專利名稱：用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對貨物進行交通運輸?shù)目刂疲唧w而言，涉及在船舶上滾裝大
型貨物的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
滾裝是將貨物裝在陸路運載工具上直接開上或開下船的作業(yè)方法。由于滾裝這種作業(yè)方式具有適應(yīng)碼頭和水文條件能力較強而且適用于大件貨物的優(yōu)點，隨著化工、電力和能源等工業(yè)的不斷發(fā)展，單機容量和生產(chǎn)規(guī)模的不斷加大，需要運輸?shù)暮诵脑O(shè)備的重量和尺寸越來越大，重量從幾百噸到上千噸，長度從幾十米到近百米，因此滾裝在大型貨物運輸方面的應(yīng)用越來越廣泛。而大型貨物一般指40噸以下載重卡車不能承載的貨物，其重量一般大于40噸，甚至達到數(shù)千噸。由此在船上移動大型貨物和/或?qū)⑵錆L裝上下船，船的首、尾吃水等姿態(tài)會發(fā)生很大的變化，而滾裝能夠?qū)嵤┑那疤崾潜仨毐ＷC船甲板與碼頭始終保持平齊，并不隨貨物荷載位置和大小的變化而變化，這對大件貨物滾裝技術(shù)的實施來講只能依靠精通船舶技術(shù)的人員進行策劃和驗算，計算繁雜、工程量大、專業(yè)性強，并且還欠缺能夠解決在各種水文與碼頭條件下進行滾裝作業(yè)的系統(tǒng)化的技術(shù)和工藝，使之在物流應(yīng)用方面受到限制。 在現(xiàn)有的滾裝作業(yè)領(lǐng)域，存在以下幾種方法 已有的方法之一是利用壓艙水進行調(diào)解，即在滾裝過程中采用壓艙水來調(diào)節(jié)船舶縱向、橫向的吃水，以保持滾裝過程中船舶所受的力和力矩不變，從而保持船的姿態(tài)不變，始終與碼頭平齊和船舶縱向、橫向平衡的一種滾裝方式。但這需要較大尺度的船舶和船上配備有可調(diào)節(jié)壓艙水的系統(tǒng)，同時也需要碼頭和航道有較大的水深以滿足自備有壓艙水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的大船能夠駛?cè)?。這就使得在航道水深較淺的內(nèi)河和部分沿海難以進行這種方式的滾裝，即使可以滾裝，受船型的限制也使?jié)L裝成本加大。 已有的方法之二是擱淺滾裝，即船舶內(nèi)無壓艙水，在滾裝過程中也不進行任何壓艙水調(diào)節(jié)，僅采用前部擱淺的一種滾裝方式。這種滾裝方式的優(yōu)點是可以采用較小的滾裝船只，不用調(diào)節(jié)艙水，操作簡單。但是這種滾裝方式對貨物的重量有所限制，并且只能解決駁船前部下沉過大的問題，不能解決滾裝開始時尾部上翹和臨近結(jié)束時前部上翹的問題，因此，要通過復(fù)雜計算來確定這種首、尾上翹的量，并分析其對于滾裝過程中不同荷載方式(如絞拖滾杠荷載、車輛荷載)的適應(yīng)性，這就需要船舶底部有較高的強度并允許擱淺，同時在滾裝下船過程中由于荷載的減少不能引起船舶的上浮為前提，因此適用于滾裝貨物重量不大的情況下。 由于上述滾裝方法的缺陷，使得滾裝的適用范圍受到一定的限制。例如在進行特定方式的滾裝時發(fā)現(xiàn)該種滾裝方式不能實現(xiàn)對所述大型貨物的滾裝，那么只能中斷該次滾裝過程，采取另外的滾裝方式、或者替換該滾裝船舶或疏通航道或者對碼頭進行改造。然而這樣造成了滾裝時間的延長、滾裝成本的增加。 因此，現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域迫切需要一種能夠不需要熟練技術(shù)人員和冗長復(fù)雜計算就可以在實際進行滾裝操作之前確定針對該次滾裝過程的船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)的適用的滾裝的方式以及與該滾裝關(guān)聯(lián)的信息的系統(tǒng)和方法，從而對滾裝作業(yè)進行精確控制，以較低成本并受外界制約較少地實現(xiàn)在船舶上對貨物進行滾裝。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)，包括存儲裝置，用于存儲滾裝參數(shù)，其中所述滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個；確定裝置，用于基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與該適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息；以及輸出裝置，用于輸出所述確定裝置的確定結(jié)果。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于控制在船舶上滾裝大型貨物的方法，包括步驟存儲滾裝參數(shù)，其中所述滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個；基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息；以及輸出所確定的適用的滾裝方式以及與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。


結(jié)合附圖，從下面對本發(fā)明的實施例的詳細描述中本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點將顯而易見，其中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)的框圖； 圖2示出了圖1的系統(tǒng)中的確定裝置的操作示意圖； 圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的在完全浮態(tài)滾裝方式下輸入?yún)?shù)的界面視圖； 圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的在壓艙水調(diào)節(jié)滾裝方式下輸入?yún)?shù)的界面視圖； 圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的在擱淺滾裝方式下輸入?yún)?shù)的界面視圖； 圖3D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的在擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝方式下輸入?yún)?shù)的界面視圖； 圖4為完全浮態(tài)時駁船的受力示意圖； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例獲得駁船前、后吃水的流程圖； 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的完全浮態(tài)下駁船各部尺寸和水線位置； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在完全浮態(tài)滾裝方式下仿真的過程參數(shù)的示意
圖； 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例在完全浮態(tài)下潮汐與駁船吃水曲線； 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一個與適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息的示意圖； 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的受力示意圖； 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的位置示意6
圖12A、12B、12C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的仿真的過程參數(shù)的示意圖； 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的擱淺滾裝的仿真的過程參數(shù)的示意圖；以及
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于控制在船舶上滾裝大型貨物的方法的流程圖。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細描述。 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖1所示，本發(fā)明的用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)IO，包括存儲裝置11，用于存儲滾裝參數(shù)，其中所述滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個；確定裝置12，用于基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與該適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息；以及輸出裝置13，用于輸出所述確定裝置的確定結(jié)果。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，確定裝置12可以包括仿真裝置121，用于對所述參數(shù)進行仿真，以獲得對選擇的滾裝方式的模擬的滾裝過程參數(shù)；判定裝置122，用于判定所述仿真裝置的所述過程參數(shù)是否符合選擇的滾裝方式的可行性條件；以及控制裝置123，用于根據(jù)所述判定結(jié)果來控制所述仿真裝置和判定裝置的執(zhí)行以便從多個滾裝方式中選擇適用的滾裝方式，并確定與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。 在本發(fā)明的實施例中，備選的滾裝方式除了可以包含現(xiàn)有的壓艙水調(diào)節(jié)滾裝和擱淺滾裝外，還可以包含本發(fā)明實施例中的完全浮態(tài)滾裝以及擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝。
所謂完全浮態(tài)滾裝，就是在滾裝過程中船舶內(nèi)始終無壓艙水或提前打入一部分壓艙水，但在滾裝過程中不再調(diào)節(jié)壓艙水的滾裝方法。由于不調(diào)節(jié)艙水，在滾裝過程中船舶首尾的高度和姿態(tài)都在變化，但借助于潮汐和滾裝進程之間的配合，則可以保持駁船甲板與碼頭的始終平齊，完成滾裝。該種滾裝方式適于在沿海潮汐合適的條件下進行作業(yè)，并且操作簡單。 所謂擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝，就是在滾裝過程中將船舶前部擱淺，并配合壓艙水調(diào)節(jié)，使船舶姿態(tài)保持不變的一種滾裝方式。當(dāng)船型較小時，不擱淺就會造成船舶前部下沉過大而無法滾裝的問題，不注艙水又會造成滾裝開始時尾部上翹和臨近結(jié)束時前部上翹而無法滾裝的問題，因此，常常需要既前部擱淺又要適時地調(diào)節(jié)壓艙水。 在本發(fā)明的實施例中，在進行確定適用的滾裝方式和與滾裝關(guān)聯(lián)的信息時使用的
滾裝可選項，可以從上述這些滾裝方式中進行選擇，但是不限于其中的一種、兩種或更多。 在本發(fā)明的實施例中，用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)10在進行操作時
首先進行初始化，可以從滾裝可選項中選擇一種為預(yù)定的滾裝方式。在本發(fā)明的實施例中，
如果滾裝可選項包括完全浮態(tài)滾裝，則考慮到完全浮態(tài)滾裝的操作簡單，對船舶參數(shù)的要
求較少，可以將其選擇為預(yù)定的滾裝方式，當(dāng)然，滾裝可選項中的各種滾裝方式均可以作為
預(yù)定的滾裝方式。 在本發(fā)明的一個實施例中，控制裝置123進一步被配置來如果從判定裝置122輸出的判定結(jié)果不符合所述選擇的滾裝方式的可行性條件，則控制裝置123從滾裝可選項中選擇另外的滾裝方式，以控制仿真裝置121對所存儲的滾裝參數(shù)進行該滾裝方式下的仿真
7以及判定裝置122對從仿真裝置121所獲得的對應(yīng)于該滾裝方式的滾裝過程參數(shù)進行是 否符合該滾裝方式的可行性條件的判定；如果該判定結(jié)果符合該滾裝方式的可行性條件， 則控制裝置122選擇該滾裝方式為適用的滾裝方式，從而確定與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參 數(shù)；以及如果該判定結(jié)果不符合該滾裝方式的可行性條件，則控制裝置123重復(fù)進行選擇 滾裝方式直至選擇出適用的滾裝方式或者遍歷完可選的滾裝方式，以控制仿真裝置121和 判定裝置122在該所選擇的滾裝方式下進行仿真和判定，從而確定適用的滾裝方式以及與 所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。 圖2為圖1的系統(tǒng)中的確定裝置12的操作示意圖。如圖2所示，在本發(fā)明的實施 例中，如果確定裝置12中的仿真裝置121對存儲的滾裝參數(shù)進行了仿真(S210)，并獲得該 滾裝方式下的模擬的滾裝過程參數(shù)。于是，確定裝置中的判定裝置122來判定仿真裝置121 輸出的過程參數(shù)是否符合該滾裝方式的可行性條件(S220)，如果符合，則該選擇的滾裝方 式為適用的滾裝方式(S220 "是"分支)，則控制裝置123將不再控制仿真裝置121和判定 裝置122進行下次操作并退出滾裝仿真過程(S250)，這樣也可以確定與所述適用的滾裝方 式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)。 如果判定裝置122判定該仿真裝置121輸出的參數(shù)不符合預(yù)定的滾裝方式的可 行性條件(S220 "否"分支)，于是控制裝置123首先判定是否仿真完所有的滾裝可選項 (S230)，如果為否，則控制裝置123從包括多個滾裝方式的可選項中選擇另外的滾裝方式 (S240)，例如壓艙水調(diào)節(jié)滾裝，來控制仿真裝置121對該輸入?yún)?shù)進行該滾裝方式下的仿 真以及判定裝置122再次進行是否符合該滾裝方式的可行性條件的判定。
如果在步驟S230判定為仿真完了所有的可選項，則控制裝置生成結(jié)果數(shù)據(jù)并退 出該次滾裝仿真過程(S250)。 當(dāng)經(jīng)過判定，仿真出的過程參數(shù)滿足該選擇的滾裝方式的可行性條件，則確定該 選擇的滾裝方式為適用的滾裝方式，同時也就確定了與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)，并退 出該次滾裝仿真過程(S250)。 為了清楚的描述本發(fā)明的實施例，以下以駁船和滾裝下船為例，來詳述根據(jù)本發(fā) 明實施例的系統(tǒng)10的各個組件以及功能。應(yīng)該理解，這僅僅是非限制性的示例，本發(fā)明的 實施例不限于駁船和滾裝下船。 在本發(fā)明的實施例中，針對選擇的不同滾裝方式，所需要的滾裝參數(shù)不同。圖3A、 3B、3C和3D(稱之為圖3)示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)的界面視圖。而輸入 參數(shù)一般可分為駁船參數(shù)、載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)以及水文參數(shù)。 該駁船參數(shù)包括駁船外型參數(shù)(船長、船寬、型高、船載重、首斜高、首斜長、尾斜 高、尾斜長)，當(dāng)涉及壓艙水調(diào)節(jié)時駁船參數(shù)還可以包括壓水艙參數(shù)(例如船艙數(shù)，和/或 各艙的尺寸，和/或各艙艙容參數(shù))和壓艙水泵流量參數(shù)，以及空船重量以及浮心(或空船 首、尾吃水)。當(dāng)然，船舶參數(shù)可以手工輸入，也可以通過獨立文件加載或者兩者組合的方式 來確定。 而載荷參數(shù)分為活載參數(shù)和不動載參數(shù)，活載指滾裝過程中移動的載荷，而不動 載指滾裝過程中相對船體靜止的隨船運輸?shù)呢浳镙d荷。本發(fā)明的實施例涉及的活載參數(shù)涉 及活載重量及分布情況，對于平板掛車荷載、絞拖荷載、任意荷載和合力荷載等荷載類型，
使用不同的參數(shù)來描述，例如平板掛車荷載一般以軸數(shù)、軸距、軸重來描述，對于其他類型的參數(shù)根據(jù)其特征來選取，其具有各種方式，在此不再贅述。而不動載參數(shù)，一般涉及總重 或者位置。 作業(yè)參數(shù)涉及駁船的靠泊方式、滾裝時駁船的吃水、駁船的擱淺位置和擱淺面積等。 水文參數(shù)涉及潮汐參數(shù)、碼頭標(biāo)高參數(shù)以及水比重等。 在本發(fā)明的實施例中，系統(tǒng)10接收輸入的上述參數(shù)，存儲裝置11對其進行存儲。 該存儲裝置可為任意類型適合的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，包括基于半導(dǎo)體和基于磁盤或磁帶的數(shù)據(jù) 存儲設(shè)備。 而確定裝置12對從包括完全浮態(tài)滾裝、壓艙水調(diào)節(jié)滾裝、擱淺滾裝以及擱淺加壓 艙水調(diào)節(jié)滾裝中至少之一的可選項中進行選擇，對所存儲的滾裝參數(shù)進行仿真并進行判 定，以選擇出適用的滾裝方式以及與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。 針對不同的滾裝方式，進行的仿真不同，其依據(jù)的滾裝可行性條件也不相同。具體 詳述如下 圖4為完全浮態(tài)時駁船的受力示意圖。假定所有力均沿駁船縱向中線作用，當(dāng)選 擇的滾裝方式為完全浮態(tài)滾裝時，參見圖4建立如下的滾裝受力平衡方程組 其中，F(xiàn)b為駁船空船重力，F(xiàn)f為駁船在全浮狀態(tài)下的浮力，F(xiàn)h為在駁船上滾裝的
車輛和貨物荷載(由于此荷載在滾裝過程中是移動的，相對于不移動的其他荷載而言，簡
稱活荷)，F(xiàn)g為在駁船上的固定荷載。當(dāng)駁船注入一部分壓艙水時，為了計算方便，也可以
把壓艙水看作駁船的一部分；Mb、Mf、Mh、Mg分別為各力到船邊的力矩。
在該式中 Mg = Fg Xg Mh = Fh Xh Mb = Fb Xb Mf = Ff Xf其中Xb、Xf、Xh、Xg為各力到船邊的距離。 而空船狀態(tài)下駁船前部和后部的吃水表示為hl、h2，如果提前注入一部分壓艙水， 并把壓艙水看作駁船空重的一部分，則hl、 h2包含了這部分壓艙水產(chǎn)生的駁船吃水。滾裝 時Xh活載位置下駁船前部和后部的吃水表示為el、 e2。 在式1. 1的參數(shù)中，可以確定的已知荷載為Fb、Fh、Fg，未知荷載為浮力Ff。
由于浮力Ff與浮心和駁船前、后吃水el、e2是函數(shù)關(guān)系，即Ff = f (el，e2)，利用 其函數(shù)關(guān)系直接將f(el， e2)代入公式1. 1，則可以求出駁船前、后部的吃水量el、 e2。駁 船前、后部的吃水量el和e2是無艙水滾裝的重要參數(shù)。通過其可以確定滾裝每一時刻駁 船的干弦高度，進而確定所需要的潮高；也可以確定駁船縱向傾角，進而確定駁船的受力狀 態(tài)。 由于復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，難以直接通過解方程求得el和e2。在本發(fā)明的實施例中，
利用計算機程序通過漸進計算法來計算上述參數(shù)。
根據(jù)公式l.l得浮力為 Ff = Fg+Fh+Fb ......(1. 2) 浮心位置為<formula>formula see original document page 0</formula> 以上浮力和浮心將作為本發(fā)明實施例中的實際浮力和實際浮心。 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例獲得駁船前、后吃水的流程圖。本實施例的構(gòu)思
是改變平均吃水使浮力變化，改變吃水差使浮心變化。如圖5所示，在步驟S510假定在此
浮力和浮心位置下的駁船前部和后部吃水為el和e2，則以近似駁船的矩形的平均吃水來
預(yù)設(shè)<formula>formula see original document page 0</formula>(1.4) 并以此作為計算的初始值。 其中L為駁船長度，W為駁船寬度，p為水比重。 通過為el和e2同時增加一個相反正負號增量t(例如圖5中的bt，即當(dāng)el二el+t 時，e2 = e2-t)，來進行el、 e2吃水情況下浮心位置的計算。在步驟S520取t值lcm通過 下述的方法來計算浮心(el， e2下的浮心)，于是在步驟S530比較計算的浮心是接近還是 遠離實際浮心。如果遠離，同時調(diào)整正負號使之接近(步驟S552、S554和S556)。在此，可 以通過設(shè)置閾值來衡量是接近還是遠離，如果之間的差值在趨近(和上一次循環(huán)中計算出 的差值比較后得出)閾值，即本次循環(huán)得出的差值小于上次循環(huán)得出的差值，則是接近實 際浮心。反之，則為遠離的情況。 如果已經(jīng)接近實際浮心，則在步驟S540，通過為el和e2同時增加一個相同正負號 增量z(例如圖5中的at，即當(dāng)el = el+z時，e2 = e2+z)，并取z值為lcm來通過下述的方 法來計算浮力(el，e2下的浮力)。并在步驟S550來比較計算的浮力是接近還是遠離實際 浮力，在這里，同樣可以設(shè)置閾值。如果遠離，同時調(diào)整正負號使之接近(步驟S551、S553 和S555)。 反復(fù)進行，直到浮心和浮力都相當(dāng)接近，這時在步驟S560即可獲得所需的el和 e2。 而浮力、浮心計算原理如下 浮力和浮心位置通常取決于駁船的形狀和吃水深度。下面以圖6示出的方形甲板
駁船和水線為例來計算該駁船的浮力和浮心，而本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，計算駁船的浮力和
浮心的方法并不限于本實施例。如圖6所示，駁船滾裝時前部吃水為el，后部吃水為e2，考
慮到滾裝時更為合適的姿態(tài)，el和e2常常不等。 將水下的船體分為如圖6所示的A、 B、 C三個區(qū)域 B區(qū)域的截面形狀是矩形(el = e2時)或梯形(el # e2時) A區(qū)域的截面形狀是三角形(el < hi時)或梯形(el > hi時) C區(qū)域的截面形狀是三角形(e2 < h2時)或梯形(e2 > h2時) 計算三角形、梯形的面積和面積矩，進而可求出總吃水面積為 S = SA+SB+SC 其中，SA， SB， SC分別為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)的縱截面面積。
從而浮心位置為
Xf = (MA+MB+MC) /S
其中，MA， MB， MC分別為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)的縱截面面積矩。
而浮力則為
Ff = SW P 式中W為駁船型寬，P為水比重(淡水P = 1T/m3，海水P = 1. 023T/m3)
在仿真裝置121進行滾裝全程模擬時，為簡單起見，活載類型以平板掛車載荷為 例進行說明，應(yīng)該理解，活載類型并不限于平板掛車載荷。在本發(fā)明的實施例中，從活載航 行位置到活載全部滾裝下船，可以按一定行駛間隔(比如一個軸距)來設(shè)置計算節(jié)點，計 算每一節(jié)點的駁船前、后部吃水el、 e2。 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的完全浮態(tài)滾裝的仿真的過程參數(shù)的示意圖。
根據(jù)所獲得的駁船前、后吃水可求出各節(jié)點的駁船前部干舷高度Kl為
Kl = H-el，其中H為駁船的型高
而駁船的縱向傾斜角i為 /、^^x100。/。 在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)以下船為例進行空艙水全浮態(tài)滾裝時，可以利用落潮過 程進行滾裝。圖8示出了滾裝日潮汐的水位線，由于是滾裝下船，滾裝可利用的曲線段為M 點到P點。圖中U為最低潮高，X為最高潮高。滾裝碼頭高(距潮高基準(zhǔn)面)為最上部的 如圖8所示，滾裝可分為兩個階段 —是AB段，活載由航行位置到達船邊，駁船前部的吃水在增加，前部干舷高度在 減少， 一般到達船邊時達到極限。 二是BC段，活載由開始下船到全部下完?；钶d形式不同，這段曲線形狀不同。當(dāng) 活載長度相對駁船較短(約50%以下)且分布較均勻時，由B到C駁船的吃水在減少，干 舷高度在增加，干舷高度成單調(diào)增函數(shù)，這是常見的情況。當(dāng)活載長度較長或分布較不均勻 時，也可能出現(xiàn)吃水先小許增加再減少的情況。駁船的最小干舷高度(最大吃水)用W表 示，最大干舷高度(最小吃水)用V表示。 由于AB段活載全部在駁船上，無駁船與碼頭的高度配合要求，因此可不予考慮， 而重點考慮BC段。參照圖8，要保證滾裝時駁船能夠與碼頭始終平齊，只有
W < X和V > U (在時間-潮高坐標(biāo)系中)
因此無艙水全浮態(tài)滾裝可行性條件是 a駁船的最小干舷高度大于高潮時碼頭距水面高，空船干舷高度小于低潮時碼頭 距水面高。但對于滾裝過程中駁船吃水先增加后減少的情況，駁船吃水增加量還必須小于 車輛自調(diào)范圍。 b駁船的縱向傾斜角要滿足車輛調(diào)節(jié)能力和系纜安全的要求，即縱向傾角坡度在
仿真運行期間小于或等于滾裝陸運工具的最大允許折角。 而有艙水全浮態(tài)滾裝的原理與此相同，在此不再贅述。 此外，可以確定合理的滾裝時間，由于潮水曲線在中間段時曲率最大，因此在此實 施滾裝所需的時間最短(1 3小時之間)，有利于安全。因此，有利的滾裝開始潮位是 Hw =-+ —
其中，Hw為滾裝開始的潮高；Hx為高潮潮高；HU為低潮潮高；T為駁船前部最大吃 水減最小吃水后的差值。 當(dāng)仿真裝置121輸出所獲得滾裝過程參數(shù)時，判定裝置122根據(jù)完全浮態(tài)下的可 行性條件進行判定，如果符合該可行性條件，則完全浮態(tài)滾裝方式為適用的滾裝方式。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一個與適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息的示意圖。所 圖9所示，在仿真過程中獲得的船舶首尾吃水量表和/或作業(yè)時間表則是與該適用的滾裝 方式關(guān)聯(lián)的信息。 在壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝成為選擇的滾裝方式時，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，確 定裝置12中的仿真裝置121對壓艙水調(diào)節(jié)滾裝或擱淺滾裝方式下所存儲的滾裝參數(shù)進行 仿真，并進行判定。具體原理如下 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的受力示意圖。如圖所 示，假定所有力均沿駁船中作用，駁船左右對稱，壓艙水分布左右對稱，建立如下的滾裝受 力平衡方程組 其中，F(xiàn)b為駁船空船重力，F(xiàn)f為駁船在全浮狀態(tài)下的浮力，F(xiàn)h為在駁船上滾裝的 車輛和貨物荷載，F(xiàn)g為在駁船上的固定荷載，F(xiàn)d為擱淺部位支墊力(當(dāng)駁船采用全浮態(tài)滾 裝時，支墊力為零)，F(xiàn)dj為駁船前下部支墊時駁船浮力的減少值，F(xiàn)yl為靠海一側(cè)的壓艙水 合力，F(xiàn)y2為靠岸一側(cè)的壓艙水合力；Mb、 Mf、 Mh、 Mg、 Md、 Mdj、 Myl、 My2為各力到船邊的力矩。
在該式中Mg = Fg Xg Mh = Fh Xh
Mb = Fb Xb Myl = Fyl Xyl
My2 = Fy2 Xy2 Mdj = Fdj Xdj
Mf = Ff Xf Md = Fd Xd 其中，各X值為各力到船邊的距離。 駁船前下部支墊時駁船浮力的減少值(也叫減浮力)用Fdj表示。當(dāng)支墊力為零 時Fdj為零。 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的位置示意圖。假定支 墊位置如圖11所示，Xz為支墊開始位置，Lz為支墊長度。將支墊區(qū)域按駁船底部形狀可分 為A區(qū)和B區(qū)，支墊浮力減少的值與該兩區(qū)的浮力相等，方向相反。采用求解A、 B區(qū)面積， 總面積、面積形心，進而求出減浮力Fdj及其位置Xdj。 為了保證在固定吃水狀態(tài)下滾裝，在某一個瞬間可能要采取下述中的一種方式
a.駁船前部支墊，后部打入壓艙水。
b.駁船前部和后部均打入壓艙水。 計算將采用以下步驟先按第一種方式計算，如果Fd > O，駁船確實需要支墊，計 算結(jié)果有效，如果Fd《0，則不需要支墊，第一種計算無效，轉(zhuǎn)入按第二種方式計算。
當(dāng)使用前部支墊、后部壓艙水時受力平衡方程組為
f Fg + F/j + F" &1 + F少2 + ,. = F, +尸d lMg +級+ M" Myl +単+竭'=碌+編
(2.1)
12<formula>formula see original document page 13</formula>
l雄+ m7 + Mj +聊l +綺2 + M^/' = + Mt/ (22)
如果駁船前下部發(fā)生支墊時，駁船前部的壓艙水則沒有必要，取Fy2 令
<formula>formula see original document page 13</formula>
得支墊力和艙水力為
0135] Fyl = Fd-F ......(2. 3)
0136] 式中
0137] Xd為支墊力合力位置。取支墊中心，則Xd = Xz+Lz/2。
0138] Xyl為后端壓艙水合力位置。由于壓水艙可能是多個，在初時難以確定，也就難以 確定合力位置。這是需要進行反復(fù)計算的問題，即先將水全部壓在第一艙計算(合力取第 一個艙的形心)，計算出支墊力和后部壓艙水量，如果后艙水量小于第一個艙容量，則合力 位置準(zhǔn)確，如果大于第一個艙容量，將第一艙裝滿并按固定荷載處理第一艙，剩余的水全部 壓在第二艙計算，以此類推，直到剩余的艙水全部裝下。 上述為滾裝過程中某一個活載位置的計算。通過確定不同的活載位置，可以進行 滾裝全過程若干位置的計算，通過對全程計算結(jié)果的分析，可以判斷滾裝方案的可行性。
由此，可得到壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的可行性條件是 支墊引起的單位荷載力小于船底單位支撐力、壓艙水量不出現(xiàn)負值以及船首、尾 最大壓艙水量分別小于首、尾壓艙水滿艙量。 如上所述，控制裝置122對仿真裝置121輸出的過程參數(shù)進行判定，以判定其是否 符合該滾裝方式下的可行性條件。 如果符合，則該過程參數(shù)是與適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。圖12A、12B、12C示出 了根據(jù)本發(fā)明實施例的壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝的仿真的過程參數(shù)的示意圖。在本發(fā)明的實 施例中，與壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝關(guān)聯(lián)的信息包括各壓水艙艙水量、作業(yè)時間、支墊力和船 舶縱向傾斜坡度。 在擱淺滾裝成為選擇的滾裝方式時，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，確定裝置12中的 仿真裝置121對擱淺滾裝方式下所存儲的滾裝參數(shù)進行仿真，并進行判定。其也根據(jù)駁船 受力平衡條件建立如下的滾裝受力平衡方程組{峰+她+她 +似￡/ (3 1) 其中，F(xiàn)b為駁船空船重力，F(xiàn)f為駁船在全浮狀態(tài)下的浮力，F(xiàn)h為滾裝活荷，F(xiàn)g為
在駁船上的固定荷載，F(xiàn)d為擱淺支墊力，Md、Mb、Mf、Mh、Mg為各力到船邊的力矩。
式中 Mg = Fg Xg Mh = Fh Xh
Mb = Fb Xb Mf = Ff Xf
Md = Fd Xd 其中，Xb、Xf、Xh、Xg、Xd為各力到船邊的距離。 在該實施例中，hl、 h2為空船狀態(tài)下駁船前部和后部的吃水；而el為滾裝時駁船
的前部吃水，由于擱淺，el是在在設(shè)計階段即可確定的參數(shù)，與前述類似，e2為滾裝時駁船
的后部吃水，在滾裝過程中隨著活載的變化而變化。 求解方程組3. l，令 M = Mh+Mg+Mb F = Fh+Fg+Fb 可得 M-F Xd = Ff (XHd) ......(3. 2) 在以上參數(shù)中，Xd已知，M、F可以根據(jù)已知參數(shù)Fg、Fb、Fh和Xg、Xb、Xh直接求出， Ff 、 Xf僅與未知變量e2有關(guān)，則可利用上式求解出e2。 在求解出e2同樣采用了利用計算機的逼近求解法，通過按規(guī)律投入不同的e2值， 來判定公式3. 2兩邊的差值，當(dāng)差值非常小時的e2即為所解的值。
再利用式3. 1中第一個公式求解出Fd :
Fd = Fg+Fh+Fb-Ff 在本發(fā)明的實施例中，從活載航行位置到活載全部滾裝下船，可以按一定行駛間 隔(比如一個或幾個軸距)設(shè)置計算節(jié)點，計算每一節(jié)點的駁船支墊力和后部吃水，其過 程參數(shù)可如圖13A、13B和13C所示。 在該滾裝方式下，駁船前部(靠岸一側(cè))吃水量，應(yīng)始終等于駁船滾裝時設(shè)計的擱 淺吃水量，以確保駁船甲板始終與碼頭的平齊。如果駁船前部吃水量小于擱淺吃水量，說明 駁船將會上浮，造成駁船甲板高于碼頭，如果該高度差大于陸運工具和跳板的高差適應(yīng)范 圍，則將難以實現(xiàn)滾裝。該適應(yīng)范圍根據(jù)滾裝荷載的類型，可如下考慮如果是車輛荷載，采 用柔性跳板，車輛輪胎和懸掛可調(diào)節(jié)的范圍約在200毫米，如果是滾杠荷載，采用鋼梁作滾 裝跳板，鋼梁長度6000，也可適應(yīng)高差200毫米，因此當(dāng)駁船前部不能完全擱淺，但上浮量 小于200時，則認為是基本擱淺的，該滾裝方式仍然具有可行性，如果大于200，則擱淺滾裝 不可行，需要重新進行滾裝方式的選擇，或者改用能調(diào)節(jié)艙水的駁船，以便配合壓艙水調(diào)節(jié) 防止前部向上抬起。 而駁船尾部(靠海一側(cè))的吃水量，最大應(yīng)能夠確保駁船的安全干舷高度，最小應(yīng) 保證駁船底部不能漏出水面。 同時，駁船在滾裝過程中任意位置的傾斜角應(yīng)小于滾裝陸運工具的最大允許折 角，優(yōu)選的，還要防止駁船滾裝過程中產(chǎn)生附加的較大向外水平推力。
在該實施例中，可得到擱淺滾裝的可行性條件是 滾裝全程擱淺、靠海一側(cè)船吃水不為零以及所述船舶的縱向傾角坡度在仿真運行 期間小于或等于滾裝陸運工具的最大允許折角。 在本發(fā)明的實施例中，判定裝置122將對仿真裝置所輸出的過程參數(shù)進行判定，確定其是否符合該滾裝方式下的可行性條件。 如果符合，則該過程參數(shù)將是與該適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。如圖13所示，該
信息可以包括滾裝全程中的駁船首尾吃水量、擱淺力、駁船縱向傾斜角坡度。 在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)對所選擇的壓艙水調(diào)節(jié)滾裝方式進行仿真處理時，如上
所述，對駁船根據(jù)其受力狀態(tài)建立受力平衡方程組Fg + F" F" f>l + ， +/=>3 = F/'
A/g + Mz + MS +綺l + M少2 + My3 = Af/ (41) 其中，F(xiàn)b為駁船空船重量，F(xiàn)f為駁船的浮力，F(xiàn)h為在駁船上滾裝的車輛和貨物荷 載(簡稱活荷)，F(xiàn)g為在駁船上的固定荷載，F(xiàn)yl為靠海一側(cè)的壓艙水合力，F(xiàn)y2為靠岸一 側(cè)的壓艙水合力，F(xiàn)y3為調(diào)節(jié)橫向平衡的壓艙水合力；Mb、 Mf 、 Mh、 Mg、 Myl、 My2、 My3為各力 到船邊的力矩。
在式中， Mg = Fg Xg Mh = Fh Xh
Mb = Fb Xb Myl = Fyl Xyl
My2 = Fy2 Xy2 My3 = Fy3 Xy3
Mf = Ff Xf 其中，Xb、 Xf 、 Xh、 Xg、 Xyl、 Xy2、 Xy3為各力到船邊X-X軸的距離。
根據(jù)公式4. 1得橫向調(diào)節(jié)壓艙水量為F_y3 = ^~~^--...... (4.2) 式中，橫向調(diào)節(jié)艙合力位置Yy3可先選取船縱向中間的最外艙進行計算，求得Fy3 后，再判斷該艙能否容納，如容納不下，可將該艙按滿艙容變?yōu)楣潭ê奢d處理，將相臨的艙 再作為調(diào)節(jié)艙計算，直到能夠容納下。如果計算的結(jié)果為正值，則左舷壓水艙打水，如果為 負值，則右舷壓水艙打水。 于是，利用公式4. 1和公式4. 2可推導(dǎo)求縱向艙水量Fyl和Fy2的公式。
令F = Ff-Fg-Fh-Fb-Fy3 M = Ff Xf-Fg Xg-Fh Xh-Fb Xb-Fy3 Xy3貝U : 。，M — F 々2 Fy2 = F-Fyl 由于前、后端壓艙水艙可能是多個，Xyl和Xy2在初時難以確定，與上述類似，同樣 是需要進行反復(fù)計算。 由于橫向調(diào)節(jié)順序和縱向調(diào)節(jié)順序不相沖突，因此，將縱向、橫向計算出的兩個各 艙水量重疊即可，即為某一滾裝活載位置壓艙水計劃。但重疊的結(jié)果可能存在某個艙既被 選做橫向平衡艙水艙，也被選做縱向平衡艙水艙，致使該艙艙水超量，這將出現(xiàn)不符合該滾 裝方式的情況。 上述為滾裝過程中某一個活載位置的計算。通過確定不同的活載位置，可以進行 滾裝全過程若干位置的計算，通過對全程計算結(jié)果的分析，可以判斷滾裝方案的可行性。
由此，可得到壓艙水調(diào)節(jié)的可行性條件是在仿真過程中壓艙水量小于或等于其 艙容，以及艙水調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠滿足潮汐的變化。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，判定裝置122對仿真裝置121輸出的參數(shù)進行判定，以確定 該滾裝方式是否是適用的滾裝方式。 如果是，則該過程參數(shù)將是與適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。 在本發(fā)明的實施例中，如果所有的滾裝方式都不是適用的滾裝方式，則確定裝置 12將生成結(jié)果數(shù)據(jù)，并退出該仿真過程。 該結(jié)果數(shù)據(jù)包括在滾裝可選項下各個滾裝方式中進行仿真的過程參數(shù)以及報告 信息。例如，當(dāng)在壓艙水調(diào)節(jié)或壓艙水調(diào)節(jié)加擱淺滾裝方式下，如果過程參數(shù)表現(xiàn)出駁船擱 淺單位荷載力超過駁船底部強度，則報告信息建議加大駁船滾裝吃水深度或擴大駁船底部 襯墊面積或選用更大的駁船，從而為下次針對新的輸入?yún)?shù)進行仿真時提供幫助。
為了解決本領(lǐng)域中的存在的技術(shù)問題，在同一個發(fā)明構(gòu)思下，本發(fā)明的實施例提 供了用于控制在船舶上滾裝大型貨物的方法。圖14為根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制在 船舶上滾裝大型貨物的方法的流程圖。如圖14所示，在步驟S141，存儲滾裝參數(shù)，其中所述 滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個。在步驟S142， 基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與所述適用的滾裝方式 關(guān)聯(lián)的信息。在步驟S143，輸出所確定的適用的滾裝方式以及與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。
在本發(fā)明的實施例中，確定步驟142進一步包括 對所述參數(shù)進行仿真，以獲得對選擇的滾裝方式的模擬的滾裝過程參數(shù)(仿真步 驟)； 判定所述滾裝過程參數(shù)是否符合選擇的滾裝方式的可行性條件(判定步驟)；以 及 用于根據(jù)所述判定結(jié)果來控制所述仿真和判定步驟的執(zhí)行以便從多個滾裝方式 中選擇適用的滾裝方式，從而確定與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)(控制步驟)。
在本發(fā)明的實施例中，該控制步驟進一步包括 如果該判定結(jié)果不符合該選擇的滾裝方式的可行性條件，則從多個滾裝方式中選 擇另外的滾裝方式，來控制仿真步驟來對該參數(shù)進行該滾裝方式下的仿真以及判定步驟來 對所獲得的對應(yīng)于該滾裝方式的滾裝過程參數(shù)進行是否符合該滾裝方式的可行性條件的 判定； 如果該判定結(jié)果符合該滾裝方式的可行性條件，則該控制步驟選擇該滾裝方式為 適用的滾裝方式，從而確定與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)； 如果該判定結(jié)果不符合該滾裝方式的可行性條件，則控制步驟重復(fù)進行滾裝方式 的選擇，直至選擇出適用的滾裝方式或者遍歷完可選的滾裝方式，來控制仿真步驟和判定 步驟在該所選擇的滾裝方式下進行仿真和判定，從而確定與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的過 程參數(shù)。 在本發(fā)明的實施例中，用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)在操作上實現(xiàn)根據(jù) 本發(fā)明的實施例的用于控制在船舶上滾裝大型貨物的方法。因此，與上述類似的步驟或操 作在此不再贅述。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)10可以包括
16許多額外的未示出的組件，例如輸入裝置等。由于此類額外組件并不是理解本發(fā)明所必需 的，因此它們并未在圖1中示出或在此進一步被討論。但是，還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供的用 于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)絕非僅限于圖1中示出的通用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)體系結(jié) 構(gòu)。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解上述的方法和系統(tǒng)可以使用計算機可執(zhí)行指令 和/或包含在處理器控制代碼中來實現(xiàn)，例如在諸如磁盤、CD或DVD-ROM的載體介質(zhì)、諸如 只讀存儲器(固件)的可編程的存儲器或者諸如光學(xué)或電子信號載體的數(shù)據(jù)載體上提供了 這樣的代碼。本實施例的大容量存儲設(shè)備、驅(qū)動器及其組件可以由諸如超大規(guī)模集成電路 或門陣列、諸如邏輯芯片、晶體管等的半導(dǎo)體、或者諸如現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯設(shè) 備等的可編程硬件設(shè)備的硬件電路實現(xiàn)，也可以用由各種類型的處理器執(zhí)行的軟件實現(xiàn)， 也可以由上述硬件電路和軟件的結(jié)合例如固件來實現(xiàn)。 雖然以上結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)和 方法進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解可以對本發(fā)明 進行多種變換、替換和修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍；本發(fā)明的保護范圍由所附權(quán)利 要求來限定。
權(quán)利要求
一種用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)，包括存儲裝置，用于存儲滾裝參數(shù)，其中所述滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個；確定裝置，用于基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與該適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息；以及輸出裝置，用于輸出所述確定裝置的確定結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述確定裝置進一步包括仿真裝置，用于對所述參數(shù)進行仿真，以獲得對選擇的滾裝方式的模擬的滾裝過程參數(shù)；判定裝置，用于判定所述仿真裝置的所述過程參數(shù)是否符合選擇的滾裝方式的可行性條件；以及控制裝置，用于根據(jù)所述判定結(jié)果來控制所述仿真裝置和判定裝置的執(zhí)行以便從多個滾裝方式中選擇適用的滾裝方式，并確定與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置進一步被配置來如果所述判定結(jié)果不符合所述選擇的滾裝方式的可行性條件，則所述控制裝置從所述多個滾裝方式中選擇另外的滾裝方式，以控制所述仿真裝置對所述參數(shù)進行該滾裝方式下的仿真以及所述判定裝置對從所述仿真裝置所獲得的對應(yīng)于該滾裝方式的滾裝過程參數(shù)進行是否符合該滾裝方式的可行性條件的判定；如果所述判定結(jié)果符合該滾裝方式的可行性條件，則所述控制裝置選擇該滾裝方式為適用的滾裝方式，從而確定與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)；以及如果所述判定結(jié)果不符合該滾裝方式的可行性條件，則所述控制裝置重復(fù)進行選擇滾裝方式直至選擇出適用的滾裝方式或者遍歷完可選的滾裝方式，以控制所述仿真裝置和所述判定裝置在該所選擇的滾裝方式下進行仿真和判定，從而確定適用的滾裝方式以及與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息包括以下至少之一艙水量、作業(yè)時間、支墊力、船舶首尾吃水量和船舶縱向傾斜坡度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中所述多個滾裝方式包括以下中的至少兩個完全浮態(tài)滾裝、壓艙水調(diào)節(jié)滾裝、擱淺滾裝以及擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述完全浮態(tài)滾裝是指在浮態(tài)過程中僅僅利用潮汐來實現(xiàn)對所述大型貨物的滾裝。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝是指在滾裝過程中利用船體的一部分?jǐn)R淺并結(jié)合壓艙水來調(diào)節(jié)船舶的姿態(tài)，從而對所述大型貨物進行滾裝。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中所述滾裝方式的可行性條件包括以下中的至少一個完全浮態(tài)滾裝的可行性條件、壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件、擱淺滾裝的可行性條件以及擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述完全浮態(tài)滾裝的可行性條件是所述船舶的最小干舷高度大于高潮時碼頭距水面的高度，并且所述船舶的空船干舷高度小于低潮時碼頭距水面的高度以及所述船舶的縱向傾角坡度在仿真運行期間小于或等于滾裝陸運工具的最大允許折角。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件是在仿真過程中壓艙水量小于或等于其艙容，以及艙水調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠滿足潮汐的變化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述擱淺滾裝的可行性條件是滾裝全程擱淺、靠海一側(cè)船吃水不為零以及所述船舶的縱向傾角坡度在仿真運行期間小于或等于滾裝陸運工具的最大允許折角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件是支墊引起的單位荷載力小于船底單位支撐力、壓艙水量不出現(xiàn)負值以及船首、尾最大壓艙水量分別小于首、尾壓艙水滿艙量。
13. —種用于控制在船舶上滾裝大型貨物的方法，包括步驟存儲滾裝參數(shù)，其中所述滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個；基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息；以及輸出所確定的適用的滾裝方式以及與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述確定步驟進一步包括對所述參數(shù)進行仿真，以獲得對選擇的滾裝方式的模擬的滾裝過程參數(shù)；判定所述滾裝過程參數(shù)是否符合選擇的滾裝方式的可行性條件；以及用于根據(jù)所述判定結(jié)果來控制所述仿真和判定步驟的執(zhí)行以便從多個滾裝方式中選擇適用的滾裝方式，并確定與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述控制步驟進一步包括如果所述判定結(jié)果不符合所述選擇的滾裝方式的可行性條件，則從所述多個滾裝方式中選擇另外的滾裝方式，來控制所述仿真步驟來對所述參數(shù)進行該滾裝方式下的仿真以及所述判定步驟來對所獲得的對應(yīng)于該滾裝方式的滾裝過程參數(shù)進行是否符合該滾裝方式的可行性條件的判定；如果所述判定結(jié)果符合該滾裝方式的可行性條件，則所述控制步驟選擇該滾裝方式為適用的滾裝方式，從而確定與該滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)；如果所述判定結(jié)果不符合該滾裝方式的可行性條件，則所述控制步驟重復(fù)進行滾裝方式的選擇，直至選擇出適用的滾裝方式或者遍歷完可選的滾裝方式，來控制所述仿真步驟和所述判定步驟在該所選擇的滾裝方式下進行仿真和判定，從而確定與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一權(quán)利要求所述的方法，其中與所述適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息包括以下至少之一艙水量、作業(yè)時間、支墊力、船舶首尾吃水量和船舶縱向傾斜坡度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述多個滾裝方式包括以下中的至少兩個.完全浮態(tài)滾裝、壓艙水調(diào)節(jié)滾裝、擱淺滾裝以及擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述完全浮態(tài)滾裝是指在浮態(tài)過程中僅僅利用潮汐來實現(xiàn)對所述大型貨物的滾裝。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝是指在滾裝過程中利用船體的一部分?jǐn)R淺并結(jié)合壓艙水來調(diào)節(jié)船舶的姿態(tài)，從而對所述大型貨物進行滾裝。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述滾裝方式的可行性條件包括以下中的至少一個完全浮態(tài)滾裝的可行性條件、壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件、擱淺滾裝的可行性條件以及擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述完全浮態(tài)滾裝的可行性條件是所述船舶的最小干舷高度大于高潮時碼頭距水面的高度，并且所述船舶的空船干舷高度小于低潮時碼頭距水面的高度以及所述船舶的縱向傾角坡度在仿真運行期間小于或等于滾裝陸運工具的最大允許折角。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件是在仿真過程中壓艙水量小于或等于其艙容，以及艙水調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠滿足潮汐的變化。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述擱淺滾裝的可行性條件是滾裝全程擱淺、靠海一側(cè)船吃水不為零以及所述船舶的縱向傾角坡度在仿真運行期間小于或等于滾裝陸運工具的最大允許折角。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述擱淺加壓艙水調(diào)節(jié)滾裝的可行性條件是支墊引起的單位荷載力小于船底單位支撐力、壓艙水量不出現(xiàn)負值以及船首、尾最大壓艙水量分別小于首、尾壓艙水滿艙量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制在船舶上滾裝大型貨物的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括存儲裝置，用于存儲滾裝參數(shù)，其中所述滾裝參數(shù)包括船舶參數(shù)、活動載荷參數(shù)、作業(yè)參數(shù)和水文參數(shù)中的至少一個；確定裝置，用于基于所存儲的所述參數(shù)為所述大型貨物確定適用的滾裝方式以及與該適用的滾裝方式關(guān)聯(lián)的信息；以及輸出裝置，用于輸出所述確定裝置的確定結(jié)果。通過所述系統(tǒng)和方法，能夠針對特定的船舶、活動載荷以及外界地理或水文條件，選擇適用的滾裝方式，從而以較低成本并受外界制約較少地實現(xiàn)在船舶上對大型貨物進行滾裝。
文檔編號G06F17/50GK101770210SQ200810186849
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者丁仁力, 余樹華, 勞軍, 周婷婷, 唐雄, 崔文珂, 湯浩, 王靚靚, 肖慶山, 肖建英, 陳健 申請人:中國遠洋物流有限公司