CN107914837A - 一种船载静态吃水实时监测计算系统及方法 - Google Patents
一种船载静态吃水实时监测计算系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种船载静态吃水实时监测计算系统及方法,采用数据采集模块获取船舶在出港时的初始吃水数据和与吃水计算有关的初始数据,在船舶运行过程中实时监测与吃水计算有关的实时数据,采用数据处理模块根据初始数据和实时数据,并基于船舶吃水的计算模型进行计算获取实时的船舶静态吃水;同时结合船舶在停港期间的根据船底压力得到的吃水数据进行校准。采用本发明的技术方案可以计算得出更为准确的吃水数据,无需船舶进行停船,也克服了船舶由于航行环境因素对于吃水计算的影响。
Description
技术领域
本发明涉及船舶航行安全和能效管理领域,尤其涉及一种船载静态吃水实时监测计算的方法
背景技术
船舶静态吃水是指船舶在静止状态下的吃水深度,是船舶进港安全考核、船舶能效状态评估的重要参数,也是影响船舶能耗的重要计算因素。
现有的常规船载吃水测量系统一般是采用压力传感器直接测量船底压力的形式进行的。现有的静态吃水测量仅能船舶静止且风浪条件好的条件下可行,但是,对于常规百米以上船舶进行停船操作,从全速到航速为零至少需要半个小时,因此,由于时间成本营运船舶不可能通过停船进行吃水测量。同时,吃水深度不仅与水压有关,还与水密度有关,不同水域和不同季节的水密度的差别将会引起测量误差。而且,由于受航行波浪、海流等的影响,在航行中外部压力值的波动较大。尤其地,在船舶航行过程中,船底压力及船舶姿态均与静止状态时有较大变化,现有的通过船底压力值已不能反映船舶吃水状态。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,现提供一种船载静态吃水实时监测计算系统及方法。
具体技术方案如下:
一种船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,包括:一数据采集模块、一数据传输模块、一数据处理模块;
所述数据采集模块连接所述数据传输模块,所述数据处理模块连接数据传输模块,所述数据采集模块包括一差分全球定位装置;
所述船载静态吃水实时监测计算的方法包括以下步骤:
步骤S1:采用所述差分全球定位装置判断船舶的航速是否从零开始变化;
若所述航速开始变化,则进入步骤S2;
若所述航速未变化,则返回步骤S1;
步骤S2:采用所述数据采集模块获取所述航速为零时的初始数据和出港船底压力,采用所述数据处理模块根据所述出港船底压力计算获取出港吃水数据;
步骤S3:基于预设的时间间隔,间隔地采用所述数据采集模块获取当前时间间隔内的监测数据,采用所述数据处理模块根据所述监测数据、所述初始数据和所述出港吃水数据,计算获取实时吃水数据;
步骤S4:采用所述差分全球定位装置判断所述航速是否重新为零;
若所述航速重新为零,则进入步骤S5;
若所述航速不为零,则返回步骤S3;
步骤S5:采用所述数据采集模块获取所述航速重新为零时的到港船底压力和到港数据,根据所述到港船底压力计算获取第一到港吃水数据,根据所述到港数据、所述初始数据、所述出港吃水数据计算获取第二到港吃水数据,根据所述第一到港吃水数据与所述第二到港吃水数据进行校核消除累计误差。
优选的,所述数据采集模块包括一六自由度运动传感器和一传输泵运行监测装置;
所述步骤S3还包括以下步骤:
步骤S31:采用所述传输泵运行监测装置监测所述船舶的液货传输泵站的启停操作,所述启停操作为所述液货传输泵站从开始运行到停止运行的操作过程;
若监测到完成所述启停操作,则进入步骤S32;
若未监测到完成所述启停操作,则返回步骤S31;
步骤S32:采用所述六自由度运动传感器感应所述船舶外的风浪状况;
若所述风浪状况良好,则进入步骤S34;
若所述风浪状况较差,则进入步骤S33;
步骤S33:采用所述采集模块获取预设时间内的重置数据组,采用所述数据处理模块计算所述重置数据组的平均值,并将所述平均值设置为重置数据,进入所述步骤S35;
步骤S34:采用所述数据采集模块获取所述重置数据,
步骤S35:采用所述数据处理模块根据所述重置数据重置所述初始数据,根据重置后的所述初始数据计算获取重置吃水数据,并根据所述重置吃水数据重置所述出港吃水数据。
优选的,所述初始数据、所述监测数据、所述到港数据均包括:每个液舱的舱内液位和液体密度、所述船舶的倾斜角度、海水密度;
所述数据采集模块还包括一液位监测装置、一液体密度监测装置、一六自由度运动传感器;
所述数据采集模块采用所述液位监测装置获取每个所述舱内液位,采用所述液体密度监测装置获取所述液体密度和所述海水密度,采用所述六自由度运动传感器获取所述倾斜角度。
优选的,所述数据采集模块还包括一压力监测装置,所述压力监测装置设置在所述船舶的船首的船底板和船尾的船底板上;
所述数据采集模块采用所述压力监测装置获取所述出港船底压力和所述到港船底压力。
优选的,所述初始数据包括:第一海水密度、第一横倾角度、第一纵倾角度,每个液舱的第一舱内液位和液体密度;
所述监测数据和所述到港数据均分别包括:每个所述液舱的第二舱内液位和第二海水密度;
所述数据处理模块采用如下步骤获取所述实时吃水数据和所述第二到港吃水数据:
步骤B1:获取所述出港吃水数据、所述初始数据、所述监测数据或所述到港数据;
步骤B2:基于静水力模型,计算得到第一排水体积和第一重心;
步骤B3:基于舱容模型,计算得到每个所述液舱的第一液体体积和第一形心,计算得到每个所述液舱的第二液体体积和第二形心;
步骤B4:根据所述静水力模型和所述舱容模型,计算获取第一排水量、液舱总重量的实时变化值,第二重心纵向位置;
步骤B5:根据所述第一排水量、所述液舱总重量的实时变化值、所述第二重心纵向位置,计算获取第二排水体积;
步骤B6:根据所述第二排水体积和所述静水力模型,计算获取第二正浮吃水、第二浮心纵向位置、第二漂心纵向位置、每厘米纵倾力矩;
步骤B7:根据所述第一重心、所述第二浮心纵向位置、所述第一排水量、所述液舱总重量的实时变化值,计算获取实时纵倾力矩;
步骤B8:根据所述实时纵倾力矩和所述每厘米纵倾力矩,计算获取纵倾值;
步骤B9:根据所述纵倾值、所述第二正浮吃水,计算得到所述船舶的静态吃水。
优选的,一种船载静态吃水实时监测计算系统,包括:
船舶采集模块,分散设置在船舶上,用于获取所述船舶的航速和监测数据,在所述航速为零时获取初始数据和出港船底压力,在所述航速重新为零时获取到港船底压力和到港数据;
数据传输模块,连接所述船舶采集模块,用于控制所述船舶采集模块进行数据传输;
数据处理模块,连接所述数据传输模块,用于根据所述出港船底压力计算获取出港吃水数据,根据所述监测数据、所述初始数据和所述出港吃水数据计算获取实时吃水数据;根据所述到港船底压力计算获取第一到港吃水数据,根据所述到港数据、所述初始数据和所述出港吃水数据计算获取第二到港吃水数据,根据所述第一到港吃水数据与所述第二到港吃水数据进行校核消除累计误差。
优选的,所述初始数据、所述监测数据、所述到港数据均包括:每个液舱的舱内液位和液体密度、船舶的倾斜角度、海水密度;
所述船舶采集模块包括:
液位监测装置,设置在所述船舶的各主要舱室,用于获取每个所述液舱的液位;
液体密度监测装置,设置在所述船舶的海水总管和每个所述液舱中,用于获取所述海水密度和所述液体密度;
压力监测装置,设置在所述船舶的船首的船底板、船中的船底板和船尾的船底板上,用于获取所述出港船底压力和所述到港船底压力;
差分全球定位装置,设置在所述船舶的甲板上开阔区域,用于获取所述航速;
六自由度运动传感器,设置在所述船舶的船首,用于获取所述倾斜角度。
优选的,所述船舶采集模块还包括一传输泵运行监测装置,设置在所述船舶的液货传输泵站上,用于在监测到所述液货传输泵站完成启停操作后,根据所述船舶采集模块获取的数据,通过所述数据处理模块重置所述初始数据和出港吃水数据。
优选的,数据传输模块包括:
模数转换装置,分别连接所述液位监测装置、所述液体密度监测装置、所述压力监测装置,用于采集所述液位监测装置的信号、所述液体密度监测装置的信号、所述压力监测装置的信号,并集成转换为串口数据;
NEMA分配器,连接所述差分全球定位装置,用于将所述差分全球定位装置的信号隔离转换为串口数据;
串口服务器,连接所述模数转换装置、所述NEMA分配器、所述六自由度运动传感器,用于将所述串口数据和所述六自由度运动传感器的信号转换为网络数据;
网络交换机,连接所述与串口服务器,用于将所述网络数据传输至所述数据处理模块中。
优选的,所述船载静态吃水实时监测计算系统还包括多个与所述数据处理模块连接的显示屏,所述显示屏用于显示所述数据处理模块接收的数据和计算得出的数据。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
采用本发明的技术方案,可以将数据采集模块获取的各类与吃水计算有关的数据通过数据处理模块的数据模型进行耦合处理,计算得出更为准确的吃水数据,无需船舶进行停船,也克服了船舶由于航行环境因素对于吃水计算的影响。
附图说明
参考所附附图,以更加充分的描述本发明的实施例。然而,所附附图仅用于说明和阐述,并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明一种船载静态吃水实时监测计算的方法的实施例的流程图;
图2为本发明一种船载静态吃水实时监测计算的方法的实施例中重置初始数据和初始数据的流程图;
图3为本发明一种船载静态吃水实时监测计算的方法的实施例中获取实时吃水数据和第二到港吃水数据的流程图;
图4为本发明一种船载静态吃水实时监测计算系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
本发明包括一种船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,包括:一数据采集模块、一数据传输模块、一数据处理模块;
数据采集模块连接数据传输模块,数据处理模块连接数据传输模块,数据采集模块包括一差分全球定位装置;
船载静态吃水实时监测计算的方法包括以下步骤:
步骤S1:采用差分全球定位装置判断船舶的航速是否从零开始变化;
若航速开始变化,则进入步骤S2;
若航速未变化,则返回步骤S1;
步骤S2:采用数据采集模块获取航速为零时的初始数据和出港船底压力,采用数据处理模块根据出港船底压力计算获取出港吃水数据;
步骤S3:基于预设的时间间隔,间隔地采用数据采集模块获取当前时间间隔内的监测数据,采用数据处理模块根据监测数据、初始数据和出港吃水数据,计算获取实时吃水数据;
步骤S4:采用差分全球定位装置判断航速是否重新为零;
若航速重新为零,则进入步骤S5;
若航速不为零,则返回步骤S3;
步骤S5:采用数据采集模块获取航速重新为零时的到港船底压力和到港数据,根据到港船底压力计算获取第一到港吃水数据,根据到港数据、初始数据、出港吃水数据计算获取第二到港吃水数据,根据第一到港吃水数据与第二到港吃水数据进行校核消除累计误差。
具体的,本实施例中,通过数据采集模块获取船舶在出港时的初始吃水数据和与吃水计算有关的初始数据,在船舶运行过程中实时监测与吃水计算有关的实时数据,采用数据处理模块根据初始数据和实时数据,并基于船舶吃水的计算模型进行计算获取实时的船舶静态吃水;同时结合船舶在停港期间的根据船底压力得到的吃水数据进行校准。在采用数据采集模块采集数据时,根据数据采集模块的六自由度运动传感器判断出当前的船舶运动幅值较大,采集时间应适当加长并取平均值,使得数据采集模块采集的数据更为准确。
本发明一种较佳的实施例中,数据采集模块包括一六自由度运动传感器和一传输泵运行监测装置;
步骤S3还包括以下步骤:
步骤S31:采用传输泵运行监测装置监测船舶的液货传输泵站的启停操作,启停操作为液货传输泵站从开始运行到停止运行的操作过程;
若监测到完成启停操作,则进入步骤S32;
若未监测到完成启停操作,则返回步骤S31;
步骤S32:采用六自由度运动传感器感应船舶外的风浪状况;
若风浪状况良好,则进入步骤S34;
若风浪状况较差,则进入步骤S33;
步骤S33:采用采集模块获取预设时间内的重置数据组,采用数据处理模块计算重置数据组的平均值,并将平均值设置为重置数据,进入步骤S35;
步骤S34:采用数据采集模块获取重置数据;
步骤S35:采用数据处理模块根据重置数据重置初始数据,根据重置后的初始数据计算获取重置吃水数据,并根据重置吃水数据重置出港吃水数据。
具体的,本实施例中,液货传输泵站在完成启停操作时,船舶内运载的液货质量发生了变化,需要对出港吃水数据和初始数据进行重置,保证数据处理模块在计算后续的实时静态吃水的准确性。
在重置出港吃水数据和初始数据时通过六自由度运动传感器判断船舶的风浪情况,在风浪状况良好时,数据采集模块可以更准确的重置数据。其中,六自由度运动传感器检测到船舶来回晃荡的角度幅度小于预设的角度幅度,表明此时风浪状况良好;船舶来回晃荡的角度幅度不小于预设的角度幅度,表明此时风浪状况较差;
在风浪状况良好时,数据处理模块直接从数据采集模块获取重置数据。
在风浪状况较差时,数据处理模块获取预设时间内的多个重置数据,作为重置数据组,获取重置数据组的平均值,可以在风浪状况较差时获取较为准确的重置数据。进一步地,根据六自由度运动传感器感应到的船舶来回晃荡的角度幅度,在角度幅度较大时,延长预设时间,在角度幅度较小时,缩短预设时间,提高了数据处理的效率。进一步地,对于获取到的重置数据组,数据处理模块设置有数值限定范围,数值限定范围以为外的数据为非正常数据可信度较低,将在数值限定范围以为外的重置数据组中的数据剔除,进一步提高数据处理的准确性。
本发明一种较佳的实施例中,初始数据、监测数据、到港数据均包括:每个液舱的舱内液位和液体密度、船舶的倾斜角度、海水密度;
数据采集模块还包括一液位监测装置、一液体密度监测装置、一六自由度运动传感器;
数据采集模块采用液位监测装置获取每个舱内液位,采用液体密度监测装置获取液体密度和海水密度,采用六自由度运动传感器获取倾斜角度。
具体地,本实施例中,液位监测装置、液体密度监测装置和六自由度运动传感器均为现有的信号传感器。
本发明一种较佳的实施例中,数据采集模块还包括一压力监测装置,压力监测装置设置在船舶的船首的船底板和船尾的船底板上;
数据采集模块采用压力监测装置获取出港船底压力和到港船底压力。
具体地,本实施例中,压力监测装置为现有技术中的压力传感器。
本发明一种较佳的实施例中,初始数据包括:第一海水密度、第一横倾角度、第一纵倾角度,每个液舱的第一舱内液位和液体密度;
监测数据和到港数据均分别包括:每个液舱的第二舱内液位和第二海水密度;
数据处理模块采用如下步骤获取实时吃水数据和第二到港吃水数据:
步骤B1:获取出港吃水数据、初始数据、监测数据或到港数据;
步骤B2:基于静水力模型,计算得到第一排水体积和第一重心;
步骤B3:基于舱容模型,计算得到每个液舱的第一液体体积和第一形心,计算得到每个液舱的第二液体体积和第二形心;
步骤B4:根据静水力模型和舱容模型,计算获取第一排水量、液舱总重量的实时变化值,第二重心纵向位置;
步骤B5:根据第一排水量、液舱总重量的实时变化值、第二重心纵向位置,计算获取第二排水体积;
步骤B6:根据第二排水体积和静水力模型,计算获取第二正浮吃水、第二浮心纵向位置、第二漂心纵向位置、每厘米纵倾力矩;
步骤B7:根据第一重心、第二浮心纵向位置、第一排水量、液舱总重量的实时变化值,计算获取实时纵倾力矩;
步骤B8:根据实时纵倾力矩和每厘米纵倾力矩,计算获取纵倾值;
步骤B9:根据纵倾值、第二正浮吃水,计算得到船舶的静态吃水。
具体地,本实施例中,出港吃水数据包括:初始的船首船尾的吃水深度df与da;初始数据包括:第一海水密度ρ,第一横倾角度φ,第一纵倾角度θ,各液舱的第一舱内液位ti和液体密度ρ;,监测数据或到港数据包括:每个液舱第二舱内液位ti’和第二海水密度ρ’,基于静水力模型建立回归公式,得到船舶第一排水体积和第一重心xb:
基于舱容模型,得到每个液舱的第一液体体积Vi和第一形心xti,得到每个液舱的第二液体体积Vi’和第二形心xti’:Vi=f3(ti,φ,θ);xti=f4(ti,φ,θ)
第一排水量Δ为:
液舱总重量的实时变化值P为:
第二重心纵向位置xg’为:
其中,n为液舱的编号,为保证系统精度,对于常见的集装箱船,依次对压载水舱、油舱、淡水舱在内的三十余个液舱进行计算。
根据上述内容,第二排水体积为:
进一步地,根据上述的第二排水体积和静水力模型,计算得到:
第二正浮吃水d’、第二浮心纵向位置xb’、第二漂心纵向位置xf’、每厘米纵倾力矩MTC’;
进一步地,实时纵倾力矩为:
得到船舶当前的纵倾值t为:
根据纵倾值t、第二正浮吃水d’、船舶的长度L,计算得到船舶的静态吃水df’和da’:
上述步骤,根据舱容模型和静水力模型面结合船舶采集模块获取的各类监测数据,基于舱容模型计算各液舱的重量分布,从而获取计算得到的静态吃水,使得船舶在运行过程中不依靠船底的压力获取更准确的吃水数据。
本发明一种较佳的实施例中,一种船载静态吃水实时监测计算系统,包括:
船舶采集模块1,分散设置在船舶上,用于获取船舶的航速和监测数据,在航速为零时获取初始数据和出港船底压力,在航速重新为零时获取到港船底压力和到港数据;
数据传输模块2,连接船舶采集模块1,用于控制船舶采集模块1进行数据传输;
数据处理模块3,连接数据传输模块2,用于根据出港船底压力计算获取出港吃水数据,根据监测数据、初始数据和出港吃水数据计算获取实时吃水数据;根据到港船底压力计算获取第一到港吃水数据,根据到港数据、初始数据和出港吃水数据计算获取第二到港吃水数据,根据第一到港吃水数据与第二到港吃水数据进行校核消除累计误差。
具体地,本实施例中,通过数据采集模块获取船舶在出港时的初始吃水数据和与吃水计算有关的初始数据,在船舶运行过程中实时监测与吃水计算有关的实时数据,采用数据处理模块3根据初始数据和实时数据,并基于船舶吃水的计算模型进行计算获取实时的船舶静态吃水;同时结合船舶在停港期间的根据船底压力得到的吃水数据进行校准。
本发明一种较佳的实施例中,初始数据、监测数据、到港数据均包括:每个液舱的舱内液位和液体密度、船舶的倾斜角度、海水密度;
船舶采集模块1包括:
液位监测装置11,设置在船舶的各主要舱室,用于获取每个液舱的液位;
液体密度监测装置12,设置在船舶的海水总管和每个液舱中,用于获取海水密度和液体密度;
压力监测装置13,设置在船舶的船首的船底板、船中的船底板和船尾的船底板上,用于获取出港船底压力和到港船底压力;
差分全球定位装置14,设置在船舶的甲板上开阔区域,用于获取航速;
六自由度运动传感器15,设置在船舶的船首,用于获取倾斜角度。
本发明一种较佳的实施例中,船舶采集模块1还包括一传输泵运行监测装置,设置在船舶的液货传输泵站上,用于在监测到液货传输泵站完成启停操作后,根据船舶采集模块1获取的数据,通过数据处理模块3重置初始数据和出港吃水数据。
本发明一种较佳的实施例中,数据传输模块2包括:
模数转换装置21,分别连接液位监测装置11、液体密度监测装置12、压力监测装置13,用于采集液位监测装置11的信号、液体密度监测装置12的信号、压力监测装置13的信号,并集成转换为串口数据;
NEMA分配器22,连接差分全球定位装置14,用于将差分全球定位装置14的信号隔离转换为串口数据;
串口服务器23,连接模数转换装置21、NEMA分配器22、六自由度运动传感器15,用于将串口数据和六自由度运动传感器15的信号转换为网络数据;
网络交换机24,连接与串口服务器23,用于将网络数据传输至数据处理模块3中。
具体的,本实施例中,液位监测装置11、液体密度监测装置12、压力监测装置13均为现有的传感器,得到的信号通过模拟信号的方式发出,通过模数转换装置21进行转换,得到串口服务器23可识别的串口数据;NEMA分配器22为现有的定位系统信号处理装置,将获取的航速转换串口数据。进一步,通过串口服务器23和网络交换机24将监测到的数据以网络形式集成传输,实现远距离信息传输。六自由度运动传感器15获取的监测数据为串口数据,采用直接连接串口服务器23。
本发明一种较佳的实施例中,船载静态吃水实时监测计算系统还包括多个与数据处理模块3连接的显示屏4,显示屏4用于显示数据处理模块3接收的数据和计算得出的数据。
具体的,本实施例中,显示屏4设置在甲板办公室和驾驶室,将系统操作、数据、数据计算的过程及结果进行显示。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,包括:一数据采集模块、一数据传输模块、一数据处理模块;
所述数据采集模块连接所述数据传输模块,所述数据处理模块连接数据传输模块,所述数据采集模块包括一差分全球定位装置;
所述船载静态吃水实时监测计算的方法包括以下步骤:
步骤S1:采用所述差分全球定位装置判断船舶的航速是否从零开始变化;
若所述航速开始变化,则进入步骤S2;
若所述航速未变化,则返回所述步骤S1;
所述步骤S2:采用所述数据采集模块获取所述航速为零时的初始数据和出港船底压力,采用所述数据处理模块根据所述出港船底压力计算获取出港吃水数据;
步骤S3:基于预设的时间间隔,间隔地采用所述数据采集模块获取当前时间间隔内的监测数据,采用所述数据处理模块根据所述监测数据、所述初始数据和所述出港吃水数据,计算获取实时吃水数据;
步骤S4:采用所述差分全球定位装置判断所述航速是否重新为零;
若所述航速重新为零,则进入步骤S5;
若所述航速不为零,则返回所述步骤S2;
所述步骤S5:采用所述数据采集模块获取所述航速重新为零时的到港船底压力和到港数据,根据所述到港船底压力计算获取第一到港吃水数据,根据所述到港数据、所述初始数据、所述出港吃水数据计算获取第二到港吃水数据,根据所述第一到港吃水数据与所述第二到港吃水数据进行校核消除累计误差。
2.根据权利要求1所述的船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,所述数据采集模块包括一六自由度运动传感器和一传输泵运行监测装置;
所述步骤S3还包括以下步骤:
步骤S31:采用所述传输泵运行监测装置监测所述船舶的液货传输泵站的启停操作,所述启停操作为所述液货传输泵站从开始运行到停止运行的操作过程;
若监测到完成所述启停操作,则进入步骤S32;
若未监测到完成所述启停操作,则返回所述步骤S31;
所述步骤S32:采用所述六自由度运动传感器感应所述船舶外的风浪状况;
若所述风浪状况良好,则进入步骤S34;
若所述风浪状况较差,则进入步骤S33;
所述步骤S33:采用所述采集模块获取预设时间内的重置数据组,采用所述数据处理模块计算所述重置数据组的平均值,并将所述平均值设置为重置数据,进入所述步骤S35;
所述步骤S34:采用所述数据采集模块获取所述重置数据,
所述步骤S35:采用所述数据处理模块根据所述重置数据重置所述初始数据,根据重置后的所述初始数据计算获取重置吃水数据,并根据所述重置吃水数据重置所述出港吃水数据。
3.根据权利要求1所述的船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,所述初始数据、所述监测数据、所述到港数据均包括:每个液舱的舱内液位和液体密度、所述船舶的倾斜角度、海水密度;
所述数据采集模块还包括一液位监测装置、一液体密度监测装置、一六自由度运动传感器;
所述数据采集模块采用所述液位监测装置获取每个所述舱内液位,采用所述液体密度监测装置获取所述液体密度和所述海水密度,采用所述六自由度运动传感器获取所述倾斜角度。
4.根据权利要求1所述的船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,所述数据采集模块还包括一压力监测装置,所述压力监测装置设置在所述船舶的船首的船底板和船尾的船底板上;
所述数据采集模块采用所述压力监测装置获取所述出港船底压力和所述到港船底压力。
5.根据权利要求1所述的船载静态吃水实时监测计算的方法,其特征在于,所述初始数据包括:第一海水密度、第一横倾角度、第一纵倾角度,每个液舱的第一舱内液位和液体密度;
所述监测数据和所述到港数据均分别包括:每个所述液舱的第二舱内液位和第二海水密度;
所述数据处理模块采用如下步骤获取所述实时吃水数据和所述第二到港吃水数据:
步骤B1:获取所述出港吃水数据、所述初始数据、所述监测数据或所述到港数据;
步骤B2:基于静水力模型,计算得到第一排水体积和第一重心;
步骤B3:基于舱容模型,计算得到每个所述液舱的第一液体体积和第一形心,计算得到每个所述液舱的第二液体体积和第二形心;
步骤B4:根据所述静水力模型和所述舱容模型,计算获取第一排水量、液舱总重量的实时变化值,第二重心纵向位置;
步骤B5:根据所述第一排水量、所述液舱总重量的实时变化值、所述第二重心纵向位置,计算获取第二排水体积;
步骤B6:根据所述第二排水体积和所述静水力模型,计算获取第二正浮吃水、第二浮心纵向位置、第二漂心纵向位置、每厘米纵倾力矩;
步骤B7:根据所述第一重心、所述第二浮心纵向位置、所述第一排水量、所述液舱总重量的实时变化值,计算获取实时纵倾力矩;
步骤B8:根据所述实时纵倾力矩和所述每厘米纵倾力矩,计算获取纵倾值;
步骤B9:根据所述纵倾值、所述第二正浮吃水,计算得到所述船舶的静态吃水。
6.一种船载静态吃水实时监测计算系统,其特征在于,包括:
船舶采集模块,分散设置在船舶上,用于获取所述船舶的航速和监测数据,在所述航速为零时获取初始数据和出港船底压力,在所述航速重新为零时获取到港船底压力和到港数据;
数据传输模块,连接所述船舶采集模块,用于控制所述船舶采集模块进行数据传输;
数据处理模块,连接所述数据传输模块,用于根据所述出港船底压力计算获取出港吃水数据,根据所述监测数据、所述初始数据和所述出港吃水数据计算获取实时吃水数据;根据所述到港船底压力计算获取第一到港吃水数据,根据所述到港数据、所述初始数据和所述出港吃水数据计算获取第二到港吃水数据,根据所述第一到港吃水数据与所述第二到港吃水数据进行校核消除累计误差。
7.根据权利要求6所述的船载静态吃水实时监测计算系统,其特征在于,所述初始数据、所述监测数据、所述到港数据均包括:每个液舱的舱内液位和液体密度、船舶的倾斜角度、海水密度;
所述船舶采集模块包括:
液位监测装置,设置在所述船舶的各主要舱室,用于获取每个所述液舱的液位;
液体密度监测装置,设置在所述船舶的海水总管和每个所述液舱中,用于获取所述海水密度和所述液体密度;
压力监测装置,设置在所述船舶的船首的船底板、船中的船底板和船尾的船底板上,用于获取所述出港船底压力和所述到港船底压力;
差分全球定位装置,设置在所述船舶的甲板上开阔区域,用于获取所述航速;
六自由度运动传感器,设置在所述船舶的船首,用于获取所述倾斜角度。
8.根据权利要求7所述的所述的船载静态吃水实时监测计算系统,其特征在于,所述船舶采集模块还包括一传输泵运行监测装置,设置在所述船舶的液货传输泵站上,用于在监测到所述液货传输泵站完成启停操作后,根据所述船舶采集模块获取的数据,通过所述数据处理模块重置所述初始数据和出港吃水数据。
9.根据权利要求7所述的所述的船载静态吃水实时监测计算系统,其特征在于,数据传输模块包括:
模数转换装置,分别连接所述液位监测装置、所述液体密度监测装置、所述压力监测装置,用于采集所述液位监测装置的信号、所述液体密度监测装置的信号、所述压力监测装置的信号,并集成转换为串口数据;
NEMA分配器,连接所述差分全球定位装置,用于将所述差分全球定位装置的信号隔离转换为串口数据;
串口服务器,连接所述模数转换装置、所述NEMA分配器、所述六自由度运动传感器,用于将所述串口数据和所述六自由度运动传感器的信号转换为网络数据;
网络交换机,连接所述与串口服务器,用于将所述网络数据传输至所述数据处理模块中。
10.根据权利要求6所述的所述的船载静态吃水实时监测计算系统,其特征在于,还包括多个与所述数据处理模块连接的显示屏,所述显示屏用于显示所述数据处理模块接收的数据和计算得出的数据。
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