CN113593080A - 一种fpso智能装配载监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明要解决的技术问题是：目前FPSO的装载调整作业的操作工程繁琐复杂；调载流程复杂，合理性、安全性以及工作效率都很差；虽然可通过装载仪监视装载状态，但装载仪功能单一，仅能在快出现稳性和强度问题时报警，缺乏自动化和智能化能力。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，包括智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统。本发明可实现在统一平台上对FPSO运营过程中的液货状态进行实时动态监测，并利用平台数据的统一性实现系统对多个不同监测设备数据的可视操作，保证FPSO在装卸全过程符合浮态、稳性、强度等各项安全指标要求。

Description

一种FPSO智能装配载监控系统
技术领域
本发明涉及一种FPSO智能装配载监控系统，属于海洋工程和系统开发技术领域。
背景技术
FPSO也就是海上浮式生产、储卸油装置，该船型长期系泊于海上，进行海洋石油的生产、存储及外输作业。由于其主要功能是石油的生产和存储，因此对在作业过程中的船体安全要求很高，而FPSO的状态调整是对其安全的一个主要威胁。
FPSO船体由大量的原油存储舱和压载水舱组成，原油舱用于存储处理过的原油，压载水舱用于在原油的存储和外输过程中保持船体的浮态。由于在石油的生产、外输以及液舱检查等作业过程中，需要频繁的周期性的进行船体压载状态的调整，以保持船体的浮态，保证船体的稳性及结构安全，因此需要调载作业人员有丰富的操作经验以及专注的工作状态，否则将会造成重大安全事故。
目前，FPSO的装载调整主要是由专职船员手动调整，操作过程是：首先根据调整需求明确装载调整的目标状态；然后根据当前船体装载状态制定调整流程，包括需要确定调整的液舱、调整顺序和调整量等；接着，根据装载手册检查各调整步骤的安全性；最后，根据流程开始手动控制各舱室遥控阀以调整装载量，过程中需要通过不断检查各液舱液位高度、检查装载仪船体稳性及总强度安全等信息保证调载的安全进行。由此可见，目前采用的FPSO液舱调整方法非常繁琐复杂，极易造成安全事故。
因此，目前FPSO的装载调整作业存在的主要问题在于：操作工程繁琐复杂，对操作人员经验和专注度都有很高要求，人为事故风险极高；调载流程复杂，完全凭船员经验制定作业流程，合理性、安全性以及工作效率都很差；虽然可通过装载仪监视装载状态，但装载仪功能单一，仅能在快出现稳性和强度问题时报警，缺乏自动化和智能化能力；在遇到极端环境条件时，难以快速做出安全可靠的装载调整。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前FPSO的装载调整作业的操作工程繁琐复杂，对操作人员经验和专注度都有很高要求，人为事故风险极高；调载流程复杂，完全凭船员经验制定作业流程，合理性、安全性以及工作效率都很差；虽然可通过装载仪监视装载状态，但装载仪功能单一，仅能在快出现稳性和强度问题时报警，缺乏自动化和智能化能力；在遇到极端环境条件时，难以快速做出安全可靠的装载调整。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，包括智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统，其中：
智能监测系统包括液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统、压载水系统状态监测子系统以及报警输出子系统，通过液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统以及压载水系统状态监测子系统采集FPSO液舱的状态数据对FPSO液舱进行状态监测，并建立监测数据阈值管理，若采集到的状态数据超过或低于监测数据阈值，则作为异常情况由报警输出子系统进行报警输出；智能监测系统将采集到的状态数据传输至智能装载决策系统进行分析、辨识、处理；
智能装载决策系统进一步包括FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统以及FPSO自主装卸子系统，智能装载决策系统将基于智能监测系统采集到的状态数据，采用智能算法，通过智能装载仪对状态数据进行处理，最终决策制定装载调整计划。
自主操控系统包括遥控阀门、泵控和惰气系统，智能装载决策系统在经过数据计算后将用于装载的设备遥控信息及时安全地传递到阀门、压载泵和货油泵和惰气装置，同时也需要上述与装载有关的各装置向智能装载决策系统及时反馈惰气装置状态，各阀门的开闭、开度及故障状态，各压载泵和排载泵的运行、故障状态，货油泵及压载泵的进出口压力，以便于智能装载决策系统优化装载方案。
优选地，所述液位监测子系统包括在FPSO货油舱及FPSO工艺舱采用安全防爆的雷达式液位传感器，其中，每个FPSO货油舱设置4只雷达式液位传感器，分别布置在FPSO货油舱的四角，并设置独立的高高位报警；每个FPSO工艺舱设置两套雷达式液位传感器；
所述液位监测子系统包括还包括压电式液位遥测传感器、高位报警、吃水传感器，其中：
FPSO液舱均设置两套互为冗余的压电式液位遥测传感器；
所有FPSO隔舱空舱设置高位报警；
FPSO船体艏、舯、艉部的左右舷各设一只吃水传感器，用于检测浮态。
优选地，所述温度和压力监测子系统包括温度传感器以及惰气压力传感器，其中：
FPSO货油舱及FPSO工艺舱的中上层及下层分别设置2只温度传感器；FPSO污油舱及FPSO油渣舱下层分别设置2只温度传感器；通过温度传感器采集到的温度数据用于对液货的密度进行修正；
FPSO货油舱及FPSO不合格水舱设置惰气压力传感器，传输信号至所述智能监测系统进行显示。
优选地，所述货油系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、货油泵状态、货油泵转速或行程数或流量调节遥控阀门开度、货油泵进口压力、货油泵出口压力。
优选地，所述压载水系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、压载泵状态、压载泵转速或流量调节遥控阀门开度、压载泵进口压力、压载泵出口压力。
优选地，所述报警输出子系统当监测到如下异常情况时，发出报警：FPSO货油舱液位变化异常、FPSO货油舱内高/低液位、FPSO货油舱内液货温度过高、FPSO货油舱内液货温度过低、FPSO货油舱内压力过高、FPSO货油舱内压力过低、FPSO压载舱液位变化异常、FPSO压载舱内高/低液位、其余FPSO液舱内高/低液位、FPSO污油舱及FPSO油渣舱内温度过高、各FPSO隔离空舱内高液位、货油系统故障、压载系统故障、船舶浮态异常。
优选地，所述FPSO监测信号智能处理子系统接收所述智能监测系统采集的FPSO货舱和FPSO压载舱传感器传来的液位空高信号，经由一段时间内信号数据统计及筛选，准确计量舱内货油和压载水装载状态；
接收所述智能监测系统采集的FPSO六角吃水信号，经由一段时间内各位置吃水信号数据的统计及筛选，计算平衡状态下船舶实际吃水状态；
处理FPSO作业环境及运动、系泊系统载荷信号：以较高频率收集FPSO船舶作业期间的环境信息，以及FPSO船舶六自由度运动和系泊系统载荷信息，通过信息过滤和筛选，记录并显示当前时间区间下的平均环境信息及极端信息，以及对应的六自由度运动趋势、系泊系统载荷均值和极值，基于作业时间建立FPSO作业环境数据库，并和配载数据库建立时间关联。
优选地，所述FPSO智能配载决策子系统基于实际作业需要，通过多目标优化算法，智能制定最优的FPSO货舱及FPSO压载舱布置方案，配置方案可以满足：FPSO作业过程中浮态要求；较优的船舶稳性及强度；较少的压载水装卸量；较短的货油输转路径；
基于FPSO环境数据库，通过数据检索和机器学习输出的船舶运动及系泊状态优化配载方案；
基于数字孪生技术，实现FPSO货舱及压载舱装卸系统的数字化建模，模型包括：泵、阀门设备作业能力及作业状态；货油输送管线路径及货油流速；压载水管线路径及压载水流速；惰性气体设备作业能力及作业状态；设备对操作指令的响应时间及准确度；
根据各装卸作业或者装卸阶段要求智能计算并生成最优装卸计划，该最优装卸计划在符合用户基本装卸作业习惯的基础上，保证FPSO在装卸全过程符合各项安全指标要求；
绘制装卸时序图，基于装卸设备作业能力及货物属性，设置参与装卸各舱室的期望装载变化率，基于生成的装卸计划生成初始装卸序列，初始序列包含货舱的装卸时长、装卸速率，以及压载舱装卸的速率；在装卸速率变化节点，设置对应的装卸设备操作方案；绘制完整的装卸计划时序图，提交用户交互修改及确认；
基于装卸时序图，在装卸系统数字化模型中，通过快进方式迅速准确的实现装卸计划中的设备操作、舱室装载变化及全船状态变化仿真；
实现装卸作业智能监控：充分利用所述智能监测系统采集的状态数据，在装卸系统数字化模型中完成实际作业过程的实时映射；基于装卸时序图，通过对装卸作业设备的控制实现流程的自主执行；装卸计划实际执行过程中，对舱室及船舶的状态进行实时的计算及校验，准确及时的作出预警和报警，并提供合理的辅助决策意见；当实际执行过程与计划出现较大偏差时，依据船舶、舱室及装卸设备的当前状态，快速重新演算后续装卸时序，制定回归方案或者应急响应计划；
进行装卸作业自学习：建立装卸作业数据库，根据作业时间、海域、货物特性、作业要求保存对应的配载方案、装卸计划、操作流程；系统对装卸计划实际执行效果进行评估，通过自学习不断完善装卸序列智能生成的时间、准确性及可执行性。
优选地，所述遥控阀门采用液压驱动形式，为智能装载服务的遥控阀门包含带开度指示的阀门和开闭指示的阀门，这些阀门由FPSO智能配载决策子系统控制，其它遥控阀门接入FPSO的中央控制系统，并由中央控制系统实现遥控；
控阀门通过液压动力单元驱动由电磁阀箱直接连至连接到阀体上的液压油的流量实现遥控阀阀体的开闭和开度的遥控；所有的遥控阀均设阀位的本地显示，与智能压载有关的阀位状态反馈通过硬线传递给所述智能监测系统。
优选地，所述惰气系统布置在FPSO的上部模块，惰气系统将管路压力、惰气系统运行、惰气系统故障信号发送给所述智能监测系统，并从所述智能装载决策系统获得启动、停止惰气系统的命令；当货油泵运行前，查看惰气系统是否运行，若惰气系统未启动且惰气管路压力低于设定值时，所述智能装载决策系统向惰气系统发出启动惰气的命令。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.智能监测系统可实现在统一平台上对FPSO运营过程中的液货状态进行实时动态监测，并利用平台数据的统一性实现系统对多个不同监测设备数据的可视操作。
2.通过FPSO智能配载决策子系统，可以基于数字孪生技术，实现FPSO货舱及压载舱装卸系统的数字化建模，根据各装卸作业或者装卸阶段要求智能计算并生成最优装卸计划，该计划在符合用户基本装卸作业习惯的基础上，保证FPSO在装卸全过程符合浮态、稳性、强度等各项安全指标要求。
3.通过FPSO智能配载决策子系统，可以绘制完整的装卸计划时序图，提交用户交互修改及确认。并基于装卸时序图，在装卸系统数字化模型中，通过快进方式迅速准确的实现装卸计划中的设备操作、舱室装载变化及全船状态变化仿真。
4.通过FPSO智能配载决策子系统，可以建立装卸作业数据库，根据作业时间、海域、货物特性、作业要求保存对应的配载方案、装卸计划、操作流程；系统对装卸计划实际执行效果进行评估，通过自学习不断完善装卸序列智能生成的时间、准确性及可执行性。
5.本系统的高效运行，将会显著增强船员对FPSO装载布置及装卸过程的把控，提高FPSO货物管理效率，提升FPSO总体性能，降低能耗。
6.通过提升系统的智能程度，可以在大幅减少用户工作量的基础上，有效提升FPSO在常规及极端环境条件下作业的可靠度，逐步实现作业过程自动化及无人化。
7.通过采用本系统通过实现智能化的装载调整，可以大幅降低船员作业强度，以及降低对船员的经验要求，提高作业安全性，以及提高遭遇极端环境条件下的快速反应能力。
附图说明
图1为智能决策系统框架图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本实施例公开的一种FPSO智能装载监控系统主要由智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统，这三个系统组成。其中：
智能监测系统作为FPSO智能装载监控系统的重要组成部分，是其合理正确运行的基础。智能监测系统通过采集FPSO液舱的状态数据对FPSO液舱进行状态监测，并建立监测数据阈值管理，若采集到的状态数据超过或低于监测数据阈值的，则作为异常情况进行报警输出。同时，智能监测系统将采集到的状态数据传输至智能装载决策系统进行分析、辨识、处理。智能监测系统主要包括：液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统、压载水系统状态监测子系统以及报警输出子系统。
液位监测子系统包括在FPSO货油舱及FPSO工艺舱采用安全防爆的雷达式液位传感器，每个FPSO货油舱设置4只雷达式液位传感器，分别布置在FPSO货油舱的四角，并设置独立的高高位报警。每个FPSO工艺舱设置两套雷达式液位传感器。其余FPSO液舱均设置两套互为冗余的压电式液位遥测传感器。所有FPSO隔舱空舱设置高位报警。此外，FPSO船体艏、舯、艉部的左右舷各设一只吃水传感器，用于检测浮态。
温度和压力监测子系统包括：FPSO货油舱及FPSO工艺舱的中上层及下层分别设置2只温度传感器，FPSO污油舱及FPSO油渣舱下层分别设置2只温度传感器，采集到的温度数据用于对液货的密度进行修正。FPSO货油舱及FPSO不合格水舱设置惰气压力传感器，传输信号至智能监测系统进行显示。
货油系统状态监测子系统的监测参数包括：遥控阀门状态(位置/开度)、货油泵状态、货油泵转速或行程数或流量调节遥控阀门开度、货油泵进口压力、货油泵出口压力。
压载水系统状态监测子系统监测参数为：遥控阀门状态(位置/开度)、压载泵状态、压载泵转速或流量调节遥控阀门开度、压载泵进口压力、压载泵出口压力。
报警输出子系统当监测到如下异常情况时，智能监测系统应发出报警：FPSO货油舱液位变化异常、FPSO货油舱内高/低液位、FPSO货油舱内液货温度过高、FPSO货油舱内液货温度过低、FPSO货油舱内压力过高、FPSO货油舱内压力过低、FPSO压载舱液位变化异常、FPSO压载舱内高/低液位、其余FPSO液舱内高/低液位、FPSO污油舱及FPSO油渣舱内温度过高、各FPSO隔离空舱内高液位、货油系统故障、压载系统故障、船舶浮态异常等。
智能装载决策系统主要包括：FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统、FPSO自主装卸子系统这三部分。智能装载决策系统将基于智能监测系统采集到的监测数据(即前文所述的“状态数据”)，采用智能算法，通过智能装载仪对监测数据进行处理，最终决策制定装载调整计划。
智能装载决策系统的框架见图1，FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统以及FPSO自主装卸子系统为该智能装载决策系统的决策子系统。智能货物配载人机交互程序、自主装卸系统人机交互程序、监测数据显示程序为各子系统中显示或人机交互程序。数据库通过系统保存采集信号、决策结果形成。智能装载决策系统布置于独立的控制台中，FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统、FPSO自主装卸子系统以及数据库部署至控制计算机，信号处理终端部署至信号采集柜。
FPSO监测信号智能处理子系统：
1)可以接收FPSO货舱和FPSO压载舱传感器传来的液位空高信号，经由一段时间内信号数据统计及筛选，准确计量舱内货油和压载水装载状态。
2)可以接收FPSO六角吃水信号，经由一段时间内各位置吃水信号数据的统计及筛选，计算平衡状态下船舶实际吃水状态。
3)可以处理FPSO作业环境及运动、系泊系统载荷信号。以较高频率(10Hz)收集船舶作业期间的风、浪、流等环境信息，以及FPSO六自由度运动和系泊系统载荷信息，通过信息过滤和筛选，记录并显示当前时间区间下的平均环境信息(如平均风速，平均浪高、波浪周期、平均流速)及极端信息(如最大风速、最大浪高、最大流速)，以及对应的六自由度运动趋势、系泊系统载荷均值和极值，基于作业时间建立FPSO作业环境数据库，并和配载数据库建立时间关联。
FPSO智能配载决策子系统由智能装载仪(实现信号显示、故障报警和记录、智装操控命令显示、下达及记录功能、数据外传和打印等功能)、打印机、信号采集柜等设备构成。FPSO智能配载决策子系统：
1)可以基于实际作业需要，通过多目标优化算法，智能制定最优的FPSO货舱及FPSO压载舱布置方案，配置方案可以满足：FPSO作业过程中浮态要求；较优的船舶稳性及强度；较少的压载水装卸量；较短的货油输转路径；基于FPSO环境数据库，通过数据检索和机器学习输出的船舶运动及系泊状态优化配载方案。
2)可以基于数字孪生技术，实现FPSO货舱及压载舱装卸系统的数字化建模，模型包括：泵、阀门设备作业能力及作业状态(泵输出功率、阀门开度)；货油输送管线路径及货油流速；压载水管线路径及压载水流速；惰性气体设备作业能力及作业状态；设备对操作指令的响应时间及准确度。
3)可以根据各装卸作业或者装卸阶段要求智能计算并生成最优装卸计划，该计划在符合用户基本装卸作业习惯的基础上，保证FPSO在装卸全过程符合浮态、稳性、强度等各项安全指标要求。
4)可以绘制装卸时序图，基于装卸设备作业能力及货物属性，设置参与装卸各舱室的期望装载变化率，基于生成的装卸计划生成初始装卸序列，初始序列包含货舱的装卸时长、装卸速率，以及压载舱装卸的速率；在装卸速率变化节点，设置对应的装卸设备(阀门、泵等)操作方案；绘制完整的装卸计划时序图，提交用户交互修改及确认。
5)可以基于装卸时序图，在装卸系统数字化模型中，通过快进方式迅速准确的实现装卸计划中的设备操作、舱室装载变化及全船状态变化仿真。
6)可以实现装卸作业智能监控：充分利用船舶浮态、舱室状态、装卸设备等监测数据，在装卸系统数字化模型中完成实际作业过程的实时映射；基于装卸时序图，通过对装卸作业设备的控制实现流程的自主执行；装卸计划实际执行过程中，对舱室及船舶的状态进行实时的计算及校验，准确及时的作出预警和报警，并提供合理的辅助决策意见；当实际执行过程与计划出现较大偏差时，依据船舶、舱室及装卸设备的当前状态，快速重新演算后续装卸时序，制定回归方案或者应急响应计划。
7)可以进行装卸作业自学习：建立装卸作业数据库，根据作业时间、海域、货物特性、作业要求保存对应的配载方案、装卸计划、操作流程；系统对装卸计划实际执行效果进行评估，通过自学习不断完善装卸序列智能生成的时间、准确性及可执行性。
自主操控系统由遥控阀门、泵控和惰气装置控制等部分组成，为了实现智能操控装载，就需要智能装载决策系统在经过数据计算后将用于装载的设备遥控信息及时安全地传递到阀门、压载泵和货油泵和惰气等装置，同时也需要上述与装载有关的各装置向智能装载决策系统及时反馈惰气装置状态，各阀门的开闭、开度及故障状态，各压载泵和排载泵的运行、故障状态，货油泵及压载泵的进出口压力等信息，以便于智能装载决策系统优化装载方案。
遥控阀门采用液压驱动形式，为智能装载服务的遥控阀门包含带开度指示的阀门和开闭指示的阀门，这些阀门由FPSO智能配载决策子系统控制。其它遥控阀门接入FPSO的中央控制系统，并由中央控制系统实现遥控。控阀门通过液压动力单元驱动由电磁阀箱直接连至连接到阀体上的液压油的流量实现遥控阀阀体的开闭和开度的遥控。所有的遥控阀均设阀位的本地显示，与智能压载有关的阀位状态(开闭或开度)反馈通过硬线传递给信号采集柜。
泵控单元主要是实现货油泵和压载泵的控制。货油系统控制板通过冗余的MODBUSRTU TCP接口将泵控的命令和状态信号送至智能装载控制器。
惰气系统布置在FPSO的上部模块，惰气系统将管路压力、惰气系统运行、惰气系统故障等信号发送给智能装载系统，并从智能装载系统获得启动、停止惰气系统的命令(无源干触点形式)。通常情况下，当货油泵运行前，应查看惰气系统是否运行，若惰气系统未启动且惰气管路压力低于设定值(可调节)时，智能装载系统向惰气系统发出启动惰气的命令。
本发明提供的一种FPSO智能装载监控系统的全系统作业流程为：通过采集船舶浮态、舱室装载状态、作业环境、装卸设备运行状态等信息，FPSO智能装载监控系统掌握船舶的装载状态及作业状态；基于船体及舱室三维模型，智能推送满足FPSO作业条件及船舶作业状态要求的优化配载方案；通过数字孪生技术，建立FPSO装卸系统的数字化模型，实现装卸计划的智能生成及模拟，进一步智能生成装卸操作方案，通过对装卸系统相关设备(泵、阀门、惰性气体系统等)的控制，实现装卸计划的自主执行及应急响应。
上述具体实施方式公开的一种FPSO智能装配载监控系统可以达到以下目的：
1.为FPSO提供一套智能装载监测、决策和操控系统，用于智能化管理、监控FPSO的装载状态；
2.通过采集船舶浮态、舱室装载状态、作业环境、装卸设备运行状态等信息，系统掌握船舶的装载状态及作业状态；
3.基于船体及舱室三维模型，智能推送满足FPSO作业条件及船舶作业状态要求的优化配载方案；
4.通过数字孪生技术，建立FPSO装卸系统的数字化模型，实现装卸计划的智能生成及模拟；
5.根据船级社规范对装卸过程的校核结果，进一步智能生成装卸操作最优方案；
6.通过对装卸系统相关设备(泵、阀门、惰性气体系统等)的控制，实现装卸计划的自主执行及应急响应。

Claims (10)

1.一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，包括智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统，其中：
智能监测系统包括液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统、压载水系统状态监测子系统以及报警输出子系统，通过液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统以及压载水系统状态监测子系统采集FPSO液舱的状态数据对FPSO液舱进行状态监测，并建立监测数据阈值管理，若采集到的状态数据超过或低于监测数据阈值，则作为异常情况由报警输出子系统进行报警输出；智能监测系统将采集到的状态数据传输至智能装载决策系统进行分析、辨识、处理；
智能装载决策系统进一步包括FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统以及FPSO自主装卸子系统，智能装载决策系统将基于智能监测系统采集到的状态数据，采用智能算法，通过智能装载仪对状态数据进行处理，最终决策制定装载调整计划。
自主操控系统包括遥控阀门、泵控和惰气系统，智能装载决策系统在经过数据计算后将用于装载的设备遥控信息及时安全地传递到阀门、压载泵和货油泵和惰气装置，同时也需要上述与装载有关的各装置向智能装载决策系统及时反馈惰气装置状态，各阀门的开闭、开度及故障状态，各压载泵和排载泵的运行、故障状态，货油泵及压载泵的进出口压力，以便于智能装载决策系统优化装载方案。
2.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述液位监测子系统包括在FPSO货油舱及FPSO工艺舱采用安全防爆的雷达式液位传感器，其中，每个FPSO货油舱设置4只雷达式液位传感器，分别布置在FPSO货油舱的四角，并设置独立的高高位报警；每个FPSO工艺舱设置两套雷达式液位传感器；
所述液位监测子系统包括还包括压电式液位遥测传感器、高位报警、吃水传感器，其中：
FPSO液舱均设置两套互为冗余的压电式液位遥测传感器；
所有FPSO隔舱空舱设置高位报警；
FPSO船体艏、舯、艉部的左右舷各设一只吃水传感器，用于检测浮态。
3.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述温度和压力监测子系统包括温度传感器以及惰气压力传感器，其中：
FPSO货油舱及FPSO工艺舱的中上层及下层分别设置2只温度传感器；FPSO污油舱及FPSO油渣舱下层分别设置2只温度传感器；通过温度传感器采集到的温度数据用于对液货的密度进行修正；
FPSO货油舱及FPSO不合格水舱设置惰气压力传感器，传输信号至所述智能监测系统进行显示。
4.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述货油系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、货油泵状态、货油泵转速或行程数或流量调节遥控阀门开度、货油泵进口压力、货油泵出口压力。
5.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述压载水系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、压载泵状态、压载泵转速或流量调节遥控阀门开度、压载泵进口压力、压载泵出口压力。
6.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述报警输出子系统当监测到如下异常情况时，发出报警：FPSO货油舱液位变化异常、FPSO货油舱内高/低液位、FPSO货油舱内液货温度过高、FPSO货油舱内液货温度过低、FPSO货油舱内压力过高、FPSO货油舱内压力过低、FPSO压载舱液位变化异常、FPSO压载舱内高/低液位、其余FPSO液舱内高/低液位、FPSO污油舱及FPSO油渣舱内温度过高、各FPSO隔离空舱内高液位、货油系统故障、压载系统故障、船舶浮态异常。
7.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述FPSO监测信号智能处理子系统接收所述智能监测系统采集的FPSO货舱和FPSO压载舱传感器传来的液位空高信号，经由一段时间内信号数据统计及筛选，准确计量舱内货油和压载水装载状态；
接收所述智能监测系统采集的FPSO六角吃水信号，经由一段时间内各位置吃水信号数据的统计及筛选，计算平衡状态下船舶实际吃水状态；
处理FPSO作业环境及运动、系泊系统载荷信号：以较高频率收集FPSO船舶作业期间的环境信息，以及FPSO船舶六自由度运动和系泊系统载荷信息，通过信息过滤和筛选，记录并显示当前时间区间下的平均环境信息及极端信息，以及对应的六自由度运动趋势、系泊系统载荷均值和极值，基于作业时间建立FPSO作业环境数据库，并和配载数据库建立时间关联。
8.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述FPSO智能配载决策子系统基于实际作业需要，通过多目标优化算法，智能制定最优的FPSO货舱及FPSO压载舱布置方案，配置方案可以满足：FPSO作业过程中浮态要求；较优的船舶稳性及强度；较少的压载水装卸量；较短的货油输转路径；
基于FPSO环境数据库，通过数据检索和机器学习输出的船舶运动及系泊状态优化配载方案；
基于数字孪生技术，实现FPSO货舱及压载舱装卸系统的数字化建模，模型包括：泵、阀门设备作业能力及作业状态；货油输送管线路径及货油流速；压载水管线路径及压载水流速；惰性气体设备作业能力及作业状态；设备对操作指令的响应时间及准确度；
根据各装卸作业或者装卸阶段要求智能计算并生成最优装卸计划，该最优装卸计划在符合用户基本装卸作业习惯的基础上，保证FPSO在装卸全过程符合各项安全指标要求；
绘制装卸时序图，基于装卸设备作业能力及货物属性，设置参与装卸各舱室的期望装载变化率，基于生成的装卸计划生成初始装卸序列，初始序列包含货舱的装卸时长、装卸速率，以及压载舱装卸的速率；在装卸速率变化节点，设置对应的装卸设备操作方案；绘制完整的装卸计划时序图，提交用户交互修改及确认；
基于装卸时序图，在装卸系统数字化模型中，通过快进方式迅速准确的实现装卸计划中的设备操作、舱室装载变化及全船状态变化仿真；
实现装卸作业智能监控：充分利用所述智能监测系统采集的状态数据，在装卸系统数字化模型中完成实际作业过程的实时映射；基于装卸时序图，通过对装卸作业设备的控制实现流程的自主执行；装卸计划实际执行过程中，对舱室及船舶的状态进行实时的计算及校验，准确及时的作出预警和报警，并提供合理的辅助决策意见；当实际执行过程与计划出现较大偏差时，依据船舶、舱室及装卸设备的当前状态，快速重新演算后续装卸时序，制定回归方案或者应急响应计划；
进行装卸作业自学习：建立装卸作业数据库，根据作业时间、海域、货物特性、作业要求保存对应的配载方案、装卸计划、操作流程；系统对装卸计划实际执行效果进行评估，通过自学习不断完善装卸序列智能生成的时间、准确性及可执行性。
9.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述遥控阀门采用液压驱动形式，为智能装载服务的遥控阀门包含带开度指示的阀门和开闭指示的阀门，这些阀门由FPSO智能配载决策子系统控制，其它遥控阀门接入FPSO的中央控制系统，并由中央控制系统实现遥控；
控阀门通过液压动力单元驱动由电磁阀箱直接连至连接到阀体上的液压油的流量实现遥控阀阀体的开闭和开度的遥控；所有的遥控阀均设阀位的本地显示，与智能压载有关的阀位状态反馈通过硬线传递给所述智能监测系统。
10.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述惰气系统布置在FPSO的上部模块，惰气系统将管路压力、惰气系统运行、惰气系统故障信号发送给所述智能监测系统，并从所述智能装载决策系统获得启动、停止惰气系统的命令；当货油泵运行前，查看惰气系统是否运行，若惰气系统未启动且惰气管路压力低于设定值时，所述智能装载决策系统向惰气系统发出启动惰气的命令。
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