[发明专利]船舶装载性能优化系统

摘要

本发明公开了一种能够帮助船舶驾驶员核算船舶浮态、稳性和强度，优化船舶航行纵倾，实时模拟船舶装载过程的船舶专业装载计算系统，即船舶装载仪。本发明包括船舶性能数据的计算，船舶性能校核，船舶纵倾优化和船舶装载过程实时模拟四个子计算系统。通过选择不同的子计算系统及其它们之间的相互配合，输入相应的船舶参数，可以得到船舶安全、经济航行的基本数据条件。本发明还提供了利用上述软件进行船舶浮态调整，稳性和强度核算、纵倾优化和实时模拟船舶装载过程的方法。本发明能够确保船舶装载和航行安全，简化船舶装载作业和节约能源，从而改善船舶运输的安全性和经济性，在很大程度上减轻了船舶驾驶人员的负担。

主权项

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：Ps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Ps，变量xi为{T,D,V}，变量个数k＝3，β0为常数项，βi为线性系数，βii为二阶系数，βij为耦合系数，ε为计算残余；将采样值(Ps,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。