CN109634151A - 一种自动调整船舶声学状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调整船舶声学状态的方法，包括明确监控对象及其所属的监控系统、确定控制策略、设计软件模块、明确信息交互方式等步骤；控制策略及主要功能以软件形式构成声学状态自动调整功能模块，嵌入船舶监测报警系统控制台；该功能模块通过船舶平台网络实现与其它监控系统的信息交互。利用该方法设计得到的船舶声学状态自动调整功能模块，能够实现船舶从任意航行工况自动调整至声学状态较优的工况，以满足船舶特定作业对低噪声化的需求，提高了船舶操作的自动化程度。

Description

一种自动调整船舶声学状态的方法

技术领域

本发明涉及船舶自动化领域，特别属于船舶声学状态的自动化调整方法。

背景技术

商用船舶以及科学考察船航行过程中所产生的水下辐射噪声，不仅影响海洋生物的活动而且影响本船声学设备的工作，该问题日益受到关注。目前，国际海洋考察理事会(ICES)、挪威船级社(DNV)、中国船级社(CCS)等组织机构均对船舶水下辐射噪声限值及检测方法给出了明确的法规规定或指导性文件。船舶水下辐射噪声特征主要与船上机电设备的使用状态有关，同一航速下使用不同的设备组合，船舶水下辐射噪声级亦不同。对于某一航行状态，存在一组较优的设备使用状态，其对应的水下辐射噪声最低。

近年，船舶自动化程度越来越高，主推进装置可由驾驶室遥控，机器处所周期无人值班，CCS授予自动化附加标志AUT-0。即使对于AUT-0船舶，要将船上设备的使用情况调整至声学性能最优的状态，需要值班人员按照一定操作流程对相关机电设备进行逐一开启或关闭，自动化程度不高，船舶声学状态调整速度较慢。

科学考察船在进行海洋生物调查作业时，为提高采集数据的真实性、可靠性以及操作自动化程度，需要一种方法将船舶水下辐射噪声级自动调整到最优状态。

发明内容

本发明提供了一种自动调整船舶声学状态的方法，它能够通过软件模块根据预定控制策略以及与其它监控系统的信息交互，实现船舶机电设备使用状态的遥控切换或关闭，使船舶水下辐射噪声级调整至较优状态，具有操作简单、自动化程度高的优点。

为实现上述功能，本发明所述的自动调整船舶声学状态的方法，主要包括如下步骤：步骤一：明确监控对象及其所属的监控系统；步骤二：确定控制策略；步骤三：设计软件模块；步骤四：明确信息交互方式。

进一步，步骤一：针对船舶特定工况，在满足船舶正常航行及作业需求的前提条件下，梳理必须开启的、且安装于船舶水线以下舱室内的机电设备，进而确定安装于水线以下设备处于开启/关闭状态的清单，以及每项设备所隶属的监控系统或监控箱。

进一步，步骤二：首先利用预设车令将推进设备及其辅助设备切换到步骤一所要求的使用状态，切换过程中先开启切换推进设备所需的辅助设备，后切换推进设备；经过状态检查确认后，再按照一定逻辑遥控关闭其它辅助设备，该过程中先关闭主要辅助设备，后关闭服务于主要辅助设备的其它设备。

进一步，步骤三：根据步骤二所述的主要控制策略，编制软件流程图及控制程序。主要实现与其它监控系统的指令发送、信息接收，机电设备当前使用状态与要求状态的检查对比，机电设备切换或关闭顺序的逻辑判断等功能。

进一步，步骤四：船舶声学状态自动调整软件模块通过船舶平台网络与监控对象(各项机电设备)所属的监控系统或监控箱进行信息交互。声学状态自动调整软件模块向各设备监控系统或监控箱发送开启/关闭指令，设备使用状态反馈至本软件模块。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能够实现船舶从任意航行工况自动调整至声学状态较优的工况，以满足船舶特定作业对低噪声化的需求，提高了船舶操作的自动化程度。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是实施例某型船舶声学状态自动调整功能主要控制策略。

图2是实施例声学状态自动调整功能模块系统架构。

具体实施方式

某型船舶采用双轴双桨、电力推进方式，正常航行车令设定有6kn、8kn、11kn、15kn、18kn等航速。考虑到特定工作需求，对11kn航行工况下全船水下辐射噪声有较高要求。为满足11kn航速下的特定作业需求以及提高船舶操作的自动化程度，需要船舶能从任意航行工况调整到11kn航行工况，同时主要的机电设备运行状态自动调整至对应的要求状态，以达到较优的声学状态。为了实现上述功能并保证船舶安全航行，采用了本发明的自动调整船舶声学状态的方法。

步骤一：明确监控对象及其所属的监控系统。

通过对本船200余项机电设备的梳理，从保证船舶正常航行以及降低水下辐射噪声角度考虑，确定11kn工况下必须开启的机电设备60项，编制形成主要振源设备开启情况表，形式如下。根据船舶监测系统设计方案，确定每项振源设备所隶属的监控系统。

对于船舶航行状态时一定处于开启状态的机电设备，如推进电机，仅需对其进行状态监测；对于使用状态存在切换需求的机电设备，如柴油发电机组、燃油泵等，需对其进行遥控开启或关闭；对于11kn特定作业时应全部处于关闭的机电设备，如燃油输送泵，仅需对其进行遥控关闭。

步骤二：确定控制策略。

如图1所示，本船声学状态自动调整功能的主要控制策略如下：

(1)声学状态自动调整功能模块发出“开始”指令后，系统首先根据预定车令调整11kn航行工况，发电机组对应自动切换，然后检查目前发电机组及为发电机组、推进电机等设备服务的辅助设备的开启状态是否与所规定的安静工况开启状态一致；一致时，将向能量管理系统、辅机监控系统、消防监控系统及综合驾控系统发送关闭对应辅助设备的指令，不一致时将反馈无法发送后续指令的信息，以提示操作人员将发电机组及其辅助设备的开启状态切换至与所规定的安静工况运行状态一致。

(2)能量管理系统、辅机监控系统、消防监控系统及综合驾控系统接收到关闭辅机设备的指令，由这4个系统按照给定逻辑关闭对应的辅助设备，并将设备状态反馈至声学状态自动调整功能模块。声学状态自动调整功能模块对辅助设备状态进行检查，确认与要求状态一致后，反馈“达到要求航行工况”信息到驾驶室、集控室等部位。若四个系统不能按照指令要求执行关闭对应辅助设备，将相关信息反馈给声学状态自动调整功能模块。

(3)完成特定作业任务后，发送“结束”指令到能量管理系统、辅机监控系统、消防监控系统、综合驾控系统，各系统的监控状态策略恢复正常模式。将该状态反馈至驾驶室、机电集控室等部位。

步骤三：设计软件模块。

根据图1所示的主要控制策略，编制软件流程图及控制程序。软件模块实现控制策略的逻辑判断、设备使用状态检查以及与能量管理、辅机监控、消防监控、综合驾控等4个系统的指令交互。软件模块嵌入全船监测报警控制台。

步骤四：明确信息交互方式。

如图2所示，通过船舶平台网，声学状态自动调整功能模块与能量管理系统、辅机监控系统、消防监控系统、综合驾控系统等进行信息交互。根据任务需要，声学状态自动调整功能模块可发送开始、结束指令，设备状态切换、关闭指令等至4个监控系统。同时，声学状态自动调整功能模块可接收4个系统所属设备的运行状态信息，并可显示于控制台的显示屏。声学状态调整执行情况可通过平台网传输到驾驶室、声学实验室、轮机长室等部位的延伸显示单元。

Claims (8)

1.一种自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：明确监控对象及其所属的监控系统；

步骤二：确定控制策略；

步骤三：设计软件模块；

步骤四：明确信息交互方式。

2.根据权利要求1所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述步骤一中，在满足船舶正常航行及作业的前提条件下，以降低水下辐射噪声为目标，分析确定安装于水线以下位置处的机电设备的最小使用范围，整理出特定作业工况下机电设备开启情况清单，确定该工况下机电设备使用状态及其所属的监控系统。

3.根据权利要求2所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述步骤二中，首先切换推进设备及其辅助设备至步骤一所要求的使用状态，最后再按照一定逻辑遥控关闭其它辅助设备。

4.根据权利要求3所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述步骤三中，根据步骤二所述的控制策略，编制软件流程图及控制程序，形成声学状态自动调整功能模块。

5.根据权利要求4所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述步骤四中，船舶声学状态自动调整功能模块与其它监控系统或监控箱之间采用船舶平台网络进行信息交互。

6.根据权利要求3所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述的步骤二中，利用船舶预设的车令将推进设备及其辅助设备自动调整至要求状态，经过检查判断确定后，再按照一定的控制逻辑分别由船舶各个监控系统或监控箱实现对应辅助设备的遥控开闭。

7.根据权利要求6所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述的推进设备及其辅助设备切换逻辑，先开启推进设备所需的辅助设备，后切换推进设备。

8.根据权利要求6所述的自动调整船舶声学状态的方法，其特征在于，所述的其它辅助设备关闭逻辑，先关闭主要辅助设备，后关闭服务于主要辅助设备的其它设备。