[發明專利]一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統及方法

在審

• 申請號: 202010517154.3
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111665841A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 周云龍;瞿榮澤;薛國良
• 申請（專利權）人: 大連中遠海運川崎船舶工程有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，包括：數據監測單元、信號收集處理單元、信息集成分析計算單元、應力和報警原因及建議對策顯示單元、自動控制單元和報警器；所述數據監測單元、信號收集處理單元、信息集成分析計算單元、應力和報警原因及建議對策顯示單元、自動控制單元按順序相互連接，進行信息交互；所述應力和報警原因及建議對策顯示單元與報警器相互連接，當應力值超過預先設定的標準值時，通知報警器進行聲光報警，并能分析報警原因給出輔助決策。

2.根據權利要求1所述的一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，還包括不間斷動力電源，作為船舶斷電情況下的應急電源。

3.根據權利要求1所述的一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，所述數據監測單元包括：多個應變傳感器、波浪雷達掃描儀、GPS、傾斜儀、風速風向儀、裝載計算機、壓載水艙液位計、船舶轉向信號采集儀和移動氣象站。

4.根據權利要求3所述的一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，所述多個應力傳感器通過信號傳輸電纜將信號匯集到接線箱，再由接線箱與信號收集處理單元相連。

5.根據權利要求1所述的一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，所述信號收集處理單元安裝有信號處理模塊，對收集的信號進行處理。

6.根據權利要求1所述的一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，所述應力和報警原因及建議對策顯示單元安裝有數據庫模塊和數據分析與挖掘模塊，將信號處理后的數據存儲到數據庫模塊，所述數據分析與挖掘模塊調用數據庫模塊中的歷史數據進行分析與挖掘。

7.根據權利要求1所述的一種船舶安全應力輔助決策和自動控制系統，其特征在于，所述自動控制單元包括：自動舵控制模塊、轉速控制模塊和壓載水控制模塊。

8.采用權利要求1-7任一項所述的船舶安全應力輔助決策和自動控制系統進行決策和自動控制的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將數據監測單元的多個應變傳感器安裝在船舶需要監控的高應力位置，實時監測船體結構應變，并通過信號傳輸電纜將不同的應變傳感器監測的實時信號匯集到接線箱，由接線箱與信號收集處理單元連接，進行信息交互；

步驟2：波浪雷達掃描儀、GPS、傾斜儀、風速風向儀、裝載計算機、壓載水艙液位計和轉向信號采集儀分別采集波浪數據、船位數據、船舶傾斜角度數據、風速風向數據、貨物裝載數據、壓載艙液位數據和船舶轉向數據，傳輸給信號收集處理單元；

步驟3：信號收集處理單元安裝有信號處理模塊，對收集的信號進行處理，并將處理好的信號傳輸給信息集成分析計算單元；

步驟4：信息集成分析計算單元將當前監測到的應力與標準值進行比較，當超過標準值時，傳輸給應力和報警原因及建議對策顯示單元，通知報警器進行聲光報警；

步驟5：應力和報警原因及建議對策顯示單元安裝有數據庫模塊和數據分析與挖掘模塊，由數據分析與挖掘模塊調用數據庫模塊中的歷史數據進行分析與挖掘，找到實時應力單元各項數據與歷史單元序列數據的異常，分析得到高應力原因，并基于歷史單元序列數據和移動氣象站提供的天氣預報給出降低應力的輔助決策建議，將決策信號傳輸給自動控制單元；

步驟6：自動控制單元接受到決策信號后，向自動舵控制模塊、轉速控制模塊和壓載水控制模塊發送自動控制指令；

步驟7：自動舵控制模塊根據自動控制指令調整船舶上自動舵的航向，轉速控制模塊根據自動控制指令給船舶上的主機集控單元發送調整轉速的指令，壓載水控制模塊根據自動控制指令給船舶上的壓載水控制單元發送調整壓載或排放水的目標值。