--- title: 服务大纲（技术方案） author: 张建宇 date: 2026-06-07 summary: 中海油投标 · 服务大纲（技术方案）（中海油船舶姿态在线预测投标项目 · 工作台 子文档） canonical: https://blog.sysu-sam.com/@zhangjianyu/cnooc-bid-proposal --- > 📌 [← 返回工作台](https://blog.sysu-sam.com/@zhangjianyu/cnooc-bid-portal) > > 本页是 **中海油船舶姿态在线预测投标项目 · 工作台** 的子文档之一。本地 md 与本页双向同步，任一边修改后必须更新另一边。 --- ## 一、投标人简介 ### 1.1 单位基本情况 - 单位全称：中山大学 - 事业单位法人证书编号：[科研处出件] - 注册地址：广州市新港西路 135 号 - 邮政编码：510275 - 法定代表人：[科研处填，按学校现任校长公开姓名] - 项目联系人 / 联系电话 / 电子邮箱：[科研处填项目对接人 / 电话 / 邮箱] 乙方为中山大学下属科研团队，依托学校事业单位法人主体参与本项目投标。中山大学为面向智能控制、时序预测与海洋工程交叉领域开展基础研究与工程化技术应用的综合性事业单位法人。乙方长期聚焦人工智能算法与复杂系统建模仿真两大方向，在多源时序数据分析、注意力机制建模、复杂物理系统数值仿真与高精度控制策略设计方面形成稳定的研究队伍与方法学积累。具体研究方向布局、团队规模与近 3 年代表性横向项目清单由 `[团队填]`。 ### 1.2 与本项目相关的研究方向 乙方与本项目对应的三个技术方向如下。 - **方向一 · 时序预测与注意力机制建模**：覆盖多尺度时间序列建模、多头注意力机制、序列到序列预测、滚动窗口在线预测等子方向，对应本项目模块 1。 - **方向二 · 多物理域系统建模与联合仿真**：覆盖 MATLAB / Simulink / Simscape 多体动力学与流体仿真、FMI / FMU 模型互联、ROS2 通信中间件，对应本项目模块 2 与模块 3 联合仿真集成。 - **方向三 · 先进控制方法**：覆盖经典 PID 与频域整定、自抗扰控制（ADRC / LADRC）、模型预测控制、鲁棒控制与抗扰动设计，对应本项目模块 2 抗扰动控制研究。 ### 1.3 近 3 年承担的类似横向项目 近 3 年代表性横向项目清单（已核验发票链业绩）： | 序号 | 项目名称 | 委托方 | 合同金额 | 起止时间 | 乙方角色 | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 1 | [团队填] | [团队填] | [团队填] | [团队填] | [团队填] | | 2 | [团队填] | [团队填] | [团队填] | [团队填] | [团队填] | | 3 | [团队填] | [团队填] | [团队填] | [团队填] | [团队填] | --- ## 二、项目总体方案 ### 2.1 项目理解 本项目隶属应急管理部级科技项目《海洋油气安全生产保障与风险防控关键技术研发与示范应用》课题三"超深水天然气浮式平台六自由度安全撤离系统方案"。乙方承担其中三大模块的技术研究与工程化交付任务。 - **模块 1**：风浪耦合作用下船舶姿态在线预测仿真测试。 - **模块 2**：六自由度安全撤离装置机电液系统数值计算测试。 - **模块 3**：船舶姿态预测算法与撤离装置的联合仿真分析，含撤离装置技术方案设计。 三大模块在物理上形成"海洋环境 → 船舶运动 → 预测算法 → 撤离装置控制"的完整链路，最终交付一套可独立验证的联合仿真测试体系，并由乙方委托具备 CMA / CNAS 资质的第三方检测机构出具量化验证报告。本方案的核心技术贡献体现在两条主线：一是基于注意力机制的多尺度时序预测算法在船舶六自由度运动姿态预报上的工程化应用；二是机电液一体化耦合仿真模型与抗扰动复合控制方法的设计与验证。 ### 2.2 总体技术路线 技术路线由"数据 → 模型 → 控制 → 集成 → 验证"五层组成，三大模块按数据流与控制流贯通。 ``` ┌─────────────────────────────────┐ │ 甲方提供：目标船型几何 + 海况参数 │ └────────────┬────────────────────┘ │ ┌────────────▼────────────────────┐ 模 块 1 │ 船舶姿态在线预测 │ │ ① 水动力建模（势流理论 + Cummins）│ │ ② JONSWAP 谱波浪生成 │ │ ③ 多海况时域仿真 → 数据集 │ │ ④ 与商业软件 AQWA 对比验证 │ │ ⑤ 注意力机制 + 多尺度时序模型 │ │ ⑥ 30 秒滚动预测 │ └────────────┬────────────────────┘ │ 六自由度运动预测序列 ┌────────────▼────────────────────┐ 模 块 2 │ 六自由度撤离装置机电液仿真 │ │ ① Stewart 平台机构综合 + 选型 │ │ ② Simscape Multibody 多体动力学 │ │ ③ Simscape Fluids 液压系统 │ │ ④ Simulink / Stateflow 控制回路 │ │ ⑤ 任务空间外环 + LADRC 内环复合 │ │ ⑥ 阶跃 + 扫频 + 鲁棒性测试 │ └────────────┬────────────────────┘ │ 机电液被控对象 + 控制器 ┌────────────▼────────────────────┐ 模 块 3 │ 联合仿真 + 装置方案设计 │ │ ① FMI / ROS2 集成 │ │ ② 闭环联合仿真验证 │ │ ③ Stewart 平台 STEP 三维 + DWG │ │ ④ 有限元强度校核 │ │ ⑤ CMA / CNAS 第三方检测 │ └─────────────────────────────────┘ ``` ### 2.3 数据流与控制流说明 整套仿真系统在数据层与控制层各自形成闭环，并通过 FMI / ROS2 标准接口对接。 **数据流（自上而下的前馈通道）**：海洋环境参数与目标船型几何由甲方提供，输入模块 1 的水动力模型；模块 1 输出风浪 - 船舶运动配对数据集与未来 30 秒六自由度运动预测序列；该预测序列作为前馈输入进入模块 2 控制器；模块 2 输出执行机构控制指令并驱动 Stewart 平台多体动力学模型；模块 3 在联合仿真层将上述各域模型按时步同步集成。 **控制流（自下而上的反馈通道）**：模块 2 平台姿态传感器输出末端位姿与各支链状态，作为反馈进入控制系统；控制系统对比预测序列与实际状态，调整 LADRC 内环带宽与外环 PID 增益；联合仿真层在每个仿真步将状态反馈回模块 1，用于在线预测模型的滚动窗口更新。 **两类接口标准**： - 模块 1 ↔ 模块 2：Python 预测模型经 FMU 导出后被 Simulink 调用，采用 FMI 2.0 Co-Simulation 模式，仿真步长 50 ms。 - 模块 2 ↔ 模块 3：Simulink 主控仿真器与外部联合仿真平台通过 ROS2 通信中间件交换数据，仿真步长 10 ms。 ### 2.4 关键技术依托 乙方依托三项自有技术积累。 - **注意力机制时序预测方法学**：乙方在多头自注意力与多尺度时序建模领域有多年研究积累，形成稳定的训练流程与超参数整定经验。 - **机电液耦合建模方法学**：乙方依据公开教材与公开文献的成熟方法论，结合 MATLAB / Simulink / Simscape 工具链完成自主重搭。 - **复合控制架构**：任务空间外环 + 关节空间 LADRC 内环的复合架构，乙方已在并联机构上完成可行性验证，本项目按目标船型工况进行二次适配。 --- ## 三、技术响应 — 三大模块 ### 3.1 模块 1 · 风浪耦合作用下船舶姿态在线预测算法 #### 3.1.1 船舶运动姿态在线预测总体方案设计 **总体方案** 本模块构建"海洋环境 - 船舶运动"双输入、六自由度运动预测序列单输出的在线预测系统。系统由四层组成。 - **数据采集与预处理层**：汇集两类核心输入。一是目标船舶所处海洋环境数据，含风速、风向、有义波高、谱峰周期、表层流速。二是船舶自身的运动响应数据，含横摇、纵摇、艏摇三个姿态角以及横荡、纵荡、垂荡三个线位移。所有数据经低通滤波、归一化与滑窗采样进入预测模型。 - **预测模型层**：采用基于多头注意力机制的多尺度曲线拟合与时间序列预测方法。模型主干为多层 Transformer 编码器，输入序列为 60 秒历史窗口，输出序列为未来 30 秒预测窗口。多尺度结构通过并联三个时间尺度的卷积分支实现，分别捕捉波浪主频、涌浪长周期与高频湍流扰动。 - **结果输出与传输层**：模型计算出的六自由度姿态预测结果按预先制定的数据格式与通信协议实时传输给联合仿真测试系统。数据格式采用 FMI 2.0 Co-Simulation 标准，通信协议支持 TCP / IP 与 ROS2 两种方式。 - **滚动更新层**：每 5 秒触发一次滚动预测，将新到达的 5 秒实际观测数据加入历史窗口、淘汰最早 5 秒数据，重新生成未来 30 秒预测序列。 **算法核心** 记输入历史序列为 $X \in \mathbb{R}^{T_{\text{in}} \times d}$，$d$ 为输入维度，$T_{\text{in}}$ 为 60 秒历史窗口对应的采样点数。预测输出为 $\hat{Y} \in \mathbb{R}^{T_{\text{out}} \times 6}$，$T_{\text{out}}$ 为 30 秒预测窗口对应的采样点数，6 为六自由度。多头注意力的核心计算为 $\text{Attention}(Q, K, V) = \text{softmax}(QK^{\top}/\sqrt{d_k}) V$，多尺度卷积分支通过不同膨胀率（dilation rate = 1, 4, 16）的一维卷积实现。 #### 3.1.2 面向指定船型的适配数据集构建 **技术路径** 依据甲方提供的目标船型主尺度、型线图与海洋环境参数，按以下五步建立数据集。 1. 三维水动力模型建立：基于目标船型几何，划分湿表面网格，调用势流理论求解器获得频域水动力系数。系数包含附加质量、辐射阻尼、波浪激励力三类。 2. 波浪时域生成：基于 JONSWAP 谱，按 ITTC 推荐规程生成时域不规则波浪。谱参数依目标海域特征确定，含有义波高、谱峰周期、谱峰升高因子。风、浪、流的联合描述满足标准 ISO 19901-1:2015 关于海洋环境条件定义与组合概率的原则。 3. 时域运动仿真：采用 Cummins 方程做时域运动积分，引入辐射力卷积项与波浪激励力，逐步推进不少于 30 分钟仿真，输出六自由度运动时域序列。 4. 多工况覆盖：覆盖蒲氏 2 级至 8 级典型与极限海况，配合多种载重状态与航向组合，生成不少于 5 种海况、每种不少于 30 分钟、采样频率不低于 10 Hz 的配对数据。 5. 数据清洗与标准化：去除瞬态过程前 60 秒，对每条序列做零均值归一化，按 HDF5 格式分层存储。 **对比验证** 为确保仿真数据准确性与可信度，对每种海况下的本方仿真结果与对应商业软件的相同算例做对照。对比内容含频域水动力系数曲线、运动响应统计值。最终随数据集交付《数据集仿真验证报告》。 **与商业软件衔接说明** 乙方时域仿真采用开源 Capytaine 势流求解器与自研 Cummins 时域积分代码完成主体计算，水动力系数与运动响应统计值两处与对应商业软件做交叉验证。频域水动力计算由乙方使用学校已购置的商业软件许可完成。这一安排既满足招标文件"与商业软件对比验证"要求，又确保乙方对核心代码与数据集拥有完整可追溯性。 **承诺指标响应** | 招标文件硬指标 | 乙方承诺值 | 实施方法 | | --- | --- | --- | | 数据量 ≥ 5 种海况 × ≥ 30 分钟 × ≥ 10 Hz | 不少于 5 种海况、每种不少于 30 分钟、采样频率不低于 10 Hz | 乙方时域仿真 + 商业软件交叉验证 | | 蒲氏 2-8 级海况覆盖 | 覆盖蒲氏 2 级至 8 级典型与极限海况 | JONSWAP 谱按 ITTC 推荐规程生成 | | 波浪输入基于 JONSWAP 谱、谱参数符合 ITTC 推荐规程 | 满足 | 谱参数按目标海域特征 + ITTC 推荐 | | 满足标准 ISO 19901-1:2015 | 满足 | 风、浪、流联合描述按该标准 | | 满足标准 GB/T 12763.2 与 GB/T 12763.3 | 满足 | 实测数据采集与处理流程依两标准 | | 数据集关键统计特征与商业软件吻合 | 满足 | 关键统计特征与对应商业软件（AQWA / WAMIT / HydroStar 任选其一）计算结果吻合，提交《数据集仿真验证报告》 | **指标补充说明** "关键统计特征与商业软件吻合"补充说明为：选取数据集中典型海况，将本方仿真获得的船舶运动响应统计值与使用相同水动力模型在对应商业软件中相同时域仿真所得结果做列表对比。如甲方对该补充说明口径有不同意见，以甲方书面解释为准。 #### 3.1.3 预测模型开发与验证 **模型架构** 采用 6 层 Transformer 编码器堆叠 + 多尺度时序卷积分支的混合架构。Transformer 提供长程依赖建模能力，多尺度卷积分支提供局部周期性特征提取能力。模型总参数量约 8M，训练在单卡 GPU 上可完成。 **训练流程** 数据集按 7:1.5:1.5 划分训练集、验证集、测试集。损失函数采用六自由度均方误差加权和，权重按各自由度运动幅值的倒数设定。优化器采用 AdamW，学习率按余弦退火调度，训练总轮数 200。验证集监控相关系数指标，触发早停。 **评估方法** 采用 Pearson 相关系数作为核心评估指标。每 5 秒滚动一次预测窗口，对 30 秒预测序列与同期真实序列计算相关系数。六自由度逐项计算后再取算术平均，作为整体指标的最终值。 **典型场景设计** 按招标文件要求，针对不同风浪耦合情况与船舶负载状态设计典型场景。 - 稳态风浪场景：固定风浪参数下的船舶姿态预测。 - 动态风浪场景：风浪参数随时间变化下的预测。 - 极端工况场景：高海况与船舶海浪共振下的预测。 不同载重状态、航速与航向角组合也纳入测试场景。 **承诺指标响应** | 招标文件硬指标 | 乙方承诺值 | | --- | --- | | 30 秒预测序列与真实序列相关系数 ≥ 0.85（蒲氏 6 级） | 蒲氏 6 级海况下，六自由度逐项 Pearson 相关系数 ≥ 0.85；六自由度算术平均 ≥ 0.90 | | 满足标准 GB/T 37303-2019 第 1 部分 8.2 节 | 满足。试验项目含惯性试验、加速试验、回转试验、加速回转试验 | | 模型作用：作为联合仿真前馈预测模块 | 满足。输出按 FMI 2.0 标准对接模块 2 | **指标补充说明** - "相关系数"补充说明为：采用 Pearson 相关系数，每 5 秒滚动窗口评估，六自由度逐项报告后再取算术平均。 - "30 秒"补充说明为：模型接收 60 秒历史窗口，输出未来 30 秒预测序列。 - 如甲方对上述补充说明口径有不同意见，以甲方书面解释为准。 ### 3.2 模块 2 · 六自由度安全撤离装置机电液系统数值计算测试 #### 3.2.1 核心零部件选型与承载力计算 **工况极值提取** 对模块 1 输出的风浪 - 船舶运动配对数据集做系统性分析，识别典型作业工况与极端危险工况。提取的关键运动极值参数含最大横摇 / 纵摇角度、最大垂荡位移、最大角加速度、最大线加速度四项。这些极值作为下游承载力计算的输入。 **承载力推导** 基于平台 Stewart 6-UPS 构型与运动学逆解，由末端最大位姿与最大加速度推导每根液压缸的最大推力、最大运行速度、最大行程，以及平台铰接点的最大受力。推导过程采用雅可比矩阵映射方法，并按目标船型工况做二次校核。 **核心零部件选型** 按下表所列顺序逐类选型，方法学依据公开教材与乙方自有方法论，按目标船型工况重做。 | 类别 | 选型依据 | 安全系数 | | --- | --- | --- | | 液压缸 | 最大推力 / 最大速度 / 最大行程 | ≥ 2.0 | | 伺服阀 | 额定流量匹配最大速度需求 | ≥ 2.0 | | 液压泵 | 额定流量 + 额定压力匹配系统总需求 | ≥ 2.0 | | 驱动电机 | 功率 / 转速 / 扭矩匹配液压泵需求 | ≥ 2.0 | | 平台铰接点 | 最大受力 + 疲劳寿命 | ≥ 2.0 | | 倾角 / 位移传感器 | 量程 ≥ 1.5 × 最大位移；精度 ≤ 0.1% FS | — | **承诺交付** 提交《核心零部件选型与承载力报告》一份，含计算输入与工况、核心零部件清单与量化选型结果、计算过程与安全系数、《核心零部件推荐选型清单》。 #### 3.2.2 Simulink 机电液一体化耦合模型 **整体架构** 在 MATLAB / Simulink 环境中建立完整的机电液一体化耦合仿真模型，含机械多体动力学系统、液压传动系统、电气控制系统三大子系统，并通过物理信号接口实现闭环耦合。 **机械系统模型** 基于 Simscape Multibody 工具包建立 Stewart 6-UPS 并联平台多体动力学模型。模型含上下两个刚体平台、6 根液压缸支链、12 个球铰链。各刚体参数（质量、惯性张量、几何尺寸）按选型结果填入。运动学正解通过数值迭代法实现，运动学逆解通过解析法实现。 **液压系统模型** 基于 Simscape Fluids 液压库建立完整液压回路。回路含液压泵、伺服阀、液压缸、管路、蓄能器、油箱六类关键元件。模型能准确模拟压力动态、流量动态及执行器输出力与速度。油液体积模量取 1.4 GPa，油液密度取 870 kg/m³。 **电气控制系统模型** 基于 Simulink / Stateflow 搭建控制回路。回路含传感器信号处理模块、运动控制算法模块、驱动信号生成模块。传感器信号处理采用一阶低通滤波器，截止频率 100 Hz。控制算法模块的具体实现见 3.2.3 节。 **子系统耦合** 机械子系统通过"力 / 位移"物理信号接口与液压子系统耦合；电气子系统通过"位置 / 速度反馈"与"阀指令"信号接口与液压子系统耦合。三系统形成完整闭环。 **模型验证** 搭建完成后做三类基本验证。 - 静态平衡验证：在零指令下平台应保持几何中位姿。 - 阶跃响应验证：在各自由度上施加阶跃指令，记录响应时间与超调。 - 频域扫频验证：在各自由度上施加 0.1-50 Hz 扫频指令，绘制 Bode 图。 **承诺指标响应** | 招标文件硬指标 | 乙方承诺值 | | --- | --- | | 模型含机械 / 液压 / 控制三大子系统 + 闭环耦合 | 满足。Simscape Multibody + Simscape Fluids + Simulink / Stateflow | | 阶跃响应时间 ≤ 1 s | ≤ 1 s | | 阶跃超调 ≤ 15% | ≤ 15% | | 扫频 0.1-50 Hz，-3 dB 带宽 ≥ 5 Hz | ≥ 5 Hz | | 5 Hz 相位滞后 ≤ 60° | ≤ 60° | | 幅值裕度 ≥ 6 dB | ≥ 6 dB | | 相位裕度 ≥ 30° | ≥ 30° | | 满足标准 CB-T 3754-1995 5.3 节 | 满足 | | 满足标准 GB/T 3766-2015 5.4.4 节 | 满足 | 实测优于承诺值的部分将在最终交付报告中体现。 **承诺交付** 完整可运行的仿真模型源文件（slx / m / mat）、模型说明文档、基本验证简要报告。 #### 3.2.3 抗扰动控制方法 **控制架构** 采用任务空间外环 + 关节空间内环的复合控制架构。 **外环 · 任务空间位姿控制** 外环计算末端实际位姿与目标位姿之间的误差。位姿误差采用 SO(3) 几何映射表达，避免欧拉角描述带来的奇异性问题。误差经 PID 补偿后通过雅可比矩阵逆解映射为 6 条支链的目标位移指令。外环更新频率为 100 Hz。 **内环 · 关节空间 LADRC** 每条液压支链配置独立的二阶线性自抗扰控制器（LADRC），共 6 个。LADRC 由线性扩张状态观测器（LESO）与状态反馈律组成。LESO 将系统内部扰动与外部扰动统一观测为总扰动，状态反馈律对总扰动做实时补偿。控制器整定采用带宽参数化方法，仅需整定控制器带宽 $\omega_c$ 与观测器带宽 $\omega_o$ 两个参数，整定流程简洁可复用。内环更新频率为 1000 Hz。 **前馈通道** 模块 1 输出的未来 30 秒船舶运动预测序列作为前馈输入进入外环，提前补偿船舶基座运动对平台姿态的扰动。前馈通道在仿真中可显著改善高海况下的轨迹跟踪精度。 **测试设计** 针对抗扰动性能设计三类测试。 - 突加风浪扰动测试：在仿真运行中突然施加蒲氏 4 级海况扰动，记录轨迹跟踪 RMSE 变化。 - 参数摄动测试：对液压系统总刚度与负载惯量分别施加 ±20% 摄动，记录跟踪精度衰减。 - 长期鲁棒性测试：在蒲氏 4 级海况下连续运行 30 分钟，统计末端 X / Y / Z 三轴跟踪 RMSE。 **承诺指标响应** | 招标文件硬指标 | 乙方承诺值 | | --- | --- | | 轨迹跟踪 X / Y / Z 三轴 RMSE ≤ ±20 mm | ≤ ±20 mm | | ±20% 扰动下指标衰减 ≤ 50% | ≤ 50% | 实测优于承诺值的部分将在最终交付报告中体现。 **指标补充说明** - "RMSE 测试工况"补充说明为：蒲氏 4 级海况、平台几何中心、全行程 30 分钟统计。 - "扰动衰减"补充说明为：(新 RMSE − 旧 RMSE) / 旧 RMSE ≤ 50%；扰动指液压系统总刚度与负载惯量。 - 如甲方对上述补充说明口径有不同意见，以甲方书面解释为准。 **承诺交付** 《抗扰动控制方法测试与分析报告》，含测试工况、测试数据、精度指标计算结果、结论与仿真结果曲线。 ### 3.3 模块 3 · 联合仿真分析 + 装置技术方案设计 #### 3.3.1 联合仿真集成 **多域模型耦合分析框架** 构建覆盖"海洋环境 - 船舶运动 - 预测算法 - 撤离装置"的联合仿真测试体系。框架按数据流方向定义四类节点。 - 海洋环境节点：JONSWAP 谱波浪生成器 + 风场 + 流场。 - 船舶运动节点：Cummins 时域运动积分模型。 - 预测算法节点：模块 1 训练好的注意力机制时序预测模型。 - 撤离装置节点：模块 2 机电液一体化耦合模型 + 复合控制器。 节点之间通过统一的时步同步机制对接。海洋环境节点与船舶运动节点以 0.01 s 为时步推进；预测算法节点以 0.02 s 为时步触发；撤离装置节点的机械与液压子模型以 0.001 s 为时步推进，控制子模型以 0.01 s 为时步推进。 **工具链集成方案** 针对多源异构模型，采用以下两种集成方案择优实施。 - 方案 A · FMI 集成：将 Python 预测模型与 Simulink 撤离装置模型分别导出为 FMU，由顶层 FMI Master 调度。优点是符合开放标准，缺点是 Python FMU 工具链相对小众。 - 方案 B · S-function 集成：将 Python 预测模型封装为 Simulink S-function，由 Simulink 主控仿真器统一调度。优点是工具链成熟，缺点是 Python 与 MATLAB 跨进程通信引入额外延迟。 实际实施时优先采用方案 A，方案 B 作为备份。 **系统级联合仿真验证** 执行从"模型在环"到"软件在环"的系统性仿真测试。 - 模型在环：所有子模型在同一台计算机上以非实时方式运行，重点验证数据流与逻辑正确性。 - 软件在环：控制算法部署到独立的控制器仿真进程，与被控对象进程之间通过 ROS2 通信中间件交换数据，重点验证实时性与通信开销。 测试场景含稳态风浪、动态演变海况、极端工况三类。 **承诺交付** 《联合闭环仿真测试与关键性能分析报告》一份。 #### 3.3.2 装置技术方案设计 **液压系统设计** 根据平台极限性能指标做分项拆解。按每根液压缸的最大运行速度与最大承载载荷确定液压缸具体型号；按系统所需总流量与总负载选型液压泵与液压阀；按系统需求功率选型电机。最终输出《液压系统原理图》二维图，标明所有元件型号、接口尺寸、控制逻辑。 **机械系统设计** 基于液压系统输出参数，选用 Stewart 并联平台构型完成机械设计。 - 第一步确定上下平台、液压缸、铰链的布局与关键尺寸，完成运动学建模与工作空间分析。 - 第二步对关键部件做强度、刚度、压杆稳定性校核。关键部件含上平台、下平台、活塞杆、铰链四类。校核工况含极端静载、动载、紧急载荷三类。校核方法采用有限元分析。 - 第三步完成所有机械部件的详细工程设计与选型，保障整体结构的安全可靠。 **基于目标船型尺寸的三维安装布局设计** 依据目标船型的主尺度与甲板布置图，确定撤离装置的安装区域与朝向。综合考虑撤离路径、船舶重心、结构强度三方面要素进行定位。按船舶干舷、安全撤离距离、人员通行高度要求，确定装置基座安装高度。设计船体 - 装置之间的机械接口与加强结构，确保载荷有效传递。最终在船舶整体三维模型中集成撤离装置模型，完成设备布局、管路走向、电缆敷设、维护通道的干涉检查与空间优化。 **承诺交付（8 类）** | # | 交付件 | 格式 | | --- | --- | --- | | 1 | 第三方检测报告 | CMA / CNAS 认可机构盖章 | | 2 | 液压系统原理图 | 二维图，标元件型号 / 接口尺寸 / 控制逻辑 | | 3 | 六自由度平台机械三维总装模型 | STEP（ISO 10303） | | 4 | 关键件二维工程图 | DWG，含尺寸公差 / 形位公差 / 表面粗糙度 / 技术要求 | | 5 | 机械结构有限元分析报告 | 静载 / 动载 / 紧急载荷下的应力 / 变形 / 安全系数 | | 6 | 核心零部件选型与承载力报告 | 含计算依据 + 安全系数 | | 7 | 抗扰动控制方法测试与分析报告 | 含测试工况 + 数据 + 精度计算 + 仿真曲线 | | 8 | 基于目标船型的撤离装置安装布置三维模型 | 集成于目标船型三维模型，体现接口 / 维护空间 / 周边设备 | **承诺指标响应** | 招标文件硬指标 | 乙方承诺值 | | --- | --- | | CMA / CNAS 第三方检测精度 ≥ 90% | 满足。仿真曲线在采样点处与参考曲线相对误差 ≤ 10% | | 结构有限元安全系数 ≥ 2.0 | ≥ 2.0 | | 三维模型格式 STEP | 满足（ISO 10303） | | 二维工程图格式 DWG | 满足（含 ISO 286 / GB/T 1800 尺寸公差） | | 满足标准 GB/T 37303-2019 第 4 部分 9.2 节 | 满足。逆风与顺风条件分别试验 | 实测优于承诺值的部分将在最终交付报告中体现。 **指标补充说明** - "仿真精度 ≥ 90%"补充说明为：本方案以同海况下 AQWA / WAMIT 商业软件计算结果作为参考曲线；采样点为 30 秒预测序列等间隔 60 点；CMA / CNAS 第三方检测机构按本补充说明出具检测报告，对应于招标"仿真精度 ≥ 90%"指标，即仿真曲线在采样点处与参考曲线相对误差 ≤ 10%。如甲方对补充说明口径有不同意见，以甲方书面解释为准。 - "安全系数"补充说明为：屈服强度 / 最大 von Mises 应力。 - "紧急载荷"补充说明为：设计载荷 × 1.5。 - 如甲方对上述补充说明口径有不同意见，以甲方书面解释为准。 --- ## 四、实施进度计划 ### 4.1 工期起算口径 乙方承诺服务期限及完成时间以招标文件和合同约定为准，即自合同签订之日起 6 个月内，并于 2026 年 9 月 30 日前完成全部工作。项目内部排程以甲方资料交接和启动会确认为管理基准，不改变上述服务期限承诺。 ### 4.2 总体进度安排 乙方承诺 2026 年 9 月 30 日前完成全部工作。三大里程碑与招标文件付款节奏完全对齐。 | 时间 | 完成工作内容 | 里程碑交付件 | | --- | --- | --- | | 合同签订后 1 个月内 | 模块 1：完成风浪耦合下船舶姿态在线预测算法测试 | 1）总体技术方案报告；2）目标船型风浪 - 运动配对数据集；3）船舶运动姿态预测模型；4）《数据集仿真验证报告》 | | 合同签订后 3 个月内 | 模块 2：完成六自由度安全撤离装置机电液系统数值计算测试 | 1）核心零部件选型与承载力报告；2）机电液联合仿真模型源文件；3）抗扰动控制方法测试与分析报告 | | 合同签订后 6 个月内 | 模块 3：完成联合仿真分析 + 装置技术方案设计 | 1）联合闭环仿真测试与关键性能分析报告；2）8 类技术设计方案交付件（见 § 3.3.2）；3）CMA / CNAS 第三方检测报告 | ### 4.3 进度跟踪机制 - 每月向甲方提交项目进度月报。 - 项目实施过程的原始数据、资料、记录妥善保存并建立存档目录，确保项目过程可追溯。 - 每个里程碑提交前由乙方内部预验收。 --- ## 五、项目组织架构 ### 5.1 项目组角色分工 项目组按招标文件第五章"配备资源要求"组建，关键人员不少于 5 人。 - **项目负责人**（1 人）：全面负责项目实施，作为对甲方的第一接口人。承担里程碑节点签字与对外沟通。 - **技术专家**（2 人，正高级职称或正教授）：分别承担算法方向与机电液方向的技术把关。参加每月评审会与里程碑验收会。 - **高级技术工程师**（3 人，副高级职称或副教授）：分别承担模块 1、模块 2、模块 3 的技术实施总牵头。 - **主要参与人员**（N 人）：承担具体研发与编码任务。 ### 5.2 关键人员清单 按招标文件第五章"配备资源要求"，提交关键人员 5 人名单。其中 2 名正高级职称或正教授，3 名副高级职称或副教授。 | 序号 | 姓名 | 职称 | 角色 | 主要职责 | | --- | --- | --- | --- | --- | | 1 | [团队填] | 正高级职称 / 正教授 | 项目负责人 + 技术专家 | 总体把关 + 算法方向 | | 2 | [团队填] | 正高级职称 / 正教授 | 技术专家 | 机电液方向 | | 3 | [团队填] | 副高级职称 / 副教授 | 高级技术工程师 | 模块 1 牵头 | | 4 | [团队填] | 副高级职称 / 副教授 | 高级技术工程师 | 模块 2 牵头 | | 5 | [团队填] | 副高级职称 / 副教授 | 高级技术工程师 | 模块 3 牵头 | **说明**： - 提供对应人员职称证或教授证明材料。 - 提供近 6 个月内的社保证明。 ### 5.3 责任划分 项目负责人对项目整体进度、质量、知识产权边界、保密执行承担最终责任。技术专家对所辖方向的技术方案与里程碑交付件签字。高级技术工程师对所牵头模块的研发实施与内部预验收负责。主要参与人员按高级技术工程师分工承担具体任务。 ### 5.4 个人简历 各关键人员个人简历表见附件，含教育背景、工作履历、代表性研究成果、近 3 年承担的横向项目，按招标文件第六章"个人简历表"模板填写。 --- ## 六、质量保证与风险管理 ### 6.1 质量保证 **过程文件管理**：项目过程文件与成果文件满足标准 ISO 9001 质量管理体系流程。所有源代码、模型源文件、数据集、报告稿在实验室内部代码托管平台分版本控制。每次提交带时间戳与提交人标识。 **评审机制**：项目组建立三层评审机制。 - 周例会：每周一次由模块牵头人主持，汇报本周进展与下周计划。 - 月度评审：每月一次由项目负责人主持，三个模块同步评审。 - 里程碑验收：每个里程碑提交前由乙方内部高级别教师组成验收小组做预验收，预验收通过后方可正式提交甲方。 **质保期**：最终验收通过后 6 个月为质保期。质保期内甲方提出的缺陷无偿修复直至通过验收。 **第三方检测送检管理**：CMA / CNAS 第三方检测送检在第 4 个月即启动，预留 1-2 个月走流程时间。送检前由乙方内部完成《检测方法书》编写并经技术专家审定。 ### 6.2 进度保证 **关键路径管理**：乙方识别三条模块关键路径并各自配备替代方案。 - 模块 1 关键路径：水动力仿真 → 数据集 → 模型训练。 - 模块 2 关键路径：Simscape 建模 → 控制器设计 → 抗扰动验证。 - 模块 3 关键路径：CMA / CNAS 送检 → 检测报告 → 验收。 **缓冲机制**：每个里程碑实际完成时间相对承诺时间预留 15% 缓冲。第 4 个月即启动 CMA / CNAS 送检流程。 **进度月报机制**：每月底前向甲方提交进度月报，含上月完成内容、下月计划、风险预警三部分。 **资料交接管理**：目标船型资料交接节点纳入项目内部排程跟踪，不影响 § 4.1 服务期限承诺。 ### 6.3 数据管理 **数据分类**：项目数据分四类管理。 - 甲方提供数据：目标船型几何、海域参数、工况数据。 - 中间过程数据：水动力计算结果、训练日志、调参记录。 - 最终交付数据：数据集、模型权重、仿真模型源文件、报告。 - 第三方检测数据：检测机构出具的测试报告与原始数据。 **存储介质**：所有数据存储在乙方内部隔离环境的服务器上，做 RAID 5 磁盘冗余 + 异地异机每日全量备份。 **访问控制**：按"最小授权"原则分级授权。甲方提供数据仅项目负责人与 3 名模块牵头人有读权限，其他人按需临时授权。 ### 6.4 风险管理 | # | 风险 | 等级 | 应对措施 | | --- | --- | --- | --- | | 1 | 甲方目标船型资料延迟提供 | 中 | 乙方接收资料后启动详细工作分解；如需调整里程碑节点，由双方协商确定 | | 2 | 工作变更超过原工作量 20% | 中 | 触发工作变更评审，按合同约定处理 | | 3 | CMA / CNAS 第三方检测延期 | 高 | 第 4 个月即送检，留 1-2 个月 buffer。同时联系 2 家以上检测机构做备份 | | 4 | Simscape Fluids 工具箱许可受限 | 中 | 提前与学校信息中心确认许可状态。必要时申请教学许可临时升级 | | 5 | 控制器数值发散 | 中 | 由内环 LADRC 带宽参数化整定流程兜底，乙方具备调试经验 | | 6 | 关键人员临时离职 | 中 | 项目组备份机制：每个模块至少 2 名技术骨干并行参与 | --- ## 七、知识产权与既有研究成果使用授权说明 本项目形成的报告、数据、模型、源代码、参数、应用方法及成果知识产权归招标人所有。乙方按合同第 11.3 条约定，将上述全部工作成果及其包含的全部知识产权移交甲方。 ### 7.1 本合同新生成成果 本合同项下产生的下列成果，知识产权全部归招标人所有： - 针对甲方目标船型的风浪 - 运动配对数据集。 - 针对甲方目标船型适配的预测模型权重与超参数。 - 针对甲方撤离装置的 Simulink 模型源文件。 - 针对甲方撤离装置的 Stewart 平台三维 STEP 模型与二维 DWG 工程图。 - 针对甲方撤离装置的核心零部件选型清单与计算报告。 - 第三方 CMA / CNAS 检测报告及其支撑数据。 ### 7.2 既有方法学使用说明 本模块涉及的通用基础方法学（注意力机制、Transformer 编码器、Stewart 平台多体动力学建模、LADRC 复合控制等）属公开领域成熟方法学或乙方在本项目立项前的内部研究积累，不含甲方资料。这些方法学在本项目中以授权使用方式应用于针对甲方目标船型的具体适配工作。 --- ## 八、验收提交清单 ### 8.1 模块 1 里程碑提交件 | # | 交付件 | 格式 | 规模 | 命名规范 | | --- | --- | --- | --- | --- | | 1.1 | 船舶姿态在线预测总体技术方案报告 | PDF + DOCX | 不少于 30 页 | `M1-01-总体方案-vX.X.pdf` | | 1.2 | 目标船型风浪 - 运动配对数据集 | HDF5（首选）或 CSV | 不少于 5 种海况 × 不少于 30 分钟 × 不低于 10 Hz | `M1-02-数据集-海况名.h5` | | 1.3 | 船舶运动姿态预测模型源代码 | Python / PyTorch | 完整可运行工程 | `M1-03-模型源码.zip` | | 1.4 | 预测模型权重 + 训练日志 | PT + JSON | — | `M1-04-权重.pt` / `M1-04-日志.json` | | 1.5 | 《数据集仿真验证报告》 | PDF + DOCX | 不少于 20 页，含与商业软件对比图表 | `M1-05-数据集验证报告-vX.X.pdf` | | 1.6 | 模块 1 月度进度报告 | PDF | 每月 1 份 | `M1-月报-YYYY-MM.pdf` | ### 8.2 模块 2 里程碑提交件 | # | 交付件 | 格式 | 规模 | 命名规范 | | --- | --- | --- | --- | --- | | 2.1 | 核心零部件选型与承载力报告 | PDF + DOCX | 不少于 40 页，含计算说明与选型清单 | `M2-01-选型报告-vX.X.pdf` | | 2.2 | 机电液联合仿真模型源文件 | slx / m / mat | 完整可运行 Simulink 工程 | `M2-02-Simulink模型.zip` | | 2.3 | 模型说明文档 | PDF + DOCX | 不少于 20 页 | `M2-03-模型说明-vX.X.pdf` | | 2.4 | 模型基本验证简要报告 | PDF + DOCX | 不少于 15 页 | `M2-04-基本验证-vX.X.pdf` | | 2.5 | 《抗扰动控制方法测试与分析报告》 | PDF + DOCX | 不少于 30 页，含测试曲线 | `M2-05-抗扰报告-vX.X.pdf` | | 2.6 | 模块 2 月度进度报告 | PDF | 每月 1 份 | `M2-月报-YYYY-MM.pdf` | ### 8.3 模块 3 里程碑提交件 | # | 交付件 | 格式 | 规模 | 命名规范 | | --- | --- | --- | --- | --- | | 3.1 | 联合闭环仿真测试与关键性能分析报告 | PDF + DOCX | 不少于 40 页 | `M3-01-联合仿真-vX.X.pdf` | | 3.2 | 液压系统原理图 | DWG + PDF | A2 或 A1 图幅 | `M3-02-液压原理图.dwg` | | 3.3 | 六自由度平台机械三维总装模型 | STEP（ISO 10303） | 完整装配体 | `M3-03-总装.step` | | 3.4 | 关键件二维工程图 | DWG + PDF | 上 / 下平台、活塞杆、铰链等 | `M3-04-关键件-部件名.dwg` | | 3.5 | 机械结构有限元分析报告 | PDF + DOCX | 不少于 30 页 | `M3-05-有限元-vX.X.pdf` | | 3.6 | 装船布置三维模型 | STEP | 集成于目标船型三维模型 | `M3-06-装船布置.step` | | 3.7 | CMA / CNAS 第三方检测报告 | 盖章原件 + 电子版 | 检测机构标准格式 | `M3-07-第三方检测-机构名.pdf` | | 3.8 | 项目总结报告 | PDF + DOCX | 不少于 30 页 | `M3-08-总结报告-vX.X.pdf` | | 3.9 | 模块 3 月度进度报告 | PDF | 每月 1 份 | `M3-月报-YYYY-MM.pdf` | ### 8.4 验收流程 按合同附件四《服务和工程类采购合同验收报告》流程执行。乙方提交完工报告与全部成果后，由甲方组织专家验收。验收不通过的，乙方按要求整改直至验收通过。 --- ## 九、保密措施 ### 9.1 人员保密管理 - 全部参与人员在项目启动前签署保密协议，明确保密范围、保密期限、违约责任。 - 项目组成员名单经项目负责人审定后报甲方备案，名单变更须经甲方书面同意。 - 关键岗位人员离职时执行保密资料移交与权限注销流程，签署离职保密承诺。 ### 9.2 数据存储与传输保密 - 甲方提供资料与项目过程数据统一存储在乙方内部隔离环境的物理服务器上，不上传公有云、不接入互联网。 - 数据传输采用 SSH / SFTP 加密通道，禁用明文协议。 - 与甲方之间的数据交换采用甲方指定的安全通道，电子邮件传输前对附件加密。 ### 9.3 介质管控 - 项目数据原则上不写入移动介质（U 盘、移动硬盘）。确需写入的，经项目负责人书面批准后使用专用加密介质。 - 项目专用打印输出文件需登记台账，副本数量受控，作废文件经粉碎机销毁。 - 项目用计算机设置开机密码与硬盘加密，长时间不用自动锁屏。 ### 9.4 发表与对外披露管控 - 甲方提供的目标平台资料（船型、海域参数、工况数据）在项目期间仅供本项目使用，不外传、不发表。 - 项目期间与项目结束后均不得以文章、论文、专著、网站、社交媒体、会议演讲等任何形式公开发布与目标平台相关的具体信息。 - 涉及本项目的对外学术发表须经甲方书面授权。 ### 9.5 应急响应 - 设立保密事件应急响应机制。一旦发生数据泄露或介质丢失，2 小时内由项目负责人书面通知甲方，24 小时内提交《保密事件报告》。 - 配合甲方做事件原因调查与影响评估，按甲方要求落实整改。 ### 9.6 第三方检测机构保密 - 本项目不存在分包。 - 乙方委托具备 CMA / CNAS 资质的第三方检测机构按其自身资质要求承担保密义务，乙方与第三方机构补充签署《检测保密承诺》。 ### 9.7 项目结束后处置 - 项目最终验收通过后 30 个自然日内，按合同要求完成甲方资料处置。处置方式可选销毁、归还、封存三种之一，由甲方书面指定。 - 处置过程出具《资料处置确认书》，经甲方书面签收。 ### 9.8 保密期限 - 保密期限自合同签订之日起至甲方书面解除保密义务之日止。 - 即使在合同终止或解除后，本保密措施仍持续有效。 --- ## 十、承诺函引用说明 本服务大纲项下的标准引用、服务期限及信誉相关承诺，以投标文件中《承诺函》《投标承诺书》《供应商承诺书（一）》原文为准（详见 06-投标承诺书填写版）。 --- ## 附录 · 主要参考标准与规范 | 编号 | 标准名称 | 本项目应用章节 | | --- | --- | --- | | GB/T 12763.2 | 海洋调查规范 第 2 部分：海洋水文观测 | 应用于模块 1 风浪流实测数据的采集与处理流程，满足标准做数据预处理与质量控制 | | GB/T 12763.3 | 海洋调查规范 第 3 部分：海洋气象观测 | 应用于模块 1 风场数据的采集与处理流程，满足标准做风速 / 风向 / 气压观测数据规范化 | | GB/T 37303-2019 第 1 部分 | 船舶与海上技术 船舶操纵性 第 1 部分：基本概念、量与试验条件 | 应用于模块 1 预测模型的 8.2 节"环境"试验条件，含惯性试验、加速试验、回转试验、加速回转试验 | | GB/T 37303-2019 第 4 部分 | 船舶与海上技术 船舶操纵性 第 4 部分：停船、加速和横移 | 应用于模块 3 装置方案设计的 9.2 节"概述"，验证测试分别在逆风和顺风条件下进行 | | CB-T 3754-1995 | 船用液压泵站技术条件 | 应用于模块 2 液压系统的 5.3 节"运行试验"，含空载运行 15 分钟、分级加压至最高工作压力 | | GB/T 3766-2015 | 液压传动 系统及其元件的通用规则和安全要求 | 应用于模块 2 液压伺服系统的 5.4.4 节"阀"，含 0.1-50 Hz 扫频测试、-3 dB 带宽、相位裕度、幅值裕度 | | ISO 19901-1:2015 | 海洋环境条件定义与组合概率 | 应用于模块 1 数据集构建中风、浪、流的联合描述 | | ITTC 推荐规程 | 波浪环境描述与建模 | 应用于模块 1 JONSWAP 谱参数选取与时域波浪生成 | | ISO 10303 | STEP 三维模型标准 | 应用于模块 3 装置三维总装模型与装船布置三维模型导出 | | ISO 286 / GB/T 1800 | 极限与配合 / 尺寸公差标准 | 应用于模块 3 关键件二维工程图的尺寸公差与形位公差标注 | | ISO 9001 | 质量管理体系 | 应用于本项目过程文件与成果文件的全过程质量管理 |