CN113884039A - 一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法 - Google Patents

一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于多元分析的集装箱船全船电缆长度估算方法，本发明在完工母型船各电气系统电缆长度的基础上，考虑新项目船型主尺度、主发电机数量及总功率、AMP系统功率、艏侧推数量及功率、冷箱插座数量及总功率、货舱冷箱数量、照明面积、照度水平、报警硬点数、新项目新增系统电缆长度、上建与机舱间距等多元变量的影响，提供了八类电气系统电缆长度的估算方法，据此可估算出新项目全船的电缆长度。本发明解决了集装箱船新项目电缆长度估算准确度不高的问题，降低了由此导致的经济损失，并为其它更多新船型的电缆长度估算提供新思路，以促进船舶行业自主开发设计能力的提升。

Description

一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法
技术领域
本发明涉及船舶电气开发设计领域，具体涉及一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法。
背景技术
电缆长度估算是新船型开发的核心任务之一，然而在船舶电气开发设计中受到不同船型、不同设备配置、不同设计方案以及新技术应用等多重因素影响，导致新船型电缆长度估算难度大，与实际长度存在较大偏差，严重影响成本测算精度与项目管控。
传统的估算方法是船舶电气开发设计人员凭借自身累积的经验根据船长、船宽、系统差异等因素来估算新船型的电缆总长，在实践中该方法估算的结果因人而异并与实际关联度不高。
当电缆长度估算过量时易造成长度囤积浪费，更严重的是当电缆长度估算不足时将直接影响施工进度及后期交船周期，造成的经济损失不容乐观。
发明内容
为了解决上述技术问题，提升集装箱船的电缆长度预估的精度，节约成本，保证施工进度,本发明提供了一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法。
本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、根据新项目船型选择与新项目船型近似的母型船；
步骤2、将母型船的电缆划分为配电板系统电缆、电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆、冷藏集装箱系统电缆、主发电机系统电缆、艏侧推系统电缆、照明系统电缆、监测报警系统电缆及其他系统电缆等八类系统电缆；
步骤3、统计新项目集装箱船和母型船的信息，该信息包括母型船八类系统的电缆长度、新项目和母型船之间的主电站总功率比\AMP系统功率比\冷箱插座功率比\货舱冷箱数量差\主发电机数量比\艏侧推功率比\照明面积比\照度水平比\报警硬点数比\船长比\船宽比\型深比、以及新项目新增系统的电缆长度；
步骤4、根据步骤3中的信息分别估算新项目集装箱船八类系统的电缆长度，该八类系统包括配电板系统、电力分电箱&组合或独立起动器系统、冷藏集装箱系统、主发电机系统、艏侧推系统、照明系统、监测报警系统以及其他系统；
步骤5、按
Figure BDA0003267654410000021
修正新项目集装箱船八类系统的电缆长度，其中L为修正后的每类系统电缆的长度，l为步骤4中每类系统电缆的长度，fB为新项目船长和母型船船长比，fW为新项目船宽和母型船船宽比，fH是新项目型深和母型船型深比，fC为修正系数(fC＝1.1)；
步骤6、将修正后的八类系统电缆的长度L相加得到新项目集装箱船的全船电缆总长度Lsum。
进一步地，新项目船为双岛型船时，还需统计母型船上建与机舱之间的间距及新项目上建与机舱之间的间距，根据这些信息，双岛型新项目集装箱船的全船电缆总长度为LD＝Lsum×(85％+15％×fD)，其中fD为上建与机舱间距比，等于新项目船上建与机舱之间的间距/母型船上建与机舱之间的间距。
进一步地，在步骤4中，配电板系统电缆的长度
Figure BDA0003267654410000022
其中，LoSB为母型船配电板系统电缆长度；fMPS为主电站总功率比，等于新项目主电站总功率/母型船主电站总功率；fAMP为AMP系统功率比，等于新项目AMP系统功率/母型船AMP系统功率；fBT为艏侧推功率比，等于新项目艏侧推功率/母型船艏侧推功率；fRP为冷箱插座功率比，等于新项目冷箱插座总功率/母型船冷箱插座总功率。
进一步地，在步骤4中，电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆的长度＝LoPS×(1+NCR×fCR)，其中LoPS为母型船电力分电箱&组合或独立起动器系统的电缆长度；NCR为货舱冷箱数量差，等于新项目货舱冷箱数量与母型船货舱冷箱数量之差；fCR为货舱风机电缆折算系数，fCR＝5×10-4km/FEU。
进一步地，在步骤4中，冷藏集装箱系统电缆长度＝LoRC×fRP，其中LoRC为母型船冷藏箱集装箱系统电缆长度；fRP为冷箱插座功率比，等于新项目冷箱插座总功率/母型船冷箱插座总功率。
进一步地，在步骤4中，主发电机系统电缆＝LoMG×fnmg，其中LoMG为母型船主发电机系统电缆长度；fnmg为主发电机数量比，等于新项目主发电机数量/母型船主发电机数量。
进一步地，在步骤4中，艏侧推系统电缆的长度＝LoBT×fBT，其中LoBT为母型船艏侧推系统电缆长度；fBT为艏侧推功率比，等于新项目艏侧推功率/母型船艏侧推功率。
进一步地，在步骤4中，照明系统电缆的长度＝LoL×fS×fLX，其中LoL为母型船照明系统电缆长度；fS为照明面积比，等于新项目照明面积/母型船照明面积；fLX为照度水平比，等于新项目照度水平/母型船照度水平。
进一步地，在步骤4中，监测报警系统电缆的长度＝LoAMS×fa，其中LoAMS为母型船监测报警系统电缆长度；fa为报警硬点数比，等于新项目报警硬点数/母型船报警硬点数。
进一步地，在步骤4中，其他系统电缆的长度＝LoN+Lns，LoN为母型船剩余系统电缆长度之和，Lns为新项目新增系统电缆长度之和。
相比现有技术，本发明的有益效果在于，本发明基于多元分析方法，使得电缆长度估算结果的准确率大幅提高，避免了因估算不准所导致的大的经济损失的发生，同时也进一步提升了船舶行业的自主开发设计能力；此外，本发明所提供的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度估算方法可以被借鉴用于不同船型新项目的电缆长度估算。
附图说明
图1是本发明的基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法流程图。
图2是以本发明方法估算的新项目23000TEU集装箱船全船电缆总长度的偏差与以传统方法估算的全船电缆总长度的偏差对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步描述：
以新项目23000TEU集装箱船为例，采用本发明所提出的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，该方法流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、根据新项目23000TEU集装箱船船型选择与新项目船型近似的14500TEU集装箱船作为母型船；
步骤2、将母型船14500TEU集装箱船的电缆划分为配电板系统电缆、电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆、冷藏集装箱系统电缆、主发电机系统电缆、艏侧推系统电缆、照明系统电缆、监测报警系统电缆以及其他系统电缆等八类系统电缆；
步骤3、统计新项目23000TEU集装箱船和母型船14500TEU集装箱船的信息，该信息包括母型船八类系统的电缆长度、新项目和母型船之间的主电站总功率比\AMP系统功率比\冷箱插座功率比\货舱冷箱数量差\主发电机数量比\艏侧推功率比\照明面积比\照度水平比\报警硬点数比\船长比\船宽比\型深比、以及新项目新增系统的电缆长度；由于新项目23000TEU集装箱船为双岛型船(上建与机舱分开)，故还需统计上建与机舱间距比(新项目上建与机舱之间的间距/母型船上建与机舱之间的间距)，如表1所示；
表1 23000TEU、14500TEU集装箱船的信息统计表
名称 变量符号 变量值
母型船配电板系统电缆长度(km) L<sub>oSB</sub> 10.7
主电站总功率比 f<sub>MPS</sub> 1.8016
AMP系统功率比 f<sub>AMP</sub> 1.1636
冷箱插座功率比 f<sub>RP</sub> 2.2
母型船电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆长度(km) L<sub>oPS</sub> 23.4
货舱冷箱数量差(FEU) N<sub>CR</sub> 600
母型船冷藏箱集装箱系统电缆长度(km) L<sub>oRC</sub> 17
母型船主发电机系统电缆长度(km) L<sub>oMG</sub> 4.1
主发电机数量比 f<sub>nmg</sub> 1.5
母型船艏侧推系统电缆长度(km) L<sub>oBT</sub> 10.2
艏侧推功率比 f<sub>BT</sub> 1.875
母型船照明系统电缆长度(km) L<sub>oL</sub> 66.8
照明面积比 f<sub>S</sub> 1.5632
照度水平比 f<sub>LX</sub> 1.1
母型船监测报警系统电缆长度(km) L<sub>oAMS</sub> 31.7
报警硬点数比 f<sub>a</sub> 0.579
母型船剩余系统电缆长度之和(km) L<sub>oN</sub> 237.8
新项目新增系统电缆长度之和(km) L<sub>ns</sub> 85
上建与机舱间距比 f<sub>D</sub> 1.5556
新项目船长和母型船船长比 f<sub>B</sub> 1.0936
新项目船宽和母型船船宽比 f<sub>W</sub> 1.1973
新项目型深和母型船型深比 f<sub>H</sub> 1.1093
步骤4、根据步骤3中的信息分别估算新项目23000TEU集装箱船八类系统的电缆长度，该八类系统包括配电板系统、电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆、冷藏集装箱系统、主发电机系统、艏侧推系统、照明系统、监测报警系统以及其他系统：
具体地，配电板系统电缆的
Figure BDA0003267654410000051
其中，LoSB为母型船配电板系统电缆长度，单位(km)；fMPS为主电站总功率比，主电站总功率比等于新项目主电站总功率/母型船主电站总功率；fAMP为AMP系统功率比，AMP系统功率比等于新项目AMP系统功率/母型船AMP系统功率；fBT为艏侧推功率比，艏侧推功率比等于新项目艏侧推功率/母型船艏侧推功率；fRP为冷箱插座功率比，冷箱插座功率比等于新项目冷箱插座总功率/母型船冷箱插座总功率。
电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆的长度＝LoPS×(1+NCR×fCR)，其中LoPS为母型船电力分电箱&组合或独立起动器系统的电缆长度，单位(km)；NCR为货舱冷箱数量差，货舱冷箱数量差等于新项目货舱冷箱数量与母型船货舱冷箱数量之差，单位(FEU)；fCR为货舱风机电缆折算系数，fCR＝5×10-4km/FEU。
冷藏集装箱系统电缆长度＝LoRC×fRP，其中LoRC为母型船冷藏箱集装箱系统电缆长度，单位(km)；fRP为冷箱插座功率比，等于新项目冷箱插座总功率/母型船冷箱插座总功率。
主发电机系统电缆＝LoMG×fnmg，其中LoMG为母型船主发电机系统电缆长度，单位(km)；fnmg为主发电机数量比，主发电机数量比等于新项目主发电机数量/母型船主发电机数量。
艏侧推系统电缆的长度＝LoBT×fBT，其中LoBT为母型船艏侧推系统电缆长度，单位(km)；fBT为艏侧推功率比，艏侧推功率比等于新项目艏侧推功率/母型船艏侧推功率。
照明系统电缆的长度＝LoL×fS×fLX，其中LoL为母型船照明系统电缆长度，单位(km)；fS为照明面积比，等于新项目照明面积/母型船照明面积；fLX为照度水平比，等于新项目照度水平/母型船照度水平。
监测报警系统电缆的长度＝LoAMS×fa，其中LoAMS为母型船监测报警系统电缆长度，单位(km)；fa为报警硬点数比，等于新项目报警硬点数/母型船报警硬点数。
其他系统电缆的长度＝LoN+Lns，LoN为母型船剩余系统电缆长度之和，Lns为新项目新增系统电缆长度之和，单位均为km。
由步骤3中的信息以及上述预估方法分别计算出的新项目各大系统电缆长度结果如表2所示：
表2新项目23000TEU集装箱船八类系统电缆长度计算结果表
系统名称 电缆计算长度(km)
配电板系统 18.8
电力分电箱&组合或独立起动器系统 30.4
冷藏集装箱系统 37.4
主发电机系统 6.2
艏侧推系统 19
照明系统 114.9
监测报警系统 18.4
其他系统 322.8
步骤5、按
Figure BDA0003267654410000071
修正新项目23000TEU船集装箱船八类系统的电缆长度，其中L为修正后的每类系统电缆的长度，l为步骤4中每类系统电缆的长度，fB为新项目船长和母型船船长比，fW为新项目船宽和母型船船宽比，fH是新项目型深和母型船型深比，fC为修正系数，fC＝1.1。
由步骤4的计算结果以及上述修正式可得到如表3所示的八类系统电缆长度的修正结果：
表3新项目23000TEU集装箱船八类系统电缆修正长度结果表
系统名称 电缆修正长度(km)
配电板系统 23.4
电力分电箱&组合或独立起动器系统 37.9
冷藏集装箱系统 46.6
主发电机系统 7.7
艏侧推系统 23.7
照明系统 143.2
监测报警系统 22.9
其他系统 402.4
步骤6、将步骤5中修正后的八类系统电缆的长度L相加得到新项目23000TEU集装箱船的全船电缆总长度Lsum＝707.8km；由于新项目23000TEU集装箱船是双岛型集装箱船，故新项目23000TEU集装箱船的全船电缆总长度应通过LD＝Lsum×(85％+15％×fD)进一步修正，其中fD为上建与机舱间距比(上建与机舱间距比等于新项目上建与机舱之间的间距/母型船上建与机舱之间的间距)，由表1中上建与机舱间距比fD＝1.5556，可计算得到新项目23000TEU集装箱船的全船电缆总长度为LD＝766.8km。
上述实施例以新项目23000TEU船型为例，选择14500TEU集装箱船作为母型船，利用本发明方法预估了新项目全船的电缆长度，把该预估结果与完工后全船实际的电缆长度作对比，偏差为+2.9％，而由传统方法估算的全船电缆长度与完工后全船实际的电缆长度之间的偏差高达-36.9％，如图2所示，由此可知通过本发明方法电缆估算偏差大大减小，也就是说估算的精准度得到了大大提升。
本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、根据新项目船型选择与新项目船型近似的母型船；
步骤2、将母型船的电缆划分为配电板系统电缆、电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆、冷藏集装箱系统电缆、主发电机系统电缆、艏侧推系统电缆、照明系统电缆、监测报警系统电缆以及其他系统电缆等八类系统电缆；
步骤3、统计新项目集装箱船和母型船的信息，该信息包括母型船八类系统的电缆长度、新项目和母型船之间的主电站总功率比\AMP系统功率比\冷箱插座功率比\货舱冷箱数量差\主发电机数量比\艏侧推功率比\照明面积比\照度水平比\报警硬点数比\船长比\船宽比\型深比、以及新项目新增系统的电缆长度；
步骤4、根据步骤3中的信息分别估算新项目集装箱船八类系统的电缆长度，该八类系统包括配电板系统、电力分电箱&组合或独立起动器系统、冷藏集装箱系统、主发电机系统、艏侧推系统、照明系统、监测报警系统以及其他系统；
步骤5、按
Figure FDA0003267654400000011
修正新项目集装箱船八类系统的电缆长度，其中L为修正后的每类系统电缆的长度，l为步骤4中每类系统电缆的长度，fB为新项目船长和母型船船长比，fW为新项目船宽和母型船船宽比，fH是新项目型深和母型船型深比，fC为修正系数(fC＝1.1)；
步骤6、将修正后的八类系统电缆的长度L相加得到新项目集装箱船的全船电缆总长度Lsum。
2.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，新项目船为双岛型船时，还需统计母型船上建与机舱之间的间距及新项目上建与机舱之间的间距，根据这些信息，双岛型新项目集装箱船的全船电缆总长度为LD＝Lsum×(85％+15％×fD)，其中fD为上建与机舱之间的间距比，等于新项目上建与机舱之间的间距/母型船上建与机舱之间的间距。
3.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，配电板系统电缆的长度
Figure FDA0003267654400000021
其中，LoSB为母型船配电板系统电缆长度；fMPS为主电站总功率比，等于新项目主电站总功率/母型船主电站总功率；fAMP为AMP系统功率比，等于新项目AMP系统功率/母型船AMP系统功率；fBT为艏侧推功率比，等于新项目艏侧推功率/母型船艏侧推功率；fRP为冷箱插座功率比，等于新项目冷箱插座总功率/母型船冷箱插座总功率。
4.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，电力分电箱&组合或独立起动器系统电缆的长度＝LoPS×(1+NCR×fCR)，其中LoPS为母型船电力分电箱&组合或独立起动器系统的电缆长度；NCR为货舱冷箱数量差，等于新项目货舱冷箱数量与母型船货舱冷箱数量之差；fCR为货舱风机电缆折算系数，fCR＝5×10-4km/FEU。
5.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，冷藏集装箱系统电缆长度＝LoRC×fRP，其中LoRC为母型船冷藏箱集装箱系统电缆长度；fRP为冷箱插座功率比，等于新项目冷箱插座总功率/母型船冷箱插座总功率。
6.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，主发电机系统电缆＝LoMG×fnmg，其中LoMG为母型船主发电机系统电缆长度；fnmg为主发电机数量比，等于新项目主发电机数量/母型船主发电机数量。
7.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，艏侧推系统电缆的长度＝LoBT×fBT，其中LoBT为母型船艏侧推系统电缆长度；fBT为艏侧推功率比，等于新项目艏侧推功率/母型船艏侧推功率。
8.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，照明系统电缆的长度＝LoL×fS×fLX,其中LoL为母型船照明系统电缆长度；fS为照明面积比，等于新项目照明面积/母型船照明面积；fLX为照度水平比，等于新项目照度水平/母型船照度水平。
9.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，监测报警系统电缆的长度＝LoAMS×fa,其中LoAMS为母型船监测报警系统电缆长度；fa为报警硬点数比，等于新项目报警硬点数/母型船报警硬点数。
10.根据权利要求1所述的一种基于多元分析的集装箱船电缆长度预估方法，其特征在于，在所述步骤4中，其他系统电缆的长度＝LoN+Lns,LoN为母型船剩余系统电缆长度之和，Lns为新项目新增系统电缆长度之和。
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