[發明專利]一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統

有效

• 申請號: 202111374775.1
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113978664B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳遠明;洪曉斌;崔彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B63B79/30
• 分類號: B63B79/30;B63B43/06;B63B35/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

1.一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統，其特征在于，所述測控系統包括：船舶狀態實時監測模塊、貨物自主感知計算模塊、壓排載智能在線控制模塊和相關數據輸出與顯示模塊；所述

船舶狀態實時監測模塊，用于實時對船舶的運動姿態、壓載狀態及結構應力的監測；

貨物自主感知計算模塊，用于存儲裝載前與裝載過程中船舶艏艉吃水、縱傾角、橫傾角及各壓載艙壓載數據變化，通過存儲的數據源求解輸出已裝載貨物有效重量和貨物有效重量變化曲線以及解算輸出貨物重心橫向、縱向和垂向坐標及其變化曲線；

壓排載智能在線控制模塊，用于判斷船舶吃水、橫傾和縱傾是否在安全范圍，并計算船舶靜穩性參數和動穩性參數及整船浮力分布、重力分布、剪力曲線和彎矩曲線，以及對各個壓載艙的壓排載進行底層的控制；

所述貨物有效重量感知計算單元計算原理如下：

船舶裝卸貨物和壓排載都會造成船舶排水量的變化，由于壓載狀態監測單元和運動姿態監測單元都具備在線連續監測和記錄功能，因此裝卸貨過程，利用船舶排水量的變化減去壓排載系統壓載水重量變化得到裝卸貨物的重量，如下式所示：

由浮態平衡方程有

W_原＝Δ_原 (1)

W_原+W_壓調+W_新貨＝Δ_新 (2)

W_新貨＝Δ_新-W_原-W_壓調＝Δ_新-Δ_原-W_壓調＝Δ_變化-W_壓調 (3)

式中，W_原為船舶裝卸新貨物前原來的重力；Δ_原為船舶裝卸新貨物前原來的排水量；W_壓調為裝卸新貨物過程中調整的總壓載水量，其中，增加壓載水為正，減少壓載水為負；W_新貨為裝卸新貨物的重量，其中，裝貨為正，卸貨為負；Δ_新為船舶裝卸新貨物后的排水量；Δ_變化＝Δ_新-Δ_原為裝卸新貨物前后排水量的變化量；

具體地，通過壓載狀態監測單元和運動姿態監測單元記錄下裝卸貨物前后每一瞬時的各艙壓載水情況和船舶艏艉吃水情況，利用船舶邦戎曲線求出船舶排水量的變化量Δ_變化，排水量的變化量Δ_變化再扣除總壓載水的變化量W_壓調就是裝卸新貨物的重量W_新貨；裝載過程是重量不斷增加的過程，卸載則相反，所述貨物有效重量感知計算單元能計算每一瞬時新增貨物或減少貨物的重量，并記錄貨物重量變化的時間歷程，為所述壓排載智能在線控制模塊提供實時數據；

所述貨物重心位置感知計算單元原理如下：

由任意狀態的船舶浮態平衡方程有

x_B-x_G＝(z_G-z_B)tanθ (4)

式中，x_B、y_B、z_B分別為浮心的縱向坐標、橫向坐標和垂向坐標；x_G、y_G、z_G分別為船舶重心的縱向坐標、橫向坐標和垂向坐標；θ為船舶縱傾角；為船舶橫傾角。