【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种系泊系统的改进，属于船用设备领域，尤其涉及一种油轮智能稳泊系统及其使用方法。
技术介绍
1、系泊是指使用系泊缆绳将船舶固定在海上设施、码头、泊位或其他船舶上的作业过程，系泊作业是各型船舶最重要和最频繁进行的活动之一。受系泊设备、气象条件、水深、潮汐、船员经验等多种因素的影响，系泊作业也是船员在船上执行的高风险作业之一，错误的操作过程和时机将对船员及船舶造成严重的伤害及损失。特别的，大型油轮通常在系泊状态下进行原油装卸工作，一旦发生船舶位移，不仅可能造成船舶、码头设备损坏及人员伤亡，还可能导致原油泄漏入海，造成海洋环境污染。
2、船舶在系泊过程中或在泊位时，通常岸上和船上均没有监控缆绳负荷的设施，结果可能会使缆绳在无人照看的情况下变得过松或过紧。目前虽有部分码头在码头侧设置有缆绳张力监测，但无法实时将码头监测数据传至船上，进而船上也无法根据实时缆绳张力判断缆绳的负荷，并进行及时有效的缆绳调整，大型油轮一次在港装卸货的时间通常为24至36小时，有时甚至长达3至4天，在此过程中为了降低在港作业安全事故，保持对系泊状态及缆绳受力的有效监控，防止缆绳在泊期间过度磨损或受力不均衡，出现缆绳因磨损或张力集中而断缆的情况，确保整个系泊系统提供了足够的系留力，船上通常安排值班人员对缆绳状态进行巡视，通常是每半个小时或1个小时巡视一次，由于船舶在港受到风浪流的综合作用，加上船舶作业状态的变化，使得人眼对缆绳的受力判断不够准确。
3、申请号为cn202310521721.6，申请日为2023年5月10日的中国
4、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中存在对缆绳的受力判断不够准确的问题，提供了一种对缆绳的受力判断准确的油轮智能稳泊系统。
2、为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种油轮智能稳泊系统，所述油轮智能稳泊系统包括依次信号连接的采集模块、监测模块、传输模块、处理模块、交互模块与预警模块；
3、所述采集模块包括风速风向仪、流速仪、张力传感器、气象单元与工业摄像机，用于采集测量数据；
4、所述风速风向仪用于测量预设时间内的风力数据；
5、所述流速仪用于测量预设时间内停船位置的水流数据；
6、所述张力传感器用于获取预设时间内各个缆绳的张力；
7、所述气象单元用于获取预设时间内的气象数据；
8、所述工业摄像机用于获取船舶离岸相对位置、船舶移动状态以及输油臂位移状态；
9、所述监测模块用于监测船舶的状态数据以及系泊绞车的设备数据；
10、所述传输模块用于将采集模块采集的数据传输至处理模块中，以及将处理模块的处理结果传输至交互模块与预警模块；
11、所述处理模块用于根据采集的数据以及基础数据进行分析，定期计算船舶静态环境力、系泊力、缆绳负荷，根据计算的结果对系泊缆绳张力提出优化调整方案以及缆绳的收放方案；
12、所述基础数据具体为：系泊设备参数、船舶信息、码头设备信息与码头限制条件；
13、所述交互模块用于与船上人员的通信设备进行数据交互；
14、所述预警模块用于在超过阈值范围时进行报警。
15、所述船舶的状态数据是指船舶自身数据，具体是指：船舶纵倾、船舶横倾以及船舶吃水状况。
16、所述船舶的状态数据还包括其他数据，具体是指：船舶作业状态、船舶位移以及输油臂位移。
17、所述系泊绞车的设备数据包括绞车运行状态、缆绳数量、缆绳长度以及绞车受力。
18、所述预警模块用于在超过阈值范围时进行报警，报警类型包括：船舶位移报警、输油臂位移报警、缆绳负荷异常报警、环境安全报警与系统安全报警。
19、所述报警模式为声光报警。
20、一种油轮智能稳泊系统的使用方法，所述油轮智能稳泊系统的使用方法包括以下步骤：
21、第一步、采集模块采集预设时间内的测量数据，并将测量数据传输至处理模块中结合基础数据计算得到系泊船舶受到的力，系泊船舶受到的力由所有缆绳的总受力来抵消，以船舶稳心点为中心建立坐标系，将系泊船舶受到的力进行拆分，得到系泊船舶各个方向的受力，根据系泊船舶各个方向的受力结合向量计算得到每个缆绳的计算受力值，同时根据张力传感器得到每个缆绳的实际受力值；
22、第二步、将每个缆绳的实际受力值与每个缆绳的计算受力值进行比较，每个缆绳的实际受力值不大于计算受力值时，判定为正常数据；每个缆绳的实际受力值大于计算受力值时，判定为异常数据；
23、第三步、当异常数据时，判断每个缆绳张力是否超过计算受力值的极限值，所述判断结果包括以下任意一种：
24、第一种：当判断的缆绳受力未超过极限值时，且缆绳实际受力值在极限值临界线时，对缆绳进行放松调节；
25、第二种：当缆绳实际受力值小于缆绳的计算受力值时，对缆绳进行拉紧调节；根据每个缆绳的判断结果依次进行松紧调节；若判断的缆绳受力超过极限值，则对缆绳进行失效处理，此时系统经传输模块向预警模块发出信号进行报警，同时通交互模块将信息发送至相关人员执行应急预警方案。
26、所述第一步中，系泊船舶受到的力如下：
27、f＝f1+f2+f3，其中，靠泊码头的船舶受到的总荷载f，风荷载为f1、水流荷载f2，波浪荷载f3。
28、所述将系泊船舶受到的力进行拆分包括：对风载荷进行拆分与水流载荷进行拆分；
29、风荷载拆分是指：将风对船舶的作用力分解为平行于船舶纵轴的纵向分力fx风、垂直于船舶纵轴的横向分力fy风和垂直轴上的偏转力矩mxy风；
30、平行于船舶纵轴的纵向分力根据下式计算：
31、
32、其中，cx风为风载荷纵向分力系数，ρ空气为空气密度kg/m3，v风为风速m/s，at为船体纵向受风面积m2；
33、垂直于船舶纵轴的横向分力根据下式计算：
34、
35、其中，cy风为风载荷横向分力系数；
36、垂直轴上的偏转力矩根据下式计算：
37、
38、其中，cxy风为风载荷横向分力系数，lbp为船舶垂线间长m。
39、所述水流荷载拆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述油轮智能稳泊系统包括依次信号连接的采集模块(1)、监测模块(2)、传输模块(3)、处理模块(4)、交互模块(5)与预警模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述船舶的状态数据是指船舶自身数据，具体是指：船舶纵倾、船舶横倾以及船舶吃水状况。
3.根据权利要求2所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述船舶的状态数据还包括其他数据，具体是指：船舶作业状态、船舶位移以及输油臂位移。
4.根据权利要求1所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述系泊绞车的设备数据包括绞车运行状态、缆绳数量、缆绳长度以及绞车受力。
5.根据权利要求1所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述预警模块(6)用于在超过阈值范围时进行报警，报警类型包括：船舶位移报警、输油臂位移报警、缆绳负荷异常报警、环境安全报警与系统安全报警。
6.根据权利要求5所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述报警模式为声光报警。
7.一种根据权利要求1所述的油轮智能稳泊系统的使用
8.根据权利要求7所述的一种油轮智能稳泊系统的使用方法，其特征在于：所述第一步中，系泊船舶受到的力如下：
9.根据权利要求8所述的一种油轮智能稳泊系统的使用方法，其特征在于：所述将系泊船舶受到的力进行拆分包括：对风载荷进行拆分与水流载荷进行拆分；
10.根据权利要求9所述的一种油轮智能稳泊系统的使用方法，其特征在于：所述水流荷载拆分是指：水流力分解为垂直于船舶纵轴的横向分力FX流、平行于船舶纵轴的纵向分力FY流和垂直轴上的偏转力矩MXY流；
...【技术特征摘要】
1.一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述油轮智能稳泊系统包括依次信号连接的采集模块(1)、监测模块(2)、传输模块(3)、处理模块(4)、交互模块(5)与预警模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述船舶的状态数据是指船舶自身数据，具体是指：船舶纵倾、船舶横倾以及船舶吃水状况。
3.根据权利要求2所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述船舶的状态数据还包括其他数据，具体是指：船舶作业状态、船舶位移以及输油臂位移。
4.根据权利要求1所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述系泊绞车的设备数据包括绞车运行状态、缆绳数量、缆绳长度以及绞车受力。
5.根据权利要求1所述的一种油轮智能稳泊系统，其特征在于：所述预警模块(6)用于在超过阈值范围时进行报警，报警类型包括：船舶位移报警...
【专利技术属性】
技术研发人员：李沨，曾力，张双喜，华霖，章艺，王强，张彪，
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：
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