LNG船对船过驳作业配置模型与安全稳定性分析

针对LNG船对船过驳作业中设备选型与配置问题, 利用多层次模糊综合评判分析并系统性地构建了LNG船对船过驳作业配置模型, 提出了LNG船对船过驳设备配置稳定性的定量分析方法和计算流程, 以145 000 m3和60 000 m3的LNG船舶为试验对象, 利用计算流体动力学(CFD)技术对2船组合体配置系统开展仿真试验分析, 并基于仿真试验结果开展了该模拟工况条件下LNG船对船过驳选型适配度的计算。结果表明: 在模拟工况下LNG船对船过驳选型与配置适配度为0.85, 与最优值1.00的误差为15%, 在20%的误差允许范围内, 验证了所提出的LNG船对船过驳作业选型与配置模型的有效性; 同时, 明确了LNG船对船过驳作业的环境限制条件应为能见度大于1 000 m, 风力小于6级, 流速小于2.5 n mile/h, 过驳作业安全区半径范围为1 210 m。采用所构建的过驳作业选型与配置模型能够实现LNG船对船过驳作业设备选型与配置安全稳定性的量化分析和确定具有普适性的LNG船对船过驳作业限制条件, 对于保障LNG船对船过驳作业关键配置选型的安全性具有重要意义。      

基于STAMP/STPA的LNG船对船过驳系统安全性分析

针对LNG船对船过驳作业具有高危险性和高复杂性的特点, 探究在作业过程中其复杂系统部件发生异常交互的安全性问题, 基于系统理论和控制理论构建LNG船对船过驳系统的STAMP控制关联模型, 将船对船过驳系统拆分为多个层次结构, 形成约束控制和反馈, 并采用系统理论过程分析STPA方法, 识别过驳作业中的系统级事故、系统级危险, 以及潜在的不安全控制行为, 构建考虑了人工控制器的过驳系统致因场景分析模型, 从系统控制缺陷、反馈缺陷和协调缺陷3个方面提出了系统中的22个致因因素。结果表明, LNG过驳系统中潜在致因因素众多, 传感器系统失效、控制阀失效和操作员人为因素等是引发多个系统级危险的重要原因, 并从致因因素出发提出安全控制措施。该方法应用于具有人、软件、设备等大量交互的船舶过驳动态作业中, 不仅克服了仅关注关键部件故障和不能包含系统动态行为的局限性, 同时还考虑到系统中未发生故障组件之间的不安全交互相关问题。      

拖轮协助液化天然气过驳作业条件下的船舶运动响应

为了研究天然液化气（LNG）船对船过驳作业中拖轮对系统稳定性影响，指导过驳作业安全开展，基于三维势流理论的数值计算分析方法，利用加盖阻尼法在两船间添加驻波抑制单元以提高船舶水动力参数的计算精度，在与同类型试验结果比较验证后，进一步开展LNG船舶在海上锚泊过驳时采用不同拖轮配置方式下的船舶水动力性能以及过驳系统泊稳性能的研究。结果表明，风浪流作用于船首条件下，在受载船配置拖轮或在两船分别配置拖轮的方式可减小两船在船长方向相对运动以及艏摇运动的幅度，形成了快速预报不同配置场景下的船舶运动以及设备受力情况的方法。