[发明专利]集装箱岸桥用船舶浮态及稳性监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种集装箱岸桥用船舶浮态及稳性监测装置，能根据包括码头潮位及波况、系泊约束、装卸作业、船型结构、吊具位置、吊索松紧、吊具倾角的信息，通过摇摆非约束极值点测量法推算固有周期和稳态倾角，计算并校验船舶静倾角和初稳性安全，实现对船舶装卸过程进行浮态及稳性报警；其中：码头潮位及波况信息由码头作业管理系统通过设置在码头水域的水岸高差和波浪状况传感器定时获取，系泊约束信息由码头作业管理系统通过设置在码头岸边的缆桩系缆力和护舷挤靠力传感器实时获取、或通过倾角波谱分析间接获取，装卸作业和船型结构信息由码头作业管理系统通过进港船舶预先获取，吊具位置信息通过已装在大车、小车和吊索上的增量或绝对值编码器实时获取，吊索松紧信息通过已装在吊索上的称重传感器或松索限位开关实时获取，吊具倾角信息通过加装在吊具上的动态倾角传感器实时获取。

2.根据权利要求1所述的集装箱岸桥用船舶浮态及稳性监测装置，所述装置的工作原理是：1）岸桥监控计算机根据码头波况、吊具位置和吊索松紧信息判定为静水工况且吊具在船上着箱时，连续采集船舶纵横倾角θ和系泊约束信号；判定为吊具在船上起箱或延时结束时，对所得纵横倾角θ信号低通滤波再两次求导后得到倾角速度和倾角加速度序列；2）搜索、且非系泊约束时对应的时刻t_f、倾角θ_f和倾角加速度，计算横摇固有周期T=2π∙sqrt(|θ_f /|)，t_f±T/4对应的倾角即为稳态倾角θ_s；3）读取包括型宽B和设计水线长L的船型结构信息，如无法直接实测平均型吃水d，可按设计型吃水进行保守估算，或根据船底平板龙骨上缘距着箱顶面高h_kc、水面距地面高h_wg、地面距着箱顶面高h_gc、着箱点至中横剖面间距l_cx和中纵剖面间距l_cy、起始横倾角θ_bx和起始纵倾角θ_by间接推算d=h_kc-h_wg-h_gc-l_cx∙sinθ_by-l_cy∙sinθ_bx，并按规定的近似公式估算横摇系数f=(746+46B/d-0.86L)×10^-3，再算出经自由液面修正后的初稳性高GM=(f∙B/T)²；4）分别用规定的允许值来校验船舶静倾角和初稳性安全，实现对船舶装卸过程进行浮态及稳性报警；最后通过码头作业管理系统向船舶发送浮态及稳性监测信息，为码头和船方及时采取积载或压载调整提供即时数据参考。