CN112744336A - 一种船舶姿态智能调整系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶姿态智能调整系统，其特征在于，包括：损管监控台和油液舱调拨模块；所述损管监控台设置于船舶的机电集控室内，含有：显示器、控制计算机、键盘鼠标；所述油液舱调拨模块，含有：控制兼数据采集箱、计算机模块、操作面板、吃水传感器、液舱液位遥测传感器；所述船舶姿态智能调整系统的浮态调整方案计算的输入信息为吃水传感器、液位遥测传感器获得信息，横摇纵摇信息、可变装载信息；以上信息进入计算机模块的重量重心计算模块、当前浮态计算模块和稳性计算模块后，计算当前稳性和浮态信息；再进入浮态调整方案计算模块，根据设定目标反复迭代，得出浮态调整方案。本发明还公开了所述船舶姿态智能调整系统的调整方法。
Description
技术领域
本发明涉及船舶姿态的自动测量和调整所用的装置系统，具体的说，涉及一种船舶姿态智能调整系统，可以适用于船舶在使用过程中进行自动化的调拨液舱内的液体装载来调整船舶姿态。
背景技术
目前，船舶的浮态调整一般由富有实践经验的船员根据船的实际倾角或破损位置定性地确定水舱、燃油舱以及压载水舱的调拨方案。这种纯经验的方法不仅效率低，且受限于较多的人为因素，容易导致不应有的海难事故发生。
因此，业界需要一种船舶姿态智能调整系统，以快速、准确的测量船舶姿态，避免不应有的海难事故发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自能化、便利的船舶姿态调整系统，可以帮助船员快速完成船舶姿态的调整。
本发明一种船舶姿态智能调整系统，可以根据船上的各种传感器和计算机信息处理技术快速准确的获得船舶的浮态信息和重量重心信息，包括：损管监控台和油液舱调拨模块；所述损管监控台设置于船舶的机电集控室内，含有：显示器、控制计算机、键盘鼠标；所述油液舱调拨模块，含有：控制兼数据采集箱、计算机模块、操作面板、吃水传感器、液舱液位遥测传感器；所述船舶姿态智能调整系统的浮态调整方案计算的输入信息为吃水传感器、液位遥测传感器获得信息，横摇纵摇信息、可变装载信息；以上信息进入计算机模块的重量重心计算模块、当前浮态计算模块和稳性计算模块后，计算当前稳性和浮态信息；再进入浮态调整方案计算模块，根据设定目标反复迭代，得出浮态调整方案。
进一步，本发明可以通过吃水传感器获得船舶的船艏、船舯左、船舯右、船艉的吃水信息。
本发明还提供了上述船舶姿态智能调整系统的调整方法，包括以下步骤：
通过吃水传感器获得船舶吃水信息；对吃水传感器获得的信息通过计算机模块消除影响后，得出船舶的平均吃水信息，并通过系统内置数据库获得相应的船舶静水力数据；通过液舱液位遥测传感器获得油液舱的液位信息；获取非固定载荷的重量重心；计算船舶的重量重心；根据获得船舶浮态信息和重量重心信息，对船舶的姿态调整提出调拨方案；船员审核调拨方案可行后，向船舶姿态智能调整系统发出执行指令；执行指令将调拨方案分解为各个液舱进出口阀门、管路阀门和油、水泵的控制指令，并执行，实现自动化的液舱调拨；当液舱调拨执行完毕后，船舶姿态被正确调整。
进一步，对传感器获得的信息通过计算机算法消除波浪和船舶横摇、纵摇影响后，得出船舶的平均吃水信息，并通过系统内置数据库获得相应的船舶静水力数据，包括排水量，浮心位置等。
进一步，通过各个油液舱的液位传感器获得各个油液舱的液位信息。对传感器获得的信息通过计算机算法消除波浪和船舶横摇、纵摇影响后，得出各个液舱的平均液位信息，并通过系统内置数据库获得相应的各个液舱的装载。
进一步，通过船员在使用过程中对船上的非固定载荷在系统中的登记信息，获取非固定载荷的重量重心。
进一步，通过船上的导航系统获得船舶当前的横摇和纵摇值，对横摇、纵摇信息通过计算机算法消除波浪响后获得船的横倾值和纵倾值。
进一步，计算船舶的重量重心。利用系统内置的舰船空船重量重心数据，再累加各个液舱的装载、船员登记的非固定载荷。再利用船舶的排水量、横倾值和纵倾值，对以上信息进行修正，得出船的重量重心。
本发明可以根据获得船舶浮态信息和重量重心信息，按照船员指定的姿态调整目标对船舶的姿态调整提出智能化的调整方案。
本发明可以通过当前的液舱装载，计算出液舱的剩余容量和可以调拨的液舱范围。
进一步，根据当前的横倾和纵倾情况，在可调拨的液舱方案中进行寻优。
进一步，在进行多次寻优迭代后，给出最佳的液舱调拨方案。
进一步，将方案以图文形式在计算机界面上显示，以供船员进行液舱调拨来调整船舶姿态。
进一步，本发明可以将调拨方案分解为各个液舱进出口阀门、管路阀门和油、水输送泵的控制指令，并执行，实现自动化的液舱调拨。
进一步，本发明可以记录每小时总剩余燃油量；日用燃油舱剩余油量记录以二维线图方式展示燃油和淡水消耗量(可按小时、日、月分别展示)。
进一步，剩余里程显示(以理论经济航速计算，以理论最大航速计算，以当前消耗率计算)；
进一步，按理论淡水消耗量估算剩余航期、航程。
进一步，当日用燃油舱剩余油量低于10％时进行报警，并可以根据船舶浮态和重量重心情况，提供日用燃油舱调拨建议。
与现有技术相比，本发明的一种船舶姿态智能调整系统优点在于：
1)通过传感器、通信等技术手段，感知船舶的自身状态信息，基于计算机技术、数据处理和分析技术，感知船舶的自身信息，可以快速、准确的测量船舶姿态，给出浮态调整方案，并以动画结合文字的方式进行展示。
2)船员可以直观的看到方案并结合经验进行船舶姿态调整。
3)同时基于液舱的监控和调拨技术，可以为船舶日常使用过程中提供淡水和燃油舱管理功能。
附图说明
图1为本发明实施例的一种船舶姿态智能调整系统原理图；
图2为本发明实施例的一种船舶姿态智能调整系统浮态调整方案算法数据流程图。
具体实施方法
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
结合图1、图2所示。本发明实施例的一种船舶姿态智能调整系统，包括：损管监控台和油液舱调拨模块；所述损管监控台设置于船舶的机电集控室内，含有：显示器、控制计算机、键盘鼠标；所述油液舱调拨模块，含有：控制兼数据采集箱、计算机模块、操作面板、吃水传感器、液舱液位遥测传感器、燃油及淡水泵、管路电动遥控蝶阀、压差传感器流量计；所述船舶姿态智能调整系统的浮态调整方案计算的输入信息为吃水传感器、液位遥测传感器获得信息，横摇纵摇信息、可变装载信息；以上信息进入计算机模块的重量重心计算模块、当前浮态计算模块和稳性计算模块后，计算当前稳性和浮态信息；再进入浮态调整方案计算模块，根据设定目标反复迭代，得出浮态调整方案。
船员在船舶出航前，向系统登记航行中装载的各种非固定装载，包括人员、行李、货物等，不计在船舶空船重量中的各种装载。
当船舶航行一段时间后，需要调整浮态时，船员向系统输入需要调整姿态的目标，比如横倾0°，纵倾0°。
本发明根据本发明可以通过吃水传感器得出船舶的排水量，浮心位置等信息。
通过各个油液舱的液位传感器获得各个油液舱的液位信息获得相应的各个液舱的装载。
通过船员在使用过程中对船上的非固定载荷在系统中的登记信息，获取非固定载荷的重量重心。通过船上的导航系统获得船舶当前的横倾和纵倾值对船舶的重量重心进行修正，得出船的重量重心。
根据获得船舶浮态信息和重量重心信息，按照船员指定的姿态调整目标对船舶的姿态调整提出智能化的调整方案。
船员审核调拨方案可行后，向系统发出执行指令。
本发明可以将调拨方案分解为各个液舱进出口阀门、管路阀门和油、水泵的控制指令，并执行，实现自动化的液舱调拨。
当液舱调拨执行完毕后，船舶姿态被正确调整。
Claims (9)
1.一种船舶姿态智能调整系统，其特征在于，包括：损管监控台和油液舱调拨模块；
所述损管监控台设置于船舶的机电集控室内，含有：显示器、控制计算机、键盘鼠标；
所述油液舱调拨模块，含有：控制兼数据采集箱、计算机模块、操作面板、吃水传感器、液舱液位遥测传感器；
所述船舶姿态智能调整系统的浮态调整方案计算的输入信息为吃水传感器、液位遥测传感器获得信息，横摇纵摇信息、可变装载信息；
以上信息进入计算机模块的重量重心计算模块、当前浮态计算模块和稳性计算模块后，计算当前稳性和浮态信息；
再进入浮态调整方案计算模块，根据设定目标反复迭代，得出浮态调整方案。
2.如权利要求1所述的一种船舶姿态智能调整系统，其特征在于，所述吃水传感器获得船舶的船艏、船舯左、船舯右、船艉的吃水信息。
3.如权利要求1所述的一种船舶姿态智能调整系统，其特征在于，所述油液舱调拨模块包括燃油及淡水泵、管路电动遥控蝶阀、压差传感器流量计。
4.基于权利要求1～中任意一种所述的一种船舶姿态智能调整系统的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过吃水传感器获得船舶吃水信息；
对吃水传感器获得的信息通过计算机模块消除影响后，得出船舶的平均吃水信息，并通过系统内置数据库获得相应的船舶静水力数据；
通过液舱液位遥测传感器获得油液舱的液位信息；
获取非固定载荷的重量重心；
计算船舶的重量重心；
根据获得船舶浮态信息和重量重心信息，对船舶的姿态调整提出调拨方案；
船员审核调拨方案可行后，向船舶姿态智能调整系统发出执行指令；
执行指令将调拨方案分解为各个液舱进出口阀门、管路阀门和油、水泵的控制指令，并执行，实现自动化的液舱调拨；
当液舱调拨执行完毕后，船舶姿态被正确调整。
5.如权利要求4所述的一种船舶姿态智能调整方法，其特征在于，所述吃水传感器获得的信息通过计算机模块消除波浪和船舶横摇、纵摇影响后，得出船舶的平均吃水信息。
6.如权利要求5所述的一种船舶姿态智能调整方法，其特征在于，所述船舶静水力数据包括排水量、浮心位置。
7.如权利要求6所述的一种船舶姿态智能调整方法，其特征在于，通过计算机模块消除波浪和船舶横摇、纵摇影响后，得出各个液舱的平均液位信息，并通过系统内置数据库获得相应的各个液舱的装载。
8.如权利要求7所述的一种船舶姿态智能调整方法，其特征在于，对横摇、纵摇信息通过计算机模块消除波浪响后获得船的横倾值和纵倾值；通过船员在使用过程中对船上的非固定载荷在系统中的登记信息，获取非固定载荷的重量重心。
9.如权利要求8所述的一种船舶姿态智能调整方法，其特征在于，通过系统内置的舰船空船重量重心数据，再累加各个液舱的装载、船员登记的非固定载荷，再利用船舶的排水量、横倾值和纵倾值，对以上信息进行修正，得出船的重量重心。
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