[發(fā)明專利]一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113978664B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳遠(yuǎn)明;洪曉斌;崔彬
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

本發(fā)明公開了一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統(tǒng)，包括船舶狀態(tài)實時監(jiān)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(guān)數(shù)據(jù)輸出與顯示模塊；船舶狀態(tài)實時監(jiān)測模塊，實時對船舶的運動姿態(tài)、壓載狀態(tài)及結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測；貨物自主感知計算模塊，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(shù)據(jù)變化，通過存儲的數(shù)據(jù)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(biāo)及其變化曲線；壓排載智能在線控制模塊，判斷船舶吃水、橫傾和縱傾是否在安全范圍，計算船舶靜穩(wěn)性參數(shù)和動穩(wěn)性參數(shù)及整船浮力分布、重力分布、剪力曲線和彎矩曲線，及對各個壓載艙的壓排載進(jìn)行底層的控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

半潛運載裝備(半潛船)具有寬敞無障礙的裝貨甲板，可通過滾裝或上浮下潛的方式裝卸和運輸大尺寸、超重型海洋結(jié)構(gòu)物及貨物等，具有常規(guī)船無法比擬的地位。但由于半潛運載裝備下潛作業(yè)的特殊性，決定了其對壓排載系統(tǒng)的智能化水平較常規(guī)船舶提出更高的要求。目前半潛運載裝備主要是通過事先的裝載計算，制定規(guī)范的裝載下潛流程，而且必須由具有豐富經(jīng)驗的專門操作員嚴(yán)格按照設(shè)定規(guī)程進(jìn)行操作，整個壓排載過程手動操作，缺乏自動控制功能，效率慢，屬于高風(fēng)險作業(yè)。并且由于海上惡劣海況的影響，整個裝載過程不管是船舶的位置姿態(tài)，還是實際貨物的形狀、重量、裝載位置等都與事前裝載計算的理想情況存在偏差，這些因素都給實際操作帶來很大安全隱患，因此目前半潛運載裝備只能在海況較好的情況進(jìn)行作業(yè)。這顯然大大限制了半潛運載裝備的使用，特別隨著軍事方面以及救援搶險方面的需求，迫切需要半潛運載裝備能滿足高海況使用要求，所以實現(xiàn)半潛運載裝備的壓排載智能化控制將具體特別重要的意義。

但要實現(xiàn)半潛運載裝備的壓排載系統(tǒng)智能控制，要解決的一項關(guān)鍵技術(shù)就是貨物重量、重心的獲取。不管半潛運載裝備是采用滾裝還是上浮下潛的裝卸方式，裝卸貨過程，貨物作用在船體上的有效重量是一個變化的過程，并且貨物的重心往往也是移動的。另一方面，在半潛運載裝備下潛上浮裝卸貨過程中，由于貨物部分入水產(chǎn)生浮力，所以貨物作用在半潛運載裝備上的有效重量并不等于其自身重量。由于半潛運載裝備的貨物重量巨大、體型多變，目前還沒有有效的傳感器或測量方式對其實際裝載的貨物有效重量及重心位置進(jìn)行監(jiān)測。

綜上，如何克服目前半潛運載裝備壓排載系統(tǒng)只能手動控制的弊端，增加其智能控制功能，使壓排載系統(tǒng)能根據(jù)實際裝載的貨物重量和重心自動調(diào)整壓排載水量，以適應(yīng)貨物的變化。而實現(xiàn)上述智能控制的關(guān)鍵和前提又是如何解決半潛運載裝備貨物的實際有效重量和重心位置難以獲取的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統(tǒng)，該發(fā)明利用船舶不同位置裝載不同重量的貨物會引起船舶艏艉吃水的不同變化，以及使船舶產(chǎn)生不同程度的橫傾和縱傾；所以逆思路，通過連續(xù)監(jiān)測船舶自身的艏艉吃水、橫傾和縱傾變化，再利用受力平衡原理，就能間接地感知求解出貨物實際作用在船體上的有效重量和重心位置。在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)求得的貨物有效重量、重心以及船舶實時狀態(tài)信息來智能控制各壓載水艙的自動吸入或排出壓載水來匹配貨物的重量和重心變化，確保裝載過程中都滿足浮態(tài)、穩(wěn)性和強度的性能要求。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種半潛運載裝備壓排載智能測控系統(tǒng)，包括：

船舶狀態(tài)實時監(jiān)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(guān)數(shù)據(jù)輸出與顯示模塊；所述

船舶狀態(tài)實時監(jiān)測模塊，用于實時對船舶的運動姿態(tài)、壓載狀態(tài)及結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)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(shù)據(jù)變化，通過存儲的數(shù)據(jù)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(biāo)及其變化曲線；