[發明專利]用于船舶航行的智能配載減阻系統及方法

在審

• 申請號: 202010846497.4
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112009636A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 鐘毅;戚磊;巴夢圓;甘云漢;王開創;朱天賜;吳天璠;楊辰珺
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B43/08
• 分類號: B63B43/08;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

本發明涉及船舶運輸配載優化技術領域，具體涉及用于船舶航行的智能配載減阻系統及方法，包括：滑臺配載貨柜；用于驅動滑臺配載貨柜的絲桿電機和傳送帶；用于支撐滑臺配載貨柜滑動的雙導軌；液位信息讀取裝置，用于檢測液位并讀取液位信息，確定排水量和前后吃水差；主控制器，除控制船舶航行外，還接收液位信息讀取裝置并發出指令對滑臺配載貨柜移動動作和移動位置進行控制。用自適應可調節移動配載控制平臺，通過神經算法找到最佳縱傾角，能耗低、減阻率較為顯著。

技術領域

本發明涉及船舶運輸配載優化技術領域，特別涉及用于船舶航行的智能配載 減阻系統和方法。

背景技術

船舶運輸作為國際貿易中采用的最主要運輸方式，占有60％的國際貿易總運 量。集裝箱運輸船在如今的遠洋航運和物流中發揮著重要的作用，其運輸能力的 大小一定程度上決定了經濟的發展。為了提高運輸船的運輸能力，一個高效、合 理和經濟的船舶配載系統具有重要意義。貨船在航行過程中受到的摩擦阻力占總 阻力的60％以上，降低摩擦阻力是船舶節能的重要一環。通過合理的裝配船上貨 物的配載位置可以有效減小阻力，并且貨倉配載是船舶運輸過程的核心環節,其 質量的優劣直接影響水上運輸的安全性和經濟性。因此,良好的配載方案是眾多 航運巨頭所極力追求的目標。

關于船舶配載優化技術的相關研究已經有很多，但現有技術無法應用到實船 上，主要有以下幾個原因：

1、目前市場上的配載優化技術均為在出入港時裝配好的既定方案，無法根 據船舶實際行駛狀態智能調節配載位置，導致沒有一定的節能效果。

2、集裝箱船舶的重心會比普通船只高很多。因此，傳統的配載系統布局的 集裝箱船在受到海風和海浪等外界條件干擾時，自身調節能力差，容易發生橫傾、 搖擺等運動，甚至會發生事故。為了保證船舶在極端條件下的安全性，必須提高 集裝箱船的穩定性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的上述缺陷，提供一種能耗低、減 阻率高的用于船舶航行的智能配載減阻系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于船舶航行的智能配載減阻系統，其特征在于包括：

滑臺配載貨柜；

用于驅動滑臺配載貨柜的絲桿電機和傳送帶；

用于支撐滑臺配載貨柜滑動的雙導軌，雙導軌布置在船體縱向中軸線上；

液位信息讀取裝置，用于檢測液位并讀取液位信息，確定排水量和前后吃水 差；

主控制器，除控制船舶航行外，還接收液位信息讀取裝置并發出指令對滑臺 配載貨柜移動動作和移動位置進行控制。

上述技術方案中，液位信息讀取裝置在船底首尾部分別安裝。

上述技術方案中，在船底首尾部分別安裝一個液位傳感器作為液位信息讀取 裝置。

上述技術方案中，還設置功率檢測模塊，功率檢測模塊判斷船舶消耗功率是 否為最小值，如果船舶消耗功率沒有到達最小值，則將功率檢測模塊檢測值反饋 到主控制器使功率達到最小值，以實現節能的目的。

上述技術方案中，滑臺配載貨柜安裝在貨倉中，主要由絲桿滑臺和貨物組成。

上述技術方案中，主控制器收到液位信號后，通過神經網絡的算法控制絲桿 電機的轉動帶動，滑臺配載貨柜的移動距離，以及絲桿電機的開關。

一種用于船舶航行的智能配載減阻方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：當船舶開始啟動時，設置初始航速，主控制器輸出控制信號到船舶 電機驅動器，電推船按照給定速度穩定航行，讀取船舶初始參數；