probabilistic life-cycle maintenance models for the deteriorating pavement

Cheng Z., Remenyte-Prescott R.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 3

394--404

EN

Pavement maintenance management poses a significant challenge for highway agencies in terms of pavement deterioration over time and limited financial resources to keep the road condition at an acceptable level. In this paper two probabilistic maintenance models are proposed and compared for pavement deterioration and maintenance processes to evaluate different maintenance strategies. Firstly, the states of pavement condition are defined using the features of different pavement maintenance works, instead of using the traditional method of cumulative service index rating. Secondly, a Markovian model is presented to describe the pavement deterioration and maintenance process with some constraints on the number of interventions, the effect of interventions and etc. But for the complex scenarios, such as non-Markovian deterioration, dependencies between the different types of interventions and the usage of emergency maintenance for roads when the required budget for maintenance is unavailable, a simulation-based Petri-net model is built up to investigate the whole life-cycle evolution. Two examples are used to illustrate and compare the proposed models to demonstrate the merits and disadvantages of each model and its applicable conditions.

PL

Zarządzanie utrzymaniem nawierzchni stanowi poważne wyzwanie dla agencji eksploatacji autostrad, ponieważ stan nawierzchni wraz z upływem czasu ulega pogorszeniu, a środki finansowe potrzebne na utrzymanie jej w stanie używalności są ograniczone. W niniejszej pracy zaproponowano dwa probabilistyczne modele utrzymania nawierzchni drogowej. Modele porównywano w odniesieniu do procesów niszczenia nawierzchni oraz jej konserwacji, celem oceny różnych strategii eksploatacji. Na wstępie określono stan nawierzchni na podstawie charakterystyk wykonanych prac konserwacyjnych, zamiast korzystania z tradycyjnej metody oceny narastającego wskaźnika obsługi technicznej. Po drugie, przedstawiono model Markowa opisujący procesy niszczenia i konserwacji nawierzchni, z pewnymi ograniczeniami dotyczącymi liczby napraw, wyników napraw, itp. W przypadku złożonych scenariuszy obejmujących niszczenie jako proces niemarkowowski, opisanie zależności między różnymi typami napraw oraz korzystania z konserwacji awaryjnej dróg, w przypadkach gdy wymagany budżet na konserwację jest niedostępny, wymaga skonstruowania modelu sieci Petriego opartego na symulacji. Model ten pozwala na zbadanie ewolucji całego cyklu życia nawierzchni. W pracy przedstawiono dwa przykłady umożliwiające porównanie wad i zalet proponowanych modeli. Przykłady ilustrują także warunki zastosowania tych modeli.

3

Development of Knitted Materials Selection for Compression Underwear

Cheng Z., Kuzmichev V. E., Adolphe D. C.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 2

177--187

EN

The presented research deals with the development of comfortable male underwear taking into account the development of pattern block methods and the analysis of the relationships existing between the compression pressure, the knitted materials properties, and some push-up effects. The main aim of this study is to achieve the technical selection of the materials based on KES-FB evaluations. The ease value has been used as the main index to connect the structural design of underwear, on one hand, and the body sizes, on other hand. A “bodyshell” system for testing the soft tissue of male bodies by FlexiForce sensor has been implemented. The pressures under the shells at six different places on the male body with ease changing have been tested. The collected results including maximum-possible pressure and material tensile indexes measured thanks to KES-FB have been analyzed in order to find the most relevant indexes of the material properties. A mathematical equations based on relationships combining theoretical model with practical application have been established. These equations will be helpful for the consumers and designers to select “the suitable knitting materials for male underwear” and they can be used too in the perspective of parameterization in CAD, in order to improve product developments efficiency.

4

Nano-silica reinforced hybrid light-diffusing films with enhanced mechanical and thermal properties

Sun X, Li N., Hang J, Jin L., Shi L, Cheng Z., Shang D

Optica Applicata

|

2015

|

Vol. 45, nr 3

393--404

EN

Ultraviolet-curable hybrid light-diffusing films with good optical, mechanical and thermal properties were prepared by involving vinyl-silane-modified nano-silica into light-diffusing films. The light-diffusing films were two-phase materials consisting of UV-curable matrix and light-diffusing agent. The effect of three different light-diffusing agents, viz. inorganic layered particle (CaCO3), spherical acrylic resin (MR-7HG) and organosilicone resin (KMP-590) and their contents, on the optical properties of light-diffusing films was studied. The results showed the light-diffusing film exhibited good optical properties (the transmittance was 90.7% and the haze was 95.5%) when KMP-590 was a light-diffusing agent and its content was 25%. It was because that KMP-590 showed good transparency, good dispersion in the UV-curable matrix and the greater difference in refractive index with UV-curable matrix and polycarbonate substrate. Furthermore, the effect of nano-silica on the optical, mechanical and thermal properties of the hybrid light-diffusing films was investigated. Compared to that of the light-diffusing films without nano-silica, the haze of the hybrid light-diffusing films containing nano-silica was lightly enhanced to above 98%, while their transmittance basically remained unchanged at a high value (above 89%). Additionally, scratch and abrasion resistance of the hybrid films were obviously improved by nano-silica especially with the particle size of 10–15 nm. Furthermore, the mechanical property and thermal stability of the hybrid films were improved as the content of nano-silica with the particle size of 10–15 nm increased. The enhanced mechanical property and thermal stability of the films could be attributed to the dense structure induced by the increase in network density with the addition of vinyl-silane-modified nano-silica.

5

Integrated decision on spare parts ordering and equipment maintenance under condition based maintenance strategy

Wang Y., Zhao J., Cheng Z., Yang Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2015

|

Vol. 17, no. 4

591--599

EN

Aiming to optimize the equipment maintenance and the spare parts ordering management jointly, a comprehensive decision model under condition based maintenance (CBM) policy is presented for a single equipment system with continuous and random deterioration. In this model, the equipment deterioration is a continuous Gamma process under a continuous condition monitoring, and the spare parts inventory is controlled by spare parts support probability. Firstly, a spare part support probability model was developed to determine the optimal spare parts stock level S, which is set to meet the requirement of a predetermined stockout probability. Secondly, the equipment replacement and spare parts ordering decision is made to optimize the equipment replacement and spare parts ordering jointly, which is based on the equipment deterioration leveland total operating cost of the system. Thirdly, an integrated decision simulation model is presented for evaluating cost rate, availability and stockout probability. Finally, a numerical example is given to illustrate the performance of this model. The results show that the optimal preventive maintenance threshold obtained from the proposed decision model can satisfy the spare parts support requirements under (S-1, S) inventory control strategy.

PL

Dążąc do jednoczesnej optymalizacji utrzymania ruchu urządzeń i zarządzania zamówieniami części zamiennych, zaproponowano kompleksowy model decyzyjny w ramach strategii utrzymania zależnej od bieżącego stanu technicznego (CBM) przeznaczony dla systemów z pojedynczym urządzeniem i ciągłym oraz losowym zużyciem. W niniejszym modelu, zużycie urządzenia jest ciągłym procesem Gamma z ciągłym monitorowaniem stanu, podczas gdy zapasy części zamiennych są kontrolowane poprzez prawdopodobieństwo wsparcia w zakresie części zamiennych. Po pierwsze, opracowano model prawdopodobieństwa wsparcia w zakresie części zamiennych w celu określenia optymalnego poziomu zapasów części zamiennych S, ustalonej aby spełnić wymogi określonego prawdopodobieństwa braku dostępności. Po drugie, przeprowadzono proces decyzyjny dotyczący wymiany urządzenia i zamawiania części zamiennych w celu jednoczesnej optymalizacji wymiany urządzenia i zamawiania części zamiennych, w oparciu o poziom zużycia urządzenia i całkowity koszt działania systemu. Po trzecie, zaprezentowano zintegrowany symulacyjny model decyzyjny dla oceny poziomu kosztów, dostępności i prawdopodobieństwa jej braku. Zasady niniejszego modelu zilustrowano przykładem numerycznym. Wyniki pokazują, że optymalny próg konserwacji zapobiegawczej uzyskany za pomocą proponowanego modelu decyzyjnego może spełnić wymagania dotyczące części zamiennych w ramach (S-1, S) strategii kontroli zapasów.

6

Effect of long-term winter flooding on the vascular flora in the drawdown area of the Three Georges Reservoir, China

Wang Q., Yuan X., Liu H., Zhang Y., Cheng Z., Li B.

Polish Journal of Ecology

|

2012

|

Vol. 60, nr 1

95-106

EN

The dam construction and water impoundment have extensively altered flow regime and riparian ecosystems. However, the effect of long-term winter flooding of reservoir on plants of drawdown area is poorly known. The Three Gorges Dam in China, the largest dam in the world, created a drawdown area of 348.93 km2 between 145 m and 175 m above sea level around its reservoir. The drawdown area was submerged for more than half year in winter and exposed in summer. In the summer of 2009, the vegetation of fourteen sites in the drawdown area was investigated to determine the impact of winter flooding on vascular flora and to explore flood-tolerant species for vegetation reconstruction. One hundred and seventy five species of 58 families were recorded in present work, which indicated that 55% of vascular flora species disappear or became rare. The number of perennial species decreased to 50%. Therophytes, with 87 taxa, were the dominant life form. Strictly aquatic species were rather scarce for summer drought. Mean vegetation cover in the drawdown area was more than 70%. Species richness and vegetation cover along the elevation gradient exhibited a negative pattern correlated with flooding duration. The remarkable reduction of plant richness, variation of life form composition and alternation of dominant species indicated the strong influence of long-term winter flooding on vascular flora. Cynodon dactylon and Cyperus rotundus was highly resistant to long-term winter flooding and summer drought. Eight hardwoods (Vitex negundo, Morus alba, Sapium sebiferum, Glochidion puberum, Rhus chinensis, Melia azedarach, Pterocarya stenoptera and Trema levigata) exhibited high tolerance to winter flooding and may be potential candidates for vegetation restoration.

7

Ustalanie harmonogramu obsługi dla systemu wieloelementowego: podejście oparte na stochastycznych sieciach Petriego oraz algorytmie genetycznym

Zhang T., Cheng Z., Liu Y. J., Guo B.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2012

|

Vol. 14, No. 3

256-264

PL

Częste czynności obsługowe prowadzą do niskiej gotowości systemu oraz wymagają dużych nakładów pieniężnych. W systemie wieloelementowym całkowity czas i koszt obsługi można obniżać łącząc ze sobą czynności obsługowe niektórych elementów. Dlatego też konieczne jest planowanie zoptymalizowanego harmonogramu czynności obsługowych. W artykule zaproponowano model symulacyjny optymalizacji harmonogramu obsługi oparty na stochastycznych sieciach Petriego uwzględniający niepewność zarówno procesu deterioracji jak i procesu obsługi elementów systemu. Algorytm genetyczny wykorzystano do opracowania terminarza czynności obsługowych, który pozwalałby na minimalizację kosztów całkowitych w przyjętym horyzoncie planowania przy uwzględnieniu całkowitego czasu obsługi, stanu elementów, strat wynikających z cyklu życia oraz wykonalności rozwiązania. Ponadto opisano techniki zastosowane w celu zmniejszenia wysiłku obliczeniowego potrzebnego do wykonania analizy. W końcowej części pracy przedstawiono studium przypadku.

EN

Frequent maintenance activities would cause low system availability and require large sums of money. For a multi-unit system, maintenance activities of some units can be combined together to reduce the total maintenance possession time and cost. Therefore, an optimized timetable of the maintenance activities is needed to be planned. Considering the uncertainties in both the deterioration and maintenance process of the units in a system, this paper advances a stochastic Petri-net based simulation optimization model for maintenance scheduling. The genetic algorithm is used to get the solution of the timetable of the maintenance activity schedule such that the overall cost is minimized in a planning horizon taking into account total maintenance possession time, unit condition, life cycle loss and solution feasibility. Some techniques used to reduce the computational effort required to perform the analysis are also described. A case study is given in the end.

8

Modele optymalizacji grupowej dla złożonych zadań obsługowych dotyczących systemów wieloskładnikowych

Bai Y., Jia X., Cheng Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2011

|

nr 1

42-47

PL

W ostatnich latach prowadzi się coraz więcej badań w zakresie optymalizacji eksploatacji systemów wieloskładnikowych, czego wynikiem są licznie proponowane metody optymalizacji oraz modele matematyczne. Jednakże najczęściej bada się proste zadania obsługowe, a rzadko występujące w praktyce zadania złożone, wymagające kilku rodzajów obsługi. W artykule przedstawiono strategię obsługi grupowej służącą optymalizacji przerw na złożone czynności obsługowe w systemach wieloskładnikowych oraz zaproponowano etapy i metody optymalizacji. Przeprowadzono analizę struktury kosztów utrzymania systemu oraz wyznaczono modele kosztów w celu optymalizacji przerw na złożone czynności obsługowe. Wydajność proponowanych modeli zilustrowano przykładem numerycznym.

EN

More and more researches have been made on maintenance optimization of multi-component system in recent years, and a lot of optimization methods and mathematical models have been proposed. However, the maintenance tasks in present researches are mostly simplex, while the compound maintenance tasks integrating several kinds of maintenance types that exist in practice are seldom studied. To optimize the compound maintenance intervals of multi-component system, the group maintenance strategy is introduced in this paper, and the optimization steps and methods are proposed. The maintenance cost structure and composition are analyzed from system point of view, and the cost models to optimize the compound maintenance intervals are established. Finally, a numerical example is presented to illustrate the efficiency of the proposed models.

9

Deflection relationships between the homogeneous Kirchhoff plate theory and different functionally graded plate theories

Cheng Z., Batra R.

Archives of Mechanics

|

2000

|

Vol. 52, nr 1

143-158

EN

We derive field equations for a functionally graded plate whose deformations are governed by either the first-order shear deformation theory or the third-order shear-deformation theory. These equations are further simplified for a simply supported polygonal plate. An exact relationship is established between the deflection of the functionally graded plate and that of an equivalent homogeneous Kirchhoff plate. This relationship is used to explicitly express the displacements of a plate particle according to the first-order shear deformation theory in terms of the deflection of a homogeneous Kirchhoff plate. These relationships can readily be used to obtain similar correspondences between the deflections of a transversely isotropic laminated plate and a homogeneous Kirchhoff plate.