船舶综合监控网络可靠性设计

由于船舶工作环境特殊,空间狭小,有电磁干扰、振动、水浸、盐雾等不利因素,只有对其可靠性进行研究,才能保证整个船舶监控网络系统正常运行。本文从拓扑、冗余和抗电磁干扰3个方面进行设计,全方位有效提高船舶综合监控网络的可靠性。     

船体结构应力监测系统的滤波器设计

  目的  为了去除船体结构应力监测数据中的噪声信号,获得有效的数据信息,以便为后续数据挖掘提供支撑,  方法  首先,采用HHT方法中的经验模态分解（EMD）算法对数据进行成分分析,得到固有模态函数（IMF）和余项。然后,通过Hilbert变换得到Hilbert谱,证明应力监测数据的非平稳特性。最后,以信噪比（SNR）和均方根误差（RMSE）为例,结合自适应去噪和小波阈值去噪两种方法对应力监测数据进行去噪效果比较。  结果  结果表明,基于HHT方法的自适应去噪和小波去噪都具有一定的去噪效果,但两种去噪方法中,自适应去噪方法的SNR更高,RMSE更小,自适应去噪方法性能最佳。  结论  研究证明自适应去噪方法能更有效地针对应力监测数据进行去噪处理。     

船舶驾驶模拟器操纵及监控报警系统仿真

针对船用柴油机的运行起动操作训练,介绍了基于 LabVIEW 与 PLC 实现的船舶主机遥控起动的系统结构及其功能特点。在模拟器上通过 LabVIEW 与 PLC 之间的数据通信,实现船舶柴油机的起动操纵多种逻辑控制的模拟,建立了船舶柴油机虚拟起动仿真平台,并利用 LabVIEW SQL Toolkit 的数据通信,使用内置数据采集卡的计算机和 LabVIEW 编程语言建立了一套基于 SQL 数据库的船舶监控报警系统。该系统可给出船舶柴油机在起动操纵时参数的物力变化仪表显示量,以及操纵过程中视景变化的效果。     

异构网络在船舶控制舱室远程监测中的应用

船舶自动化水平的提高要求实现对船舶的实时监控,船舶控制舱室是船舶自动化系统的重要组成部分,对控制舱室进行监控可以准确了解船舶的运行状态,最大程度保障船舶运行安全。本文对异构网络进行了研究,提出了一种基于异构网络的船舶控制舱室远程监测系统,系统使用现场总线技术、以太网、因特网、4G网络等实现控制舱室监控数据的传输和共享,设计了系统的整体架构,系统使用B/S结构,最后对服务器的数据库进行了设计。系统可以实现控制舱室的远程监控,因而具有一定的实际意义。     

基于电话网络的船舶修理质量监控系统的研究

以电话网络为手段,建立船舶修理质量监控系统。可实时将分布在不同修理基地的船舶的各种与维修有关的技术指标传送到总部,从而可依据数学模型判定该船舶的完好率,得出该船舶能否出航的判断。该系统可辅助船舶修理计划的制订,实现精确化的远程修理技术支援,为船舶的指挥调度工作提供第一手的资料。     

船舶电站实时监控系统通信软件设计

实现船舶电站监控的关键是通信技术,文章基于Modbus通信协议,提出一种在LabVIEW虚拟仪器环境下实现PC机与单片机实时通信的方法,设计了船舶电站实时监控系统通信软件,完成对船舶电站多套柴油发电机组的现场监控.给出了监控系统的具体实施方案,详细讨论了通信协议的设定及通信程序的编程要点.该通信软件的开发不仅为本科教学提供了实验平台,而且能够很方便地移植到其它实际应用系统,具有较好的工程实用价值.     

船舶压载水自动控制及监控报警系统开发研究

国际海事组织(IMO)通过的《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》要求,2017年所有远洋船舶必须安装压载水处理设备.根据压载水管理系统G8导则的规定,设计一套基于LabVIEW和PLC的船舶压载水自动控制系统对压载水进行管理.其监控报警系统对压载水操作期间进行全面监控,自动记录主要设备的工作参数、工作地点、报警、操作等数据和信息,实现对系统的自动控制、在线监控及远程操作.系统通过绝缘电阻、能源波动、能源故障、振动、交变湿热、高低温与耐电压、浪涌抗扰度、静电放电抗扰度及传导与辐射量测试,满足相关公约、规范以及国家标准和IEC标准规划.     

综合监测技术在船舶中间轴承监测诊断中的应用

综合运用油液、振动、红外和热工参数等监测技术手段对船舶中间轴承进行状态监测,在对获取的监测数据进行综合分析判断的基础上,能够得出正确诊断结论.通过分析某型船中间轴承的监测实例,结果表明,综合运用多种监测技术手段可以早期发现机械设备故障,有效提高监测诊断结论的可靠性,并为设备维修决策提供依据.     

Characteristics of wireless sensor network for full-scale ship application

In this study, basic experiments regarding the wireless sensor network were conducted on a 3,000-ton-class training ship as the first step in applying the ubiquitous technology to a real ship. Various application fields of the technology in terms of the provision of safety and convenience on a ship were identified through these experiments. To efficiently adopt the ubiquitous technology for ship application, it is necessary to identify the state-of-the-art ubiquitous technology and to prepare countermeasures against the harsh environment of a ship. The characteristics of the wireless sensor network were investigated on a test bed ashore as well as on a real ship before full-scale ship application. In particular, experimental results concerning communication depth, data transmission ratio, and battery consumption in a sensor node are described in detail.     

营运船舶航行性能和海洋环境监测平台开发验证

EEDI是衡量船舶能效水平的重要指标.由于试验条件限制,目前主要还是依靠模型试验结果对交船测试进行修正换算得到.上海船舶运输科学研究所自主研发了航行性能和海洋环境监测平台,可对营运船舶开展长期跟踪监测,实时收集船舶营运阶段的航行环境和性能参数,通过自动识别航行状态,划分海区、海况和船舶载况等因素对于船舶功率与航速的影响,可获得营运船舶实际EEDI指标,提高EEDI实船验证结果的准确性.监测平台在某万箱级集装箱船进行相关验证,并已展开长期监测.     

嵌入式Web服务器在船舶网络监测系统设计中的应用

船舶间通信的日益频繁提高了船舶网络系统的复杂度,进而提高了对船舶复杂局域网监测系统的要求。传统监测系统价格昂贵,且难以监测跨操作系统的局域网。本文针对船舶网络的特点,提出使用嵌入式Web服务器设计船舶网络监测系统。通过使用LibPcap实现监控层,使用CGI实现应用层,使用JavaScript和REST实现用户层。本文设计的监测系统,降低了网络监测的延时,提高了威胁识别的成功率。     

基于舱底进水监测与火灾报警的船舶智能分式损管监控系统

为解决船舶损害隐患问题,提高航行安全性和对损害的管制应变能力,提出智能分布式损管监控系统,对系统的功能、结构和工作原理进行分析与论述,建立以损管监控台为监控单元、以舱底进水报警装置、火灾报警装置和舷侧快速关闭装置为控制与保护单元、以传感器和执行机构为输入输出单元的分布式损管监控系统。详细阐述智能分布式损管监控系统的系统架构、工作原理和软硬件设计方案。系统联调试验及实船应用效果表明,该智能分布式损管监控系统可以解决船舶损害隐患问题,保证船舶在损管情况下的航行安全性。     

基于Web的船舶阻力教学网络信息远程监控系统设计

传统远程监控系统存在监控有效距离短的缺陷,为此提出基于Web的船舶阻力教学网络信息远程监控系统设计研究。船舶阻力教学网络信息远程监控系统硬件设计包括Web控制器单元、显示单元、报警装置电路设计,软件设计包括系统初始化程序、信息采集与处理程序、监控程序设计,通过系统硬件与软件的设计,实现了船舶阻力教学网络信息远程监控系统的运行。实验结果表明,设计的船舶阻力教学网络信息远程监控系统监控有效距离比传统系统多出2 000 m,说明设计的船舶阻力教学网络信息远程监控系统具备极高的有效性。     

基于设计波法的超大型集装箱船疲劳强度评估

基于BV规范中的疲劳强度计算评估方法,论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波载荷的基本流程和疲劳累计损伤组合计算的方法,并据此对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度的计算分析与评估。     

网络环境下船舶动力装置PID参数模糊控制设计

随着海洋工业的不断发展,船舶安全问题越来越受到人们的关注。本文以船舶动力装置作为研究对象,对船舶动力的控制方法进行研究,给出一种基于网络的PID参数控制方法,该方法采用网络通信方式进行数据间的传输,有效提高数据传输的可靠性与有效性。     

Labview在船用振动噪声故障监测系统中的应用研究

基于虚拟仪器研发1套通过分布式测量方法实现对船舶各主要运行设备的振动噪声水平进行实时监测的系统。通过数据分析对设备的运行状态进行评估,当运行异常时,系统发出预警和报警,系统采集的大量历史数据也可为设备故障的预判、排除及后续船型的设计和改进提供有力支持。     

Ship service life extension considering ship condition and remaining design life

Reliable and continuous operation of ships is vitally important to the decision-makers. Driven by the rising cost of newbuilding ships, maintenance actions are needed on existing ships to ensure safe and enduring service beyond their initial design life. Extending ship service life can provide economic operating profit and promote sustainability. Meanwhile, ships during their extended service life may involve higher failure risk and additional maintenance expenditure. Therefore, a cost-benefit evaluation is imperative for determining the optimal duration of service life extension (SLE) and the associated maintenance actions. In this paper, a novel method for this purpose is proposed. Two cost-benefit indicators, benefit-cost ratio (BCR) and net present value (NPV) are used to optimize the duration of SLE. Using Bayesian updating, information on the remaining design life and the structural condition at the SLE decision is incorporated into the optimization process to better inform SLE decision-making. The proposed method is illustrated by a fatigue-sensitive very large crude carrier (VLCC) at both structural component and structural system levels.     

舰船稳性实时监测系统研究与设计

根据当前海军装备发展形势以及信息化系统的功能需求,在已有船体应力监测系统的基础上,设计了稳性实时监测系统.全系统按照通用标准设计,既可以独立运行,监测舰船稳性情况,也可作为上层系统的子系统使用.其中,数据采集部分采用现场总线控制网络技术,使用工业数据采集模块,建立了实用性很强的数据采集控制系统.同时,为能与其他系统进行数据交换,设计并建立了公共数据库,用于存储相关数据.在稳性计算部分中,针对军舰稳性计算精度及效率要求很高的特点,提出了一种适合大纵横倾角耦合情况下求解稳性的计算方法.     

Full six degrees of freedom coupled dynamic simulation of ship collision and grounding accidents

By taking advantage of the user-defined load subroutine (loadud) and the user common subroutine (usercomm) in LS-DYNA, the authors proposed a new coupled approach for simultaneously calculating structural damage and the planar 3DOF ship motions in ship collisions. The coupled procedure aimed at predicting the detailed structural damage together with reasonable global ship motions. This paper extends the method to consider the full 6DOF ship motions; thus, ship collision as well as grounding accidents can be properly handled. This method is particularly useful for design purposes because the detailed ship hull profile is not needed.A traditional ship maneuvering model is used for the in-plane surge, sway and yaw degrees of freedom with a series of nondimensional coefficients determined from experiments. It is assumed that the out-of-plane degrees of freedom are not coupled with the in-plane ship motions, and there is no coupling among roll, pitch and heave motions. The implementation is verified through free decay tests, and the obtained natural periods show good agreement with theoretical results.Several collision and grounding cases are simulated in which a supply vessel crashes into rigid plates with different orientations. The effects of the roll motion, the heave and pitch motions and the full 6DOF motions are studied. The results are compared with those from a 6DOF decoupled method. Ship motions through the proposed method compare reasonably well with SIMO results. It is found that several consecutive impacts may occur in the simulation of one collision case due to the periodic motions. This is not taken into account in the decoupled method, which makes this method unconservative.     

船舶设计中船东意见的管理和跟踪控制方法研究

船舶设计工作实际上是在船东和船厂互动过程中完成的,正确、合理、及时地处理船东意见是一项十分重要而且需要技巧和耐心的工作。文章从技术和经济角度,阐述了在船舶设计中要高度重视船东意见,包括船东对技术规格书的意见、船东对详细设计图纸的认可意见和船东代表现场意见等,并对如何管理和控制船东意见提出了自己的见解。