【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种安全航行系统及方法，特别是一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统及方法，属于船舶航行系统
技术介绍
[0002]集装箱船货舱开口较大，舱口宽度达到甚至超过船宽的80%，舱口长度达到舱壁间距的90%，大大超过普通货船，从而使船体扭转刚度严重削弱。集装箱船在斜浪航行时波浪扭矩很大，容易对船体造成损伤。集装箱船在风浪中航行时，会承受很大的中拱、中垂及剪切等各种复杂的交变应力。
[0003]例如2万箱集装箱船的长度普遍在400米左右，使得集装箱的交变应力问题尤为突出。船中弯矩很大，而且货舱开口占据船宽比例较大，使货舱舱口角隅处容易出现应力集中。此外在风浪中航行时，当涌浪的长度和船舶相近时，如果涌浪的波峰在船舶的船头和船尾位置，船的中部很容易发生悬空。集装箱船长度较大，其悬空的跨度很大，加上船舶自身的巨大重量，容易发生断裂事故。另一种情况如果涌浪的波峰出现在船舶中部位置，波峰的作用力直接作用在船舶中部，船舶的首部和尾部很容易悬空，这样在船...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：包括船体应力监测模块、有限元强度分析模块、装载计算机模块和航行线路优化模块；船体应力监测模块用于获取船体应力脆弱部位的应力值；有限元强度分析模块根据船体应力监测模块获取的应力值，采用有限元强度分析系统计算出应力最小的航行方向；装载计算机模块根据液舱液位、吃水计数据、货物装载计算船体的总纵强度，计算出船舶的完整稳性、破舱稳性、总纵强度和浮态，并判断是否超出预设的安全范围，若超出，则计算并调整船舶压载舱内压在水的分布，降低静水载荷引起的应力；航行线路优化模块根据航行班期规划、航路、天气海况，并结合有限元强度分析模块和装载计算机模块分析和调整结构，在安全航行前提下计算出最合理的航线、航向、航速、压载水布置，确保航运安全前提下减少船舶航程能耗。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：所述船体应力监测模块包括多个光纤光栅传感器，多个光纤传感器根据应力计算结果或航运经验布置在船舶应力脆弱处，用于监测船体的整体应力。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：还包括服务器显示控制模块，服务器显示控制模块包括显示器和服务器，显示器设置在船舶驾驶室、甲板办公室和机舱集控制中的一处或多处，用于显示船体各部位的应力和运动状态的实时和历史数据记录；服务器用于采集船舶各航次的多个船体部位的应力和运动状态数据，利用数据库技术对采集的数据进行存储并建立数据库，对船体的应力状态进行评估，预测应力的变化趋势和结构损伤趋势。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：还包括应急电力模块，应力电力模块通过应急电源在船舶发电机无法供电时为服务器提供电力。5.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：还包括报警单元，报警单元用于当监测的船体的应力数据超过目标值时进行报警。6.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：还包括液位遥测系统模块，液位遥测系统模块包括液舱液位计、吃水计和数据显示屏，用于实时测量液舱的液位，并将液位信号传输至装载计算机系统。7.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：还包括加速度和压力传感器，加速度和压力传感器设置在集装箱船最首部船中线位置的外板内部，用于监测船首水线处的加速度和压力数据。8.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的集装箱船安全航行系统，其特征在于：所述应力监测传感器设置在自动轨道车上，自动轨道车设置在甲板上的运行轨道上且能够沿着运行轨道行走，应力监测传感器自动移动至高应力危险区域。9.一种权利要求1
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8任一项所述的基于大数据技术的集装箱船安全航行系统的安全航行方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：通过船体应力监测模块中的应力监测传感器采集各航次的多个船体部位的应力，通过超声波探测器采集波浪以及船体的运动状态数据；步骤二：收集目标航线上的洋流、风浪气象预报以及实测数据资料；
【专利技术属性】
技术研发人员：陆明锋，葛沛，熊文，刘灿波，李林海，郑金伟，易小峰，王同山，应续华，
申请(专利权)人：南通中远海运川崎船舶工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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