集裝箱船壓載系統(tǒng)仿真與監(jiān)控研究.pdf

1、壓載系統(tǒng)是船舶在航行、裝卸、停泊等各種營運(yùn)狀態(tài)下保持穩(wěn)性的重要系統(tǒng)。船舶壓載系統(tǒng)的設(shè)置就是為了保證船舶在航行、出入港口、貨物裝卸等各種工況下都有一定的吃水深度，一定的重心高度和穩(wěn)性平衡狀態(tài)，也即通過隨時(shí)調(diào)整各壓載水艙的壓載和排水使船達(dá)到平衡和保持恰當(dāng)?shù)呐潘?。目前，集裝箱船運(yùn)輸發(fā)展很快，這種運(yùn)輸方式的優(yōu)點(diǎn)是航速快、裝卸效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、減少貨損貨差以及便于開展多式聯(lián)運(yùn)。集裝箱運(yùn)輸已成為件雜貨的主要運(yùn)輸方式，具有很好的發(fā)展前景。壓載系統(tǒng)

2、亦是集裝箱船必不可少的輔助系統(tǒng)?，F(xiàn)代壓載管理，基本上都是由計(jì)算機(jī)來完成。壓載水的控制在壓載水控制室內(nèi)進(jìn)行，通過控制屏上的儀表與指示燈，各壓載水艙及泵的運(yùn)行狀況一目了然，更為先進(jìn)的集裝箱船還設(shè)有自動(dòng)的反橫傾系統(tǒng)，在貨柜起吊中把左右壓載艙配平，可以基本上保持船舶不橫傾。 本課題以某1100TEU 全集裝箱船壓載系統(tǒng)為仿真母型，通過模擬仿真船舶的實(shí)際壓載調(diào)節(jié)過程，通過對壓載水的控制來實(shí)現(xiàn)船舶的穩(wěn)性調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)計(jì)算和顯示船舶不同裝載狀態(tài)下

3、的船舶穩(wěn)性參數(shù)（如船舶吃水、橫傾角、縱傾角、各艙室液位等），并通過簡明的人機(jī)界面對系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用仿真技術(shù)來研究船舶壓載系統(tǒng)，可以在一定程度上代替物理試驗(yàn)，檢驗(yàn)船舶研發(fā)設(shè)計(jì)的合理性，從而節(jié)約大量的人力物力，進(jìn)而對其做出正確的評(píng)估改進(jìn)；其次，通過對船舶壓載調(diào)平模型的建立，仿真系統(tǒng)可進(jìn)行與實(shí)船相類似的操作，并將應(yīng)用范圍擴(kuò)展到輪機(jī)模擬器壓載水仿真系統(tǒng)，用于輪機(jī)模擬器實(shí)踐教學(xué)和培訓(xùn)。 本文以某1100TEU 全集裝箱船壓載系

4、統(tǒng)為仿真母型，在對壓載系統(tǒng)工作原理深入研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮喕?，在MATLAB/SIULINK 仿真平臺(tái)上，建立了壓載泵數(shù)學(xué)模型、管路數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)性調(diào)節(jié)數(shù)學(xué)模型和艙室數(shù)學(xué)模型。針對不同工況，依據(jù)已建立的算法，開發(fā)了系統(tǒng)仿真模型，對壓載系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過程進(jìn)行模擬仿真。在InTouch組態(tài)軟件平臺(tái)上，對監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面的開發(fā)進(jìn)行了詳盡深入的研究，為實(shí)現(xiàn)對仿真模型進(jìn)行監(jiān)控、參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，總結(jié)出壓載監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)的具體原則，設(shè)計(jì)了船舶壓