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冰区操作船体监测与辅助决策系统关键技术

来源:海事服务网CNSS  2018-06-22 10:45:43  我要评论(0  

导读:

2018年6月19日,在2018世界交通运输大会上,由中国航海学会主办的“推荐‘冰上丝绸之路’建设国际合作论坛”在国家会议中心举办。中国船级社上海规范所规范部主任张志刚在论坛上,做出了关于“冰区操作船体监测与辅助决策系统关键技术”的讲解。

2018年6月19日,在2018世界交通运输大会上,由中国航海学会主办的“推荐‘冰上丝绸之路’建设国际合作论坛”在国家会议中心举办。中国船级社规范所结构室主任张志刚在论坛上,做出了关于“冰区操作船体监测与辅助决策系统关键技术”的讲解。

对于目前冰区操作技术的情况,张主任认为:

冰区航行既复杂又危险,就目前看来,冰区操作限制系统有:极地操作限制评估风险指数系统(POLARIS) 、北极冰区航行系统(AIRSS) 、北极区/时系统(Z/DS) 、冰区证书(Ice Passport)几种。冰区操作船体监测与辅助决策系统是通过感知船体结构响应,对船体结构早期损伤及时发出预警/报警信息,保证船舶在结构安全的情况下运行的。

冰区操作船体监测与辅助决策系统具有跨学科领域的技术特点,涉及诸多关键技术,张主任在论坛上介绍了其中的3点。

一是监测位置的确定方法,又分为以下几种方法:

规范方法:要依据冰级规范中船体区的设定,依据规范公式计算冰载荷较大位置,进而在该位置设置监测点。

试验方法:采用冰池模型试验,分析不同状态下冰载荷较大的位置,作为设置监测点。

数值分析方法 :基于数值分析方法,模拟冰载荷分布趋势,将其中冰载荷较大位置作为设置监测点。

二是安全阈值的确定方法,分以下几种:

规范强度计算 :根据冰级规范的尺度要求,推导获得结构最大承

载能力。

有限元计算方法:采用非线性有限元方法,计算获得冰载荷作用

下结构的承载能力。

三是冰载荷反演技术

冰区航行过程中船舶与海冰之间互相作用是非常 复杂的动力过程。冰载荷反演有助于深入研究冰 载荷机理,提高规范应用能力、冰级船舶设计能 力。

反演方法(影响系数矩阵法)

采用试验对影响系数矩阵法进行验证,反演载荷误差在5%范围以内,验证了该方法的有效性。

张主任还介绍了CCS的技术能力,CCS为适应智能化极地船舶的技术需求,船级社研究编制了《冰区操作船体监测与辅助决策系统指南》,并在雪龙2号科考船“冰区航行监测系统”获得了初步的应用。该指南采用船舶智能化理念,基于船体应力数据持续监测与分析,设计和安装冰区操作辅助决策系统,为船长冰区航行风险评估决策提供了支持, 降低了人为因素的影响。该指南提供了船体结构应力监测位置的选择、构件测点布置、安全阈值设定、辅助操作决策建议、 冰载荷反演等技术解决方案。

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