[发明专利]一种船舶作业条件预报预警系统

说明书

本发明公开了一种船舶作业条件预报预警系统，其特征在于：包括风浪观测数据模块、大气数值预报模块、大气‑海浪单向耦合数值预报模块和精细化预报产品模块。本发明提供的船舶作业条件预报预警系统可以对影响船舶生产的涌浪等作业条件进行预报、预警，实现涌浪等船舶作业条件信息72小时内短期精确预测，7天长期趋势性预警。可以对在港船舶作业的海洋条件进行实时监测、数值模拟预报和科学评估，提高码头作业安全和计划兑现率。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，特别涉及一种船舶作业条件预报预警系统。

背景技术

近年来，原油码头作为海上原油运输接收的终端，同时也是岸上输油管道的始端，其重要性日益显著。自2015年国家开放原油双权以来，民营炼厂原料问题得到解决，开工率不断增加，进口原油的主要接卸港，油轮滞留现象已成为常态。

据海关数据显示，2017年中国进口原油约4.2亿吨。近年来，随着码头专业化和船舶大型化的发展，我国沿海港口出现了许多15万吨级以上的泊位，主要集中在原油、矿石、LNG等大宗散货领域。此类码头通常面临开敞海域，多在港内口门附近或港外，面临水深浪大、掩护条件差等不利因素。当前，大型油码头影响运营安全和生产效率的问题主要表现在以下两个方面：大型油轮系靠泊安全作业标准尚未健全。由于原油和大型油轮的危险特性，靠离泊作业的规定更加严格，会受到大风、雾、涌浪等因素的影响。根据相关规范，大于15万吨级油轮在码头靠泊允许作业的标准为：风力≦6级，能见度≧1km，顺浪≦2m，横浪≦1.5m，有雷暴时停止作业。目前，我国大宗散货泊位停靠的主力船型多为20万吨、30万吨甚至40万吨级船舶，远超过规范的上限15万吨级，但我国规范对15万吨级以上的船舶作业条件未给出明确的标准。码头运营期间多以现场经验判断能否系靠码头，难以保证复杂海况下的作业安全。涌浪天气对生产作业影响较大，油轮系靠泊安全存在隐患。外海传来的涌浪不同于风浪，波高一般较小，但波长较长，在水平方向上的流动性较大，具有相当大的能量，对港口建筑物的破坏力极大。同时，涌浪会导致系泊船舶产生大幅运动，当波浪周期与船舶固有周期接近时，船舶运动最为剧烈，缆力远大于普通风浪。国内外一些港口因此多次发生断缆事故，严重影响码头作业及安全，因此，涌浪发生时，船舶运动量和缆力均数倍于普通风。如何应对涌浪天气对原油码头生产作业的影响，通过科学的手段，形成船舶作业条件及系泊状态进行未来72小时内的短期精确预测，未来7天长期趋势型预警，对保障码头系泊安全，合理进行生产调度，提高码头接卸效率具有可观的经济效益和重要的安全意义，因此需要设计出一种船舶预报预警系统，可以对船舶生产作业条件进行预报、预警。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种船舶作业预报预警系统，可以对船舶作业条件进行预报、预警，实现船舶作业条件信息72小时内短期精确预测，7天长期趋势性预警，对在港船舶作业的海洋条件进行实时监测、数值模拟预报和科学评估，提高码头作业安全和计划兑现率。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一方面，本发明提供了一种船舶作业条件预报预警系统，包括风浪观测数据模块、大气数值预报模块、大气-海浪单向耦合数值预报模块和精细化预报产品模块；

所述风浪观测数据模块用于存储测量得到的近海实测气象数据；

所述大气数值预报模块利用气象模型WRF得到风场数据；

所述大气-海浪单向耦合数值预报模块根据得到的风场数据，提供气相强迫场，驱动海面生成海浪，采用海浪数值模型SWAN预报得到预报数据和波浪能，根据得到的近海实测气象数据对海浪数值模型SWAN模型进行修正；所述预报数据包括：波浪数据和涌浪数据；所述波浪数据包括：有效波高、4％波高、1/10波高、平均波高、平均波周期和波向。

所述精细化预报产品模块包括预报模块和船舶预警模块；

所述预报模块用于输出预报数据；