第三屆國際海洋工程裝備科技創(chuàng)新大賽

-10-第三屆國際海洋工程裝備科技創(chuàng)新大賽競賽規(guī)則大賽主題：未來海洋交通創(chuàng)想道路延伸了人類的足跡與拓展探索的邊界，然而覆蓋了地球七成以上的海洋中卻沒有一條屬于人類的“海洋航路”。由于深海環(huán)境、水體運動和水下運動物體等都對海洋航行有較大的影響和限制，因此我們暢想的“天高任鳥飛、海闊憑魚躍”仍未能在人類世界真正實現(xiàn)。如今科技的高速發(fā)展與創(chuàng)新能力的提升，人類對深海世界的求知欲與探索欲也在日益增強。就讓我們運用創(chuàng)新思維，在科學推動故事情節(jié)，科技帶動人文情懷中遇見科學的未來，如果某種科學技術得以實現(xiàn)，那么未來海洋將……因此本屆大賽將圍繞未來海洋交通創(chuàng)想為主題，開展海洋交通相關的科幻繪本、概念設計與虛擬仿真任務，進行競技。A科幻類1比賽題目想象在未來的2070年代，建設一條水下公路，設想的特定載人海洋航行器能夠在該水下公路上航行。構想一種或幾種原理方案，實現(xiàn)載人海洋航行器在水下公路上航行的定位，以順利從A點到達B點為故事底層邏輯，且主角必須為人類，不得是擬人化主角。構想兩種應用于水下公路的交通裝置或設施，使得載人海洋航行器航行更加便利。水下公路的路段設定要求包含一段或全程處于距離水面和距離海底都較遠的深海路段，水下公路主要路段應為水中懸浮形式，不可采用海底隧道，且航行定位不能采用現(xiàn)有的成熟水下航行技術方案。技術方案設計上可運用原理已知的但技術目前還沒有實現(xiàn)的設想，也可以采用顛覆性原理。2比賽形式硬科幻繪本注：硬科幻是以科學或科學猜想推動故事情節(jié)的科幻作品。3比賽說明3.1參賽對象大學組：在校研究生、本科生、?？粕?；中小學組：在校高中、初中、小學生；每組成員（包含隊長與隊員）不超過4人。3.2參賽作品要求圍繞大賽主題，以未來水下公路的航行為故事背景提交硬科幻繪本作品，形式為手繪或計算機繪圖，字數(shù)、篇幅不限，上傳文件為PDF格式，文件大小不超過15M。3.3比賽流程根據(jù)國家與學校防疫要求，賽事全程在網(wǎng)上進行，比賽分為預賽和決賽兩個階段。預賽階段，采取專家網(wǎng)評形式，參賽者提交作品電子版（手繪為掃描版），作品擇優(yōu)進入決賽。決賽階段，入圍作品進行線上路演，每支隊伍路演與專家問答時間不超過10分鐘。4比賽規(guī)則比賽采取評分形式，得分高者獲勝。評分滿分100分，具體包括：1）要素的準確性30分：公路起點和終點（0或5分）；特定水下載人航行器（0或5分）；公路航行位置定位的原理（0或5分）；交通設施1的名稱（0或5分）；交通設施2的名稱（0或5分）故事的主人公（0或5分）。2）作品的創(chuàng)意50分：故事情節(jié)的整體創(chuàng)意（1-10分）、水下公路定位原理的科學創(chuàng)意（1-20分）、交通設施1的創(chuàng)意（1-10分）、交通設施2的創(chuàng)意（1-10分）。3）作品的文學性1-10分。4）繪畫的藝術性1-10分。5）深海路段扣分項：采用了當今現(xiàn)有成熟技術（0-10分）B設計類1比賽題目（選擇B1、B2任一賽題即可）B1水下無人航行器想象在未來2030年，建設一條水下航線，設計一款能夠在該水下航線上航行的特定無人海洋航行器及包含航線交通設施的配套場景。立足于現(xiàn)代水下航行場景，構想未來水下航線具體應用場景與所需交通設施，實現(xiàn)新型無人海洋航行器在水下航線上的航行與任務完成。水下航線的路段設定要求包含一段或全程處于距離水面和距離海底都較遠的深海路段，水下航線主要路段應為水中懸浮形式，不可采用海底隧道，且航行定位不能采用現(xiàn)有的成熟水下航行技術方案。技術方案設計上可運用原理已知的但技術目前還沒有實現(xiàn)的設想，也可以采用顛覆性原理。注：水下航線所需交通設施可參考設計交通信號規(guī)則、聲波傳播、通訊信標、數(shù)據(jù)傳輸、航速測量、航向選擇、避障（設計避開其他航行器的航線和動態(tài)目標）、路徑規(guī)劃等。B2水上新概念無人船想象在未來2030年，建設一條水上航路，設計一款適合于水面長期航行的新概念無人船及航路設施的配套場景。新概念無人船能夠滿足在指定航路上長期自動航行的需求，并實現(xiàn)能源補給、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｅ涮讏鼍翱梢允腔诂F(xiàn)有海上航行場景，也可以構想未來水上航路需求，配套場景中的航路設施包含并不限于中轉站、能源補給設施、航路引導設施、數(shù)據(jù)傳輸設施等。2比賽形式B1：水下無人航行器及航行場景創(chuàng)意設計效果圖與演示。B2：水上新概念無人船及航行場景創(chuàng)意設計效果圖與演示。3比賽說明3.1參賽對象大學組：在校研究生、本科生、?？粕恢行W組：在校高中、初中、小學生。每組隊員（含隊長）不超過4人。3.2參賽作品說明預賽上傳航行器概念設計圖4張與海報1張，其中海報中需包含應用場景設計。提交資料具體要求如下：設計圖版式為每張A4尺寸，包含白底三視圖3張、白底渲染效果圖1張；海報設計版式為A3尺寸一頁（包含三視圖、航行器應用于場景圖及說明）。以上資料均為JPG文件，RGB格式，分辨率300dpi。決賽準備路演PPT，如有視頻，需為MP4格式，時長不超過2分鐘。注：中小學生組可免做渲染效果圖。3.3比賽流程根據(jù)國家與學校防疫要求，賽事全程在網(wǎng)上進行，比賽分為預賽和決賽兩個階段。預賽階段，采取專家網(wǎng)評形式，參賽者提交作品電子版（手繪為掃描版），作品擇優(yōu)進入決賽。決賽階段，入圍作品進行線上路演，每支隊伍路演與專家問答時間不超過15分鐘。4比賽規(guī)則比賽采取評分形式，得分高者獲勝。評分滿分100分，具體包括：1）要素的設計50分B1類：作品中應包含水下無人航行器（0或10分）、導航定位系統(tǒng)（0或10分）、動力系統(tǒng)（0或10分）、環(huán)境感知系統(tǒng)（0或10分）、水下航線交通設施（0或10分）。B2類：作品中應包含水上新概念無人航行器（0或10分）、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（0或10分）、動力及能源補給系統(tǒng)（0或10分）、環(huán)境感知系統(tǒng)（0或10分）、水面航路交通設施（0或10分）。2）航行器的科技智能化創(chuàng)新設計1-20分。3）航行器材料工藝創(chuàng)新設計1-10分。4）航行器造型概念創(chuàng)新設計1-10分。5）航線場景交通設施創(chuàng)新設計1-10分。C仿真類1比賽題目隨著傳統(tǒng)能源消耗和風力發(fā)電技術日趨成熟，風力發(fā)電已成為全球新能源發(fā)電的重要來源。中國海上可開發(fā)風能資源約7.5億千瓦，是陸上風能資源的3倍。近年來，我國海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，海上風電場數(shù)量不斷增加、規(guī)模不斷擴大。但是由于海陸環(huán)境差異，海上風電場的迅速發(fā)展對日常巡檢與維護運行也提出了挑戰(zhàn)。因此為了實現(xiàn)降低經(jīng)濟成本和提高運維效率的目的，賽事圍繞海上風電巡檢進行仿真類競賽，在海上風電運維的仿真平臺（需在賽事網(wǎng)址下載）上進行編程，通過在指定時間內實現(xiàn)規(guī)定動作，完成不同海況下的海上巡檢和自主避障等任務。2比賽形式按照規(guī)則要求進行虛擬仿真航行。3比賽說明3.1參賽對象大學組：在校研究生、本科生、?？粕Ｃ拷M隊員（含隊長）不超過4人。4比賽規(guī)則仿真類初賽與決賽為不同的任務場景。初賽形式為限時完成任務，決賽采取積分制形式，按最終得分高低進行排名。賽事支持python，c++，c#，java語言進行編程控制。4.1初賽規(guī)則賽事預設場景范圍為800米*600米，在三分鐘內按要求巡視風電樁、穿過多島嶼海域并抵達終點即完成任務，示意圖為初賽場景，請仔細閱讀以下規(guī)則。圖1.初賽場景布置示意圖注：由于賽事需要，場景中距離參數(shù)相應縮短。技術參數(shù)詳見仿真平臺操作手冊。海域一：巡視風電樁參賽選手的無人艇從起點出發(fā)，采用自主航行的方式，依次抵達各風電樁附近可識別海域（藍色區(qū)域）并完成相應動作，隨后繼續(xù)往終點方向航行。各風電樁對應動作要求如下：1號風電樁：南側通過，過程中不得與風電樁碰撞且距離不得小于1米，繞行過程中與風電樁距離不能大于20米;2號風電樁：順時針繞行巡檢一周，巡檢過程中均在藍色識別海域內，過程中不得與風電樁碰撞且距離不得小于1米，繞行過程中與風電樁距離不能大于20米;3號風電樁：北側通過，過程中不得與風電樁碰撞且距離不得小于1米，繞行過程中與風電樁距離不能大于20米。海域二：穿過多島嶼海域參賽選手的無人艇采用自主選擇線路航行的方式，從海域一繼續(xù)往終點的方向航行，根據(jù)給定地圖避開海中的島嶼與礁石，最終抵達終點線為完成比賽。比賽要求如下：1）參賽選手需在三分鐘內完成比賽，否則無成績。2）船頭通過起點線開始計時，船尾通過終點線時停止計時。3）通過風電樁海域時，無人艇與風電樁的距離不得小于1米，不得大于20米，若無人艇中點不在此范圍內，則判定為任務未完成。4）海況風速為0-3級，流速為0-0.2米/秒。5）每隊有兩次比賽機會，任一次完成任務即可。3.2決賽規(guī)則賽事預設場景范圍為1200米*800米，在十分鐘內按要求巡檢風電樁、穿過多島嶼海域并抵達終點即完成任務。決賽按照分數(shù)進行最終賽事排名，若得分相同，則用時較短者獲勝。決賽場景布置示意圖中海域一場景與決賽實際場景一致，海域二場景布置僅供參考，決賽現(xiàn)場地圖賽前確定，請仔細閱讀以下規(guī)則。圖2.決賽場景布置示意圖注：由于賽事需要，場景中距離參數(shù)相應縮短。技術參數(shù)初賽后發(fā)布。海域一：巡檢風電樁穿越4×4風電樁陣列，每相鄰風電樁的距離為80米。參賽選手的無人艇從1號和5號風電樁之間的起點出發(fā)，從起點往終點的方向，采用自主選擇線路航行的方式，完成對11號風電樁繞行一周的巡檢（巡檢無動作），并從12號和16號風電樁之間穿出。海域二：穿過多島嶼海域參賽選手的無人艇從12號和16號風電樁之間穿出后繼續(xù)航行，經(jīng)由狹長多島嶼海域，自主選擇線路航行并抵達終點。航行過程中需要避開海域中的島嶼與礁石，水道的最小寬度為15米，不提供島嶼和礁石的位置坐標（示意圖水道區(qū)域非最終決賽場景）。計分規(guī)則如下：1）船頭通過起點線開始計時，船尾到達終點線停止計時。2）海域一完成風電樁巡檢任務得45分。其中包括正確從1號和5號之間出發(fā)得10分，從12號和16號之間離開風電樁陣列得10分，圍繞11號風電樁巡檢一周得25分。完成巡檢任務過程中，若無人艇與各風電樁的距離小于1米，則每次扣5分，若撞擊風電樁，則每次扣10分，扣分不超過該段總得分。3）海域二通過多礁石海域，成功到達終點線得45分。若無人艇與礁石或島嶼相碰撞，則每次減5分，扣分不超過該段總得分。4）規(guī)定時間內完成比賽得10分。決賽時間10分鐘，每超時1分鐘扣5分，總賽程超過12分鐘自動終止比賽。5）決賽滿分100分。6）每支參賽隊伍只有一次比賽機會。注：本規(guī)則的解釋權在大賽組委會。解題說明書A科幻類隊伍名稱：××隊學校：××學校作品名稱：隊長姓名：序號繪本基本要素繪本中要素名稱具體描述（50字以內）1公路起點和終點2特定水下載人航行器3旅行的主角4公路航行位置定位的原理5交通設施16交通設施2注：交通設施若超過兩種，僅需填寫其中兩種，評委只對寫入表格中的兩種交通設施進行評分。表格中“\”處不用填寫。解題說明書電子版請于9月25日24:00前，以“作品類別+參賽作品名稱+隊長姓名”格式命名，保存為pdf格式，與參賽作品一并上傳至大賽網(wǎng)站12。解題說明書B1設計類隊伍名稱：××隊學校：××學校作品名稱：隊長姓名：序號設計基本要素要素名稱具體描述（50字以內）1水下無人航行器2導航定位系統(tǒng)3動力系統(tǒng)4環(huán)境感知系統(tǒng)5水下航線交通設施6航行器的科技智能化創(chuàng)新設計7航行器材料工藝創(chuàng)新設計8航行器造型概念創(chuàng)新設計9航線場景交通設施創(chuàng)新設計注：解題說明書電子版請于9月25日24:00前，以“作品類別+參賽作品名稱+隊長姓名”格式命名，保存為pdf格式，與參賽作品一并上傳至大賽網(wǎng)站12。解題說明書B2設計類隊伍名稱：××隊