一种用于半船移位的安全监控预警方法技术

本发明专利技术公开了一种用于半船移位的安全监控预警方法，包括如下步骤：步骤一、半船移位前，通过对半船移位力学模型的简化计算，获得半船移位时的坞内注水深度

【技术实现步骤摘要】
一种用于半船移位的安全监控预警方法


[0001]本专利技术涉及半船移位工程安全性领域，尤其涉及一种用于半船移位的安全监控方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着船舶建造技术的发展，越来越多的船厂开始采用串联建造方式以提高船坞的利用效率。其中，一艘半的串联建造方式最为常见：为实现船舶的串联建造，当其中一艘整船建造完成要出坞时，须将半船移动到整船的墩位上继续建造，这样能使坞内始终保持一艘整船和一艘半船建造状态，如图1所示。
[0003]从半船移位整个过程来讲，主要分为半船起浮，移位、和落墩三个阶段。其中半船起浮阶段最为关键。当打开坞门，坞内进水时,“半船”开始浮起。在起浮过程中,应随时关注“半船”浮态,观察纵倾和坞内进水高度等情况。如起浮浮态不理想，要及时对半船浮态进行平衡调整,尽可能使其保持水平平稳上浮。一般可采用向压载舱舱室加注压载水的方法,或在船上放置压铁或放置压载水箱的方法进行“半船”的平衡调节。
[0004]如在半船起浮作业过程中，作业者操作出现失误，半船移位作业易发生半船起浮纵倾过大、局部触墩、造成墩木损坏、半船倾覆等安全事故(如图2所示，半船起浮浮态II所示)。直接影响到半船移位作业施工的安全性，影响工程进度。
[0005]申请号为：202010517079.0，专利名称为：一种船舶坞内移位自动控制系统及方法，该专利通过实时收集需要移位的船舶在移位过程中的应力和位置，来控制遥控阀门的通断，以减少船舶压载舱和坞内打水的量，来达到节省物量和时间的目的。该专利还通过控制移位控制系统，对船舶进行精准定位，提改了船舶移位的准确度和安全性。
[0006]随着船舶的大型化趋势，半船形状越加复杂，半船移位过程中的安全问题愈加突出；传统的监控和预警方式主要采用人工肉眼观察，监控精度差；靠人的直观判断，缺少有效的定量、实时监控和预警手段。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术的目的是为了克服传统人工预警方法弊端，提供一种用于半船移位的定量监控方法。
[0008]技术方案：一种用于半船移位的安全监控预警方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一、半船移位前，通过对半船移位力学模型的简化计算，获得半船移位时的坞内注水深度
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最大许用纵倾曲线；
[0010]步骤二、将许用纵倾曲线值输入移位计算监控软件；
[0011]步骤三、搭建半船移位所需要的监控系统，该系统由负责实时监控坞内注水深度的吃水计探头、探测墩木应力的应力监测探头、丈量纵倾大小的纵倾丈量探头和监控软件组成；
[0012]步骤四、当实施半船移位时，根据步骤三获取的实时信息，监控软件实时进行移位
安全和判断，当半船瞬时浮态点处于坞内注水深度
‑
最大许用纵倾曲线下方时，说明半船移位作业处于安全状态；当半船瞬时浮态点超出坞内注水深度
‑
最大许用纵倾曲线许用范围，到达了曲线上方，预警系统就会发出安全警告，提醒半船移位作业人员进行半船浮态的调整。
[0013]作为优化：通过对半船移位过程力学模型进行简化，简化为方便直接监测的变量，即：坞内注水高度、半船纵倾角度和受力墩木的个数。
[0014]作为优化：简化后的力学模型，允许最大纵倾角度仅与特定吃水条件下的半船本身的几何形状相关；在半船移位前可通过计算获得系列注水高度
‑
最大允许纵倾角度的曲线，可事先植入预警系统。
[0015]作为优化：通过吃水计探头、纵倾丈量探头和应力监测探头获取坞内注水高度、半船纵倾角度和受力墩木的个数的实时数据信息，当纵倾超出最大允许范围时，预警系统自动发出报警，提醒半船移位作业者进行半船浮态调整。
[0016]作为优化：通过探头实时获取如下半船移位监控所需的数据：
①
实时的纵倾数据、
②
船坞注水高度信息、
③
墩木应力监测信号；各监测信号的用途如下：
①
实时的纵倾数据：通过探头获取纵倾实时数据，同许用的注水高度
‑
纵倾曲线相对比，判断半船移位的安全性；
②
船坞注水高度信息：通过吃水探头获得坞内注水高度信息。同许用的注水高度
‑
纵倾曲线相对比，判断半船移位的安全性；
③
墩木应力监测信号：通过分析各墩木的应力状态，得知半船移位时受力墩木的个数，以便选取相应墩木数的注水高度
‑
纵倾曲线。
[0017]有益效果：本专利技术主要用来监控船舶串联建造时的半船坞内移位工程的安全性，通过简化力学模型，半船移位过程中，仅需要实时获得半船的纵倾角度、坞内注水高度和受力墩木数三个信息，再选取相应受力墩木数条件下的许用曲线，即可实时对半船移位安全进行预警。
附图说明
[0018]图1是船舶的串联建造方式结构示意图；
[0019]图2是半船起浮浮态II的结构示意图；
[0020]图3是半船起浮时的纵倾角和坞内注水深度间的单墩木受力时的纵倾校核曲线示意图；
[0021]图4是本专利技术的纵倾角丈量探头示意图；
[0022]图5是本专利技术的坞内注水高度信号示意图；
[0023]图6是本专利技术的预警系统的搭建流程示意图；
[0024]图7是本专利技术的倾斜仪丈量探头的结构示意图；
[0025]图8是本专利技术的半船移位时倾斜角度实时信号的传输示意图；
[0026]图9是本专利技术的半船移位时信号的接受与处理示意图；
[0027]图10是本专利技术的预警系统实时界面示意图。
具体实施方式
[0028]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的优点和特征，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚的界
定。本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例
[0030]1.解决问题的力学理论模型如下：
[0031]半船移位过程所涉及的力学问题：半船平吃水起浮时(无纵倾)，当坞内注水到一定高度后，达到重力和浮力平衡时。半船纵向重心和纵向浮心位置趋于在同一铅垂线上，则半船将实现水平平吃水上浮。
[0032]当半船带纵倾起浮时(通常为艉倾)，半船纵向重心和纵向浮心位置与水平平浮相比会随着纵倾大小和坞内注水高度的变化而发生变化。为保证半船移位安全性，主要研究半船起浮时船壳和坞墩受力问题。
[0033]根据船舶静力学理论，上述带纵倾起浮模型可认为：极短时间内船舶浮态从水平平浮到带纵倾角浮态的变化过程，在此过程中，半船尾部对墩木产生作用力，而墩木对半船艉部产生反作用力。当半船以某倾角上浮，多个墩木受力与纵倾间的关系为：
[0034][0035]式中：L为半船船长；θ为半船起浮时纵倾角，F
n...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半船移位的安全监控预警方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、半船移位前，通过对半船移位力学模型的简化计算，获得半船移位时的坞内注水深度
‑
最大许用纵倾曲线；步骤二、将许用纵倾曲线值输入移位计算监控软件；步骤三、搭建半船移位所需要的监控系统，该系统由负责实时监控坞内注水深度的吃水计探头、探测墩木应力的应力监测探头、丈量纵倾大小的纵倾丈量探头和监控软件组成；步骤四、当实施半船移位时，根据步骤三获取的实时信息，监控软件实时进行移位安全和判断，当半船瞬时浮态点处于坞内注水深度
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最大许用纵倾曲线下方时，说明半船移位作业处于安全状态；当半船瞬时浮态点超出坞内注水深度
‑
最大许用纵倾曲线许用范围，到达了曲线上方，预警系统就会发出安全警告，提醒半船移位作业人员进行半船浮态的调整。2.根据权利要求1所述的用于半船移位的安全监控预警方法，其特征在于：通过对半船移位过程力学模型进行简化，简化为方便直接监测的变量，即：坞内注水高度、半船纵倾角度和受力墩木的个数。3.根据权利要求1所述的用于半船移位的安全监控预警方法，其特征在于：简化后的力学模型，允许最大纵倾角度仅与特定吃水条件下的半船本身的几何形状相关；在半船移位前可通过计算获得系列...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑金伟，刘灿波，李林海，陈骥兵，易小峰，葛沛，应续华，
申请(专利权)人：南通中远海运川崎船舶工程有限公司，
类型：发明
国别省市：