[发明专利]船舶装载性能优化系统

权利要求书

1.一种船舶装载性能优化系统，其特征在于，包括：

船舶性能参数计算模块，用于计算空船重量、空船重心坐标、配载后船舶的初稳性高度值、配载后静稳性力臂、配载后船舶首吃水、配载后船舶尾吃水、配载后船舶横剖面的剪力和弯矩；

船舶性能校核模块，用于将初稳性高度值、静稳性力臂与稳性目标值比较，完成船舶的稳性校核；将船舶首吃水、船舶尾吃水与浮态目标值比较，完成船舶的浮态校核；将船舶横剖面的剪力和弯矩与强度目标值对比，完成船舶强度校核；

船舶纵倾优化模块，用于构建纵倾优化模型，将纵倾优化模型近似为表达吃水、航速和纵倾角与实船主机功率之间关系的三维响应面，在对应每个航速的三维响应面分别搜索一条实船主机功率最小的曲线记为最佳纵倾曲线，该纵倾曲线与每条吃水线的交点即为该航速下主机功率最小的最佳纵倾值；

船舶装载优化模块，用于实时接收船舶配载信息，调用船舶性能参数计算模块和船舶性能校核模块完成船舶稳性、浮态、强度校核，如果校核结果安全，则继续装载；如果校核结果危险，则停止当前装载，对配载位置和配载量进行调整，再次校核，直至所有货物装载完毕；

所述船舶纵倾优化模块用于构建纵倾优化模型：P_s为主机功率，T为纵倾值，D表示平均吃水值，平均吃水值等于配载后船舶首吃水与尾吃水的均值,V表示航速变量，V₀为当前航速，D₀为当前平均吃水值，T₁为当前允许最小纵倾值，T₂为当前允许最大纵倾值；

将所述纵倾优化模型近似为表达吃水、航速和纵倾角与实船主机功率之间关系的三维响应面y为主机功率P_s，变量x_i为{T,D,V}，变量个数k＝3，β₀为常数项，β_i为线性系数，β_ii为二阶系数，β_ij为耦合系数，ε为计算残余；

将采样值(P_s,T,D,V)代入所述三维响应面确定各项系数，从而完成响应面三维数学模型的建立；

在对应每个航速的三维响应面分别搜索一条实船主机功率最小的曲线记为最佳纵倾曲线，该纵倾曲线与每条吃水线的交点即为该航速下主机功率最小的最佳纵倾值。

2.根据权利要求1所述的船舶装载性能优化系统，其特征在于，所述船舶性能校核模块包括：

稳性校核子模块，用于按照稳性衡准要求进行校核，所述稳性衡准要求具体为：初稳性高度GM不小于0.15m；静稳性力臂曲线在横倾角0°～30°之间的区域面积不小于0.055m·rad；静稳性力臂曲线在横倾角0°～M°之间所围面积不小于0.090m·rad，M为40°与进水角中的较小者；静稳性力臂曲线在横倾角30°～M°之间所围面积不小于0.030m·rad；横倾角30°处的复原力臂不小于0.20m；最大复原力臂对应角不小于25°；

浮态校核子模块，用于按照浮态衡准要求进行校核，所述浮态衡准要求具体为：配载后船舶平均吃水不能超过夏季载重线，平均吃水等于配载后船舶首吃水与尾吃水的均值；配载后尾吃水保证螺旋桨完全浸没；配载后首吃水不能小于要求的最小首吃水；对于船长L大于150米的船舶，配载后船首吃水df>0.012L+2，配载后船舶平均吃水dm≥0.02L_BP+2，L_BP为首尾垂线间长；对于船长L小于或等于150米的船舶，配载后船首最小吃水df>0.025L+2，配载后船舶平均吃水dm≥0.02L_BP+2；对于万吨级船舶，要求满载时尾倾为0.3m-0.6m，半载时尾倾为0.6m-0.8m，轻载时尾倾为0.9m-1.9m；

强度校核子模块，用于按照强度衡准要求进行校核，所述强度衡准要求具体为：配载后船舶横剖面的剪力和弯矩满足如下要求：