CN112407184A - 用于计算船舶重量重心分布的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于计算船舶重量重心分布的方法及系统，将全船工程模型划分为多个子节点，依次获取子节点内各部件模型的重量、重心数据，并将相关信息输出至数据库；把全船空间划分为多个相互连接且互不重叠的空间区域，从数据库中读取全船所有部件模型的重量、重心数据，根据重心位置计算出部件所归属的空间区域；根据归属空间计算结果，统计各空间区域内所有部件的总重量及重心，并输出报表。本发明的有益之处在于，可快速统计任意空间范围内部件的重量、重心信息，具有统计灵活、快速的特点，能满足不同岗位的设计与研发人员对于船舶重量、重心的多样化需求，有助于对船舶重量、重心的精确控制。

Description

用于计算船舶重量重心分布的方法及系统

技术领域

本发明涉及船舶设计领域，特别是涉及一种用于计算船舶重量重心分布的方法及系统。

背景技术

船舶重量、重心控制是船舶设计领域的一个关键点，贯穿基本设计、详细设计、生产设计、建造安装各阶段，对降低生产成本、提高产品质量具有重要影响。在船舶详细设计与生产设计阶段，可根据部件模型进行全船或重点区域的重量、重心计算，目前主要有三种方法：一是基于部件空间位置系统预定义的统计方法，即系统已预设了部件的空间属性，重量、重心计算程序可按照既定空间进行分类统计，但此种方法下部件的空间归属不可更改，不能满足用户动态规划统计空间的需求；二是基于部件空间位置用户预定义的统计方法，此方法要求所有部件的归属空间在统计前被赋值，进而得出重量、重心在全船空间范围内的分布信息，但此种方法下设计人员需要大量的手工定义工作，费时费力，另外全船部件不能够同时存在两种以上的空间划分方式，即不能同时满足多用户不同空间划分方式的统计需求；三是基于部件过滤的统计方法，设计人员首先依照具体需求规划空间，然后使用选择模型节点、查找部件属性等方式过滤结构树，得到能对应各统计空间的多个模型，最终得出各空间内模型的总重量、重心，但此种方法需要设计人员进行大量的手工操作，效率较低。以上三种方法均要求在部件重量、重心抽取前，就在设计软件内对部件的归属空间进行定义。

因此，希望能够提供一种船舶重量、重心分布的统计方法，设计人员无需逐个部件定义归属空间，使用一次抽取、灵活统计的方式，相关需求人员可依照各自需求对全船采用不同的空间划分方式，快速、高效地完成重量、重心分布的统计工作。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于计算船舶重量重心分布的方法及系统，用于解决船舶设计过程中重量、重心统计效率低下、灵活性差的问题，具有统计灵活、快速的特点，可满足不同岗位的设计与研发人员对于船舶重量、重心的多样化需求，有助于对船舶重量、重心的精确控制。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于计算船舶重量重心分布的方法，包括如下步骤：

S11，将全船工程模型划分为多个子节点，依次获取子节点内各部件模型的重量、重心数据，并将相关信息输出至数据库；

S12，把全船空间划分为多个相互连接且互不重叠的空间区域，从数据库中读取全船所有部件模型的重量、重心数据，根据重心位置计算出部件所归属的空间区域；

S13，根据归属空间计算结果，统计各空间区域内所有部件的总重量及重心，并输出报表。

优选地，步骤S11还包括：

S111，将工程模型按照区域及建模专业进行划分，得到多个子节点；

S112，启动模型重量、重心计算程序后，读取配置文件中的节点信息，依次进行处理；

S113，将获取到的部件的重量、重心信息，连同部件信息，一同存储至数据库中。

优选地，步骤S12还包括：

S121，相关人员根据需要，使用三维软件创建出多个密闭空间模型，各空间模型相互连接且互不重叠；

S122，依次为每个密闭空间模型编制名称，并添加一个数字作为后缀，数字从0开始且一次递增，不相重复；

S123，使用模型解析接口获取某个密闭空间模型的各个表面，并将表面进行网格化得到相应的三角面片；

S124，解析该空间模型表面的所有三角面片，根据各三角面片顶点的空间位置，计算出该空间模型的长方形包络体；

S125，将该空间模型的三角形面片连同其包络体的数学表示存储在文件中；

S126，重复S122至S125，直至解析完成所有空间模型；

S127，读取出所有部件的使用全船坐标系表示的重心坐标；

S128，解析存储在文件中的各空间模型的数学表示，获取到每个空间区域的包络体以及其表面的三角面片；

S129，给定一个部件，计算该部件与所有密闭空间包络体的相对位置关系，若部件重心位于某密闭空间包络体内或其表面，则称两者为相交关系，否则为相离关系；

S1210，当与该部件相对位置关系为相交的密闭空间只有一个，则将该密闭空间作为该部件的归属空间；

S1211，当与该部件相对位置关系为相交的密闭空间多于一个时，则采取奇偶原则，根据重心坐标与密闭空间三角面片之间的关系，精确计算出重心坐标与密闭空间的位置关系。

优选地，步骤S13还包括：

S131，按照所归属的空间区域，将归属于同一空间区域的部件划归为一组；

S132，对同一组的所有部件进行汇总其综合重量及综合重心，并作为该空间区域的重量与重心，其中，该空间区域的整体重量为各部件的重量之和，整体重心则根据重心计算公式得出；

S133，将各空间区域内部件的重量、重心结果输出至报表。

一种用于计算船舶重量重心分布的系统，包括：

部件重量重心数据抽取模块，用于将全船各部件的重量、重心信息抽取至数据库中；

空间划分模块，提供交互界面用于定义空间区域，并将定义结果输出至文件中；

空间定义文件解析模块，用于解析文件中存储的空间定义信息；

部件归属空间计算模块，根据部件的重量坐标信息，确定其所应归属的空间区域；

报表输出模块，用于将统计结果输出以报表形式进行输出。

如上所述，本发明用于计算船舶重量重心分布方法及系统，具备以下的有益效果：可快速统计任意空间范围内部件的重量、重心信息，具有统计灵活、快速的特点，能满足不同岗位的设计与研发人员对于船舶重量、重心的多样化需求，有助于对船舶重量、重心的精确控制。

附图说明

图1为本发明实施例的用于计算船舶重量重心分布的方法流程示意图；

图2为本发明实施例的用于计算船舶重量重心分布的系统模块示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在本发明的描述中，需要说明书的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图2所示，本发明提供了一种用于计算船舶重量重心分布方法及系统。可快速统计任意空间范围内部件的重量、重心信息，具有统计灵活、快速的特点，能满足不同岗位的设计与研发人员对于船舶重量、重心的多样化需求，有助于对船舶重量、重心的精确控制。

如图1所示，展示本发明实施例中一种用于计算船舶重量重心分布方法的流程示意图，下文将结合具体的实施例说明本发明技术方案的工作原理，实施例步骤如下：

S11：将全船工程模型划分为多个子节点，依次获取子节点内各部件模型的重量、重心数据，并将相关信息输出至数据库。

第一步：将工程模型按照区域及建模专业进行划分，得到多个子节点。工程根节点下包含多个区域子节点，如机舱、货舱、上建等；相应的区域节点会再次被划分为多个专业子节点，如结构、管系、电气、风管等，将此层级的节点划分后所需的子节点，并将其标识信息记录在配置文件中；

第二步：启动模型重量、重心计算程序后，读取配置文件中的节点信息，依次进行处理。处理时，重量、重心程序将首先把节点模型打开，然后逐级获取给定节点下所有部件的重量、重心信息；

第三步：将获取到的部件的重量、重心信息，连同部件信息，一同存储至数据库中。定制数据表格式，包含字段内容如下：

S12：把全船空间划分为多个相互连接且互不重叠的空间区域,并从数据库中读取全船所有部件模型的重量、重心数据，根据重心位置计算出部件所归属的空间区域。

第一步：相关人员根据需要，使用三维软件创建出多个密闭空间模型，各空间模型相互连接且互不重叠；

第二步：依次为每个密闭空间模型编制名称，并添加一个数字作为后缀，数字从0开始且一次递增，不相重复，如Z_001；

第三步：使用模型解析接口获取某个密闭空间模型的各个表面，并将表面进行网格化得到相应的三角面片；

第四步：解析该空间模型表面的所有三角面片，根据各三角面片顶点的空间位置，计算出该空间模型的长方形包络体；

第五步：将该空间模型的三角形面片连同其包络体的数学表示存储在文件中；

第六步：重复第二步到第五步，直至解析完成所有空间模型；

第七步：读取出所有部件的使用全船坐标系表示的重心坐标；

第八步：解析存储在文件中的各空间模型的数学表示，获取到每个空间区域的包络体以及其表面的三角面片；

第九步：给定一个部件，计算该部件与所有密闭空间包络体的相对位置关系，若部件重心位于某密闭空间包络体内或其表面，则称两者为相交关系，否则为相离关系；

第十步：当与该部件相对位置关系为相交的密闭空间只有一个，则将该密闭空间作为该部件的归属空间；

第十一步：当与该部件相对位置关系为相交的密闭空间多于一个时，则采取奇偶原则，根据重心坐标与密闭空间三角面片之间的关系，精确计算出重心坐标与密闭空间的位置关系，一般此时可得到一个密闭空间，将其作为该部件的归属空间。特殊情况下，如重心位于密闭空间的表面时，计算结果可能得到两个甚至两个以上的密闭空间，此时取编号最小的密闭空间作为该部件的归属空间。

S13：根据计算结果，统计各空间区域内所有部件的总重量及重心，并输出报表。

第一步：按照所归属的空间区域，将归属于同一空间区域的部件划归为一组；

第二步：对同一组的所有部件进行汇总其综合重量及综合重心，并作为该空间区域的重量与重心。其中，该空间区域的整体重量为各部件的重量之和，整体重心则根据重心计算公式得出；

第三步：将各空间区域内部件的重量、重心结果输出至报表，报表格式如下所示：

如图2所示，一种用于计算船舶重量重心分布的系统，包括：

部件重量重心数据抽取模块201，用于将全船各部件的重量、重心信息抽取至数据库中；

空间划分模块202，提供交互界面用于定义空间区域，并将定义结果输出至文件中；

空间定义文件解析模块203，用于解析文件中存储的空间定义信息；

部件归属空间计算模块204，根据部件的重量坐标信息，确定其所应归属的空间区域；

报表输出模块205，用于将统计结果输出以报表形式进行输出。

综上所述，本发明用于计算船舶重量重心分布方法及系统，将全船工程模型划分为多个子节点，依次获取子节点内各部件模型的重量、重心数据，并将相关信息输出至数据库；把全船空间划分为多个相互连接且互不重叠的空间区域，从数据库中读取全船所有部件模型的重量、重心数据，根据重心位置计算出部件所归属的空间区域；根据归属空间计算结果，统计各空间区域内所有部件的总重量及重心，并输出报表，本发明的有益之处在于，可快速统计任意空间范围内部件的重量、重心信息，具有统计灵活、快速的特点，能满足不同岗位的设计与研发人员对于船舶重量、重心的多样化需求，有助于对船舶重量、重心的精确控制。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种用于计算船舶重量重心分布的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S11，将全船工程模型划分为多个子节点，依次获取子节点内各部件模型的重量、重心数据，并将相关信息输出至数据库；

S12，把全船空间划分为多个相互连接且互不重叠的空间区域，从数据库中读取全船所有部件模型的重量、重心数据，根据重心位置计算出部件所归属的空间区域；

S13，根据归属空间计算结果，统计各空间区域内所有部件的总重量及重心，并输出报表。

2.根据权利要求1所述的用于计算船舶重量重心分布的方法，其特征在于，所述步骤S11还包括：

S111，将工程模型按照区域及建模专业进行划分，得到多个子节点；

S112，启动模型重量、重心计算程序后，读取配置文件中的节点信息，依次进行处理；

S113，将获取到的部件的重量、重心信息，连同部件信息，一同存储至数据库中。

3.根据权利要求1所述的用于计算船舶重量重心分布的方法，其特征在于：所述步骤S12还包括：

S121，相关人员根据需要，使用三维软件创建出多个密闭空间模型，各空间模型相互连接且互不重叠；

S122，依次为每个密闭空间模型编制名称，并添加一个数字作为后缀，数字从0开始且一次递增，不相重复；

S123，使用模型解析接口获取某个密闭空间模型的各个表面，并将表面进行网格化得到相应的三角面片；

S124，解析该空间模型表面的所有三角面片，根据各三角面片顶点的空间位置，计算出该空间模型的长方形包络体；

S125，将该空间模型的三角形面片连同其包络体的数学表示存储在文件中；

S126，重复S122至S125，直至解析完成所有空间模型；

S127，读取出所有部件的使用全船坐标系表示的重心坐标；

S128，解析存储在文件中的各空间模型的数学表示，获取到每个空间区域的包络体以及其表面的三角面片；

S129，给定一个部件，计算该部件与所有密闭空间包络体的相对位置关系，若部件重心位于某密闭空间包络体内或其表面，则称两者为相交关系，否则为相离关系；

S1210，当与该部件相对位置关系为相交的密闭空间只有一个，则将该密闭空间作为该部件的归属空间；

S1211，当与该部件相对位置关系为相交的密闭空间多于一个时，则采取奇偶原则，根据重心坐标与密闭空间三角面片之间的关系，精确计算出重心坐标与密闭空间的位置关系。

4.根据权利要求1所述的用于计算船舶重量重心分布的方法，其特征在于，所述步骤S13还包括：

S131，按照所归属的空间区域，将归属于同一空间区域的部件划归为一组；

S132，对同一组的所有部件进行汇总其综合重量及综合重心，并作为该空间区域的重量与重心，其中，该空间区域的整体重量为各部件的重量之和，整体重心则根据重心计算公式得出；

S133，将各空间区域内部件的重量、重心结果输出至报表。

5.一种用于计算船舶重量重心分布的系统，其特征在于，包括：

部件重量重心数据抽取模块，用于将全船各部件的重量、重心信息抽取至数据库中；

空间划分模块，提供交互界面用于定义空间区域，并将定义结果输出至文件中；

空间定义文件解析模块，用于解析文件中存储的空间定义信息；

部件归属空间计算模块，根据部件的重量坐标信息，确定其所应归属的空间区域；

报表输出模块，用于将统计结果输出以报表形式进行输出。

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