一种液货船自动装卸能力的测试系统及测试方法技术方案

一种液货船自动装卸能力测试系统，包括控制器、后台响应层、用例输入层和结果分析层；用例输入层输出岸基端信息、初始的环境状态数据、初始的设备状态数据；控制器接收环境状态数据、发送控制指令给后台响应层；后台响应层接收初始的环境状态数据、初始的设备状态数据并重复下列响应操作：接收控制指令，再根据控制指令对当前设备状态数据、环境状态数据进行更新，并将当前的环境状态数据即时反馈给控制器；结果分析层根据岸基端信息、环境状态数据、设备状态数据计算测试结果。一种基于上述测试系统的测试方法，该测试方法包括装货能力测试和卸货能力测试。本设计可在实船条件难以实现的情况下对液货船的自动装卸货能力进行测试。的情况下对液货船的自动装卸货能力进行测试。的情况下对液货船的自动装卸货能力进行测试。

【技术实现步骤摘要】
一种液货船自动装卸能力的测试系统及测试方法


[0001]本专利技术涉及一种测试系统及测试方法，尤其涉及一种液货船自动装卸能力的测试系统及测试方法，具体适用于测试液货船的自动装卸系统的自动装卸能力。

技术介绍

[0002]随着船舶智能化和信息化的发展，作为液货船重要的组成部分之一的液货装卸控制系统越来越趋于复杂化、智能化，成为融合计算机、自动控制和电子信息技术，以及船舶管理等多学科的综合系统。为了适应船舶液货装卸控制系统的发展，并为了提高液货装卸效率，缓解装卸货期间人员疲劳，增加船舶和人员安全，缩短船舶在港停留时间，最终达到提高经济效益这一根本目的，CCS颁布了《船舶（油船）智能货物管理检验指南》，指南明确了自动装卸货中自主决策能力相关功能要求和测试结果要求。
[0003]船舶智能货物管理系统旨在辅助并逐步取代船员工作，其中液货自动装卸系统主要为减轻和逐步取代装卸货期间货控室水手的操作工作。目前，对液货船的自动装卸功能的测试主要针对装货、卸货工作，测试方式以现场人工评定为主，存在缺乏量化指标、实船验证条件受限、耗时耗力、费用高、有一定安全隐患等问题。
[0004]本专利技术具体公开了一种液货船自动装卸能力的测试系统及测试方法，可对液货船的智能货物系统的自动装卸货能力进行真实、全面、快速的自动化、智能化测试，能克服目前自动装卸功能测试存在的缺乏具体测试项、实船条件难以实现、评定费时的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的缺乏具体测试项、实船条件难以实现、评定费时的问题，提供了一种无需进行现实的装卸货作业，在虚拟环境下对液货船自动装卸系统的装卸货能力进行测试的测试系统，以及一种能全面的测试液货船自动装卸系统的装卸货能力的测试方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种液货船自动装卸能力的测试系统，所述测试系统包括控制器、后台响应层、用例输入层和结果分析层；所述用例输入层的使用方法包括：向外输出岸基端信息、初始的环境状态数据、初始的设备状态数据；所述控制器的使用方法包括：接收初始的环境状态数据与即时的环境状态数据，发送控制指令给后台响应层，所述控制指令包括控制设备动作的信息；所述后台响应层的使用方法包括：先接收初始的环境状态数据、初始的设备状态数据，再将初始的环境状态数据发送给控制器，然后重复响应操作，该响应操作包括先接收控制器发出的控制指令，再对当前设备状态数据进行更新以获得即时的设备状态数据，然后依据即时的设备状态数据模拟环境状态的变化，以实时更新环境状态数据，从而获得即时的环境状态数据，并发送给控制器；所述当前设备状态数据为初始的设备状态数据或前
一次的即时的设备状态数据；所述结果分析层的使用方法包括：根据岸基端信息、初始的环境状态数据、即时的环境状态数据、初始的设备状态数据、即时的设备状态数据计算测试结果。
[0007]所述设备状态数据包括：液货船上各舱室的进出口阀门开度数据、泵的运行状态数据、加热装置的运行状态数据；所述环境状态数据包括：液货船上各舱室的液位数据、温度数据以及压力数据。
[0008]所述后台响应层包括设备数据响应模块和环境数据响应模块；所述环境数据响应模块为环境状态数据的响应模型，所述环境数据响应模块的使用方法包括：先接收初始的环境状态数据，再将初始的环境状态数据发送给控制器1，然后接收即时的设备状态数据，依据即时的设备状态数据模拟环境状态的变化，以实时更新环境状态数据，从而获得即时的环境状态数据，并发送给控制器；所述设备数据响应模块为液货船上各舱室的进出口阀门、泵、加热装置的响应模型，设备数据响应模块的使用方法包括：接收初始的设备状态数据，然后重复响应操作，所述响应操作包括接收控制器发出的控制指令，再根据控制指令对当前设备状态数据进行更新以获得即时的设备状态数据。
[0009]所述后台响应层还包括数据反馈模块，所述环境数据响应模块通过数据反馈模块与控制器信号连接，所述数据反馈模块的使用方法包括：接收环境数据响应模块发出的初始的环境状态数据、即时的环境状态数据，并将初始的环境状态数据、即时的环境状态数据实时转换为传感器信号反馈给控制器。
[0010]所述用例输入层包括环境数据生成模块、设备数据生成模块和岸基端信息生成模块；所述环境数据生成模块的使用方法包括：生成并向外输出初始环境状态数据；所述设备数据生成模块的使用方法包括：生成并向外输出初始设备状态数据；所述岸基端信息生成模块的使用方法包括：生成并向外输出岸基端信息，所述岸基端信息包括：装货作业中货源的压力和流量或卸货作业中卸货管路的背压。
[0011]所述用例输入层还包括环境扰动注入模块和设备故障注入模块；所述环境扰动注入模块的使用方法包括：生成噪声信号，并将噪声信号添加入初始的环境状态数据和即时的环境状态数据中；所述设备故障注入模块的使用方法包括：生成噪声信号，并将噪声信号添加入初始的设备状态数据和即时的设备状态数据中。
[0012]所述结果分析层包括数据统计模块和数据分析模块；所述数据统计模块的使用方法包括：实时岸基端信息、初始的环境状态数据与即时的环境状态数据、初始的设备状态数据与即时的设备状态数据，并将获取到的数据信息存入数据库；所述数据分析模块的使用方法包括：根据数据库中的数据信息计算测试结果。
[0013]所述数据分析模块根据数据库中的数据信息计算测试结果具体包括：若本次作业为装货作业：A1、分析模块记录控制器自动停止作业的次数；A2、数据分析模块根据各舱室的液位数据计算装货作业过程中液货船达到的最大
倾角、剪力；A3、数据分析模块根据各货舱入口阀门开度数据计算装货作业过程中管路压力的波动值；A4、数据分析模块根据各货舱的液位变化计算本次装货作业中所达到的最大装货速率，并计算最大装货速率与液货船自动装卸系统的设计最大装货速率之间的差值；A5、数据分析模块根据各货舱的液位变化计算本次装货作业中各货舱的装货量，并计算各货舱的实际装货量与目标装货量之间的误差；A6、数据分析模块根据货源的压力和流量、各货舱入口阀门开度数据计算装货管路内流体的线速度，并判断在初装期间装货管路内流体的线速度、普装期间装货管路内流体的线速度否超过规定的阈值；若本次作业为卸货作业：B1、分析模块记录控制器自动停止作业的次数；B2、数据分析模块根据各舱室的液位数据计算卸货作业过程中液货船达到的最大倾角、剪力；B3、数据分析模块根据各货舱出口阀门的开度数据计算卸货作业过程中管路压力的波动值；B4、数据分析模块根据各货舱的液位变化计算本次卸货作业中所达到的最大卸货速率，并计算最大卸货速率与液货船自动装卸系统的设计最大卸货速率之间的差值；B5、数据分析模块根据各货泵的运行状态数据、各货舱出口阀门开度数据计算卸货管路内流体的线速度，并判断低速卸货期间卸货管路内流体的线速度、高速卸货期间卸货管路内流体的线速度是否超过规定的阈值；B6、数据分析模块根据本次卸货作业中卸货管路的背压、各货泵的运行状态数据、各货舱出口阀门开度数据计算卸货管路内的压力，并判断卸货管路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液货船自动装卸能力的测试系统，其特征在于：所述测试系统包括控制器（1）、后台响应层（10）、用例输入层（20）和结果分析层（30）；所述用例输入层（20）的使用方法包括：向外输出岸基端信息、初始的环境状态数据、初始的设备状态数据；所述控制器（1）的使用方法包括：接收初始的环境状态数据与即时的环境状态数据，发送控制指令给后台响应层（10），所述控制指令包括控制设备动作的信息；所述后台响应层（10）的使用方法包括：先接收初始的环境状态数据、初始的设备状态数据，再将初始的环境状态数据发送给控制器（1），然后重复响应操作，该响应操作包括先接收控制器（1）发出的控制指令，再对当前设备状态数据进行更新以获得即时的设备状态数据，然后依据即时的设备状态数据模拟环境状态的变化，以实时更新环境状态数据，从而获得即时的环境状态数据，并发送给控制器（1）；所述当前设备状态数据为初始的设备状态数据或前一次的即时的设备状态数据；所述结果分析层（30）的使用方法包括：根据岸基端信息、初始的环境状态数据、即时的环境状态数据、初始的设备状态数据、即时的设备状态数据计算测试结果。2.根据权利要求1所述的一种液货船自动装卸能力的测试系统，其特征在于：所述设备状态数据包括：液货船上各舱室的进出口阀门开度数据、泵的运行状态数据、加热装置的运行状态数据；所述环境状态数据包括：液货船上各舱室的液位数据、温度数据以及压力数据。3.根据权利要求2所述的一种液货船自动装卸能力的测试系统，其特征在于：所述后台响应层（10）包括设备数据响应模块（11）和环境数据响应模块（12）；所述环境数据响应模块（12）为环境状态数据的响应模型，所述环境数据响应模块（12）的使用方法包括：先接收初始的环境状态数据，再将初始的环境状态数据发送给控制器（1），然后接收即时的设备状态数据，依据即时的设备状态数据模拟环境状态的变化，以实时更新环境状态数据，从而获得即时的环境状态数据，并发送给控制器（1）；所述设备数据响应模块（11）为液货船上各舱室的进出口阀门、泵、加热装置的响应模型，设备数据响应模块（11）的使用方法包括：接收初始的设备状态数据，然后重复响应操作，所述响应操作包括接收控制器（1）发出的控制指令，再根据控制指令对当前设备状态数据进行更新以获得即时的设备状态数据。4.根据权利要求3所述的一种液货船自动装卸能力的测试系统，其特征在于：所述后台响应层（10）还包括数据反馈模块（13），所述环境数据响应模块（12）通过数据反馈模块（13）与控制器（1）信号连接，所述数据反馈模块（13）的使用方法包括：接收环境数据响应模块（12）发出的初始的环境状态数据、即时的环境状态数据，并将初始的环境状态数据、即时的环境状态数据实时转换为传感器信号反馈给控制器（1）。5.根据权利要求1所述的一种液货船自动装卸能力的测试系统，其特征在于：所述用例输入层（20）包括环境数据生成模块（21）、设备数据生成模块（22）和岸基端信息生成模块（23）；所述环境数据生成模块（21）的使用方法包括：生成并向外输出初始环境状态数据；所述设备数据生成模块（22）的使用方法包括：生成并向外输出初始设备状态数据；所述岸基端信息生成模块（23）的使用方法包括：生成并向外输出岸基端信息，所述岸
基端信息包括：装货作业中货源的压力和流量或卸货作业中卸货管路的背压。6.根据权利要求5所述的一种液货船自动装卸能力的测试系统，其特征在于：所述用例输入层（20）还包括环境扰动注入模块（24）和设备故障注入模块（25）；所述环境扰动注入模块（24）的使用方法包括：生成噪声信号，并将噪声信号添加入初始的环境状态数据和即...

【专利技术属性】
技术研发人员：方兵，孟昭燃，叶志坚，周闯，李洪强，张聪，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：