船舶自动靠岸系统设计【文献综述】

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毕业设计文献综述电气工程及其自动化船舶自动靠岸系统设计1.前言：伴随世界经济和国际贸易的快速发展，海上货物运输量在全球整个运输系统中所占份额不断增大，与此同时，为降低运输成本，船舶日趋向大型化方向发展。随着大型船舶数量的增多，不但改变船舶港内操纵性能，而且对船舶的安全靠离泊造成很大影响。相对大型船舶船宽大、吃水深的特点，港口内一般水深相对较浅、宽度受限。同时港内操船水域面积不足，往往无法达到自力操船最低标准的要求，给船舶安全靠泊带来隐患。同时，随着船舶货物运送周期的逐渐缩短，进出港口的船舶数量不断上升，从而使得港内船舶靠离泊操纵日益频繁，各个港口内的船舶通航密度相对提高，进而影响了船舶进出港和靠离泊安全性。由于大型船舶本身操纵特点和港内船舶操纵存在困难的情况，为了更加安全和有效地完成大型船舶的靠泊过程，大型船舶在靠泊过程中对拖轮的要求不断提高。拖轮作为现有大型船舶靠泊的主要工具，已达不到大型船舶靠泊的要求。因而，综合分析大型船舶靠泊性能，设计一款大型船舶自动靠岸系统显得尤为重要。2正文：目前，在船舶安全靠岸领域的实践中，还是离不开驾驶员的主观决策，凭经验手动完成靠岸任务。航运业的初期，船舶密度小，船速低，这种凭驾驶员主观判断和手动操作进行靠岸决策的方法还是可以胜任的[10]。现在，随着船舶的大型化，高速化，以及船舶密度的增加，而且现在大型船舶靠岸时有以下一些特性：1)质量大，惯性大，单位排水量主机功率远较一般船舶为低，机动操纵时显得呆笨，其启动、制动、控制船舶的能力较一般万吨级船差，停车冲程、停车时间也相当长[1]。2)线性尺度大，浅水效应和岸壁效应均较突出，淌航中丧失舵效的时刻出现得较早;港内航行时要经常保持微进车来维持舵效，并利用拖船协助改向、变速[3]。3)旋回水域相对较大.船舶模型实验得出,超大型船舶的旋回性较优越，一般来看其旋回直径D与船舶长度L之比较小.由于船长较大，则所需旋回水域较大[5]。4)应舵性能较差，从开始施舵到进入稳定旋回，要用较长时间，操纵困难[4]。5)旋回中的速度下降大.超大型船舶的旋回性较好，旋回时速度下降比较大， 若以旋回中的速度与旋回前的速度之百分比来表示速度下降的程度，则超大型船舶以35°舵角旋回时的速度下降至49%，以10°舵角旋回时的速度下降至88%[9]。6)在受限水域中的操纵性.超大型船舶在受限水域中产生巨大的虚质量，使船舶的加速较困难，同时想使加速了的船舶减速也很困难;由于虚质量随水深的变浅而增大，在将船横推时，加速和减速都较困难，在狭窄航道中岸吸力随着船舶偏离航道中心线距离的增大而变大[8]。小结：从上面特性可以看出现已经很难有效的手动完成靠岸决策任务了，现有的传统靠拖船靠岸发挥的作用已经满足不了现在船舶靠岸的要求。在船舶自动领域还有很多问题有待解决。如何有效的避免船舶因靠岸引起的碰撞损伤，以及如何靠岸的自动化和智能化，减轻驾驶员的劳动强度和心理负担等问题，迄今为止，还没有令航海人员普遍满意的有效解决方法，也是国内外航海界研究的热门课题。因此对这一问题的研究有着重要的理论价值和现实意义。参考文献[1]挪威弗力士公司.国际船舶市场行情[J].中国船舶报,2007(9):16-18.[2]孙密.谈船舶防碰撞的安全措施[J].航海技术,2003(3):9-12.[3]邬先江,章毓.外籍船舶进坞发生触碰引发亿元索赔案[2006-09-27].http://www.chinacourt.org/public/detai.lphp?id=218631.[4]郭国平,刘成勇.超大型船舶进坞安全操纵方案研究[J].武汉理工大学学报，2006(4):19-22.[5]本田启之.操船通论[M].东京:成山堂书店,1992.[6]胡建军,杨尚平,赵光波.直动式比例阀控液压马达数学建模及研究[J].现代制造工程,2008(6):22-29.[7]毛建忠,朱康武.基于工控机的钢绳绞车张力速度控制系统[J].机械设计与制造,2008(5):4-6.[8]郑环宇,郭石军.大型船舶港内操纵的拖力计算[J].珠江水运,2006(2)9-13.[9]包雄关,朱克强.船舶水下拖带缆体系统的操纵运动分析.宁波大学学报工版，2005,18(1)73-76.[10]李能荣.超大型船舶的靠泊及操纵注意事项.航海技术,2005(2):9-10.