王嘉宇　王永順　夏大勇

摘要：通過對某型船舶在不同情況下橫傾和縱傾進(jìn)行分析，根據(jù)壓載水調(diào)撥智能控制算法，設(shè)計出一種船舶壓載水自動控制系統(tǒng)軟件，用于改進(jìn)傳統(tǒng)的壓載水人工控制方式，也可用于船員的模擬控制訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：船舶；壓載水；調(diào)撥；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）26-6236-02

Abstract： Through the analysis of a certain type of ship in different circumstances， trim and heel of ballast water transfer， according to the intelligent control algorithm， designed a kind of ship ballast water automatic control system software， used to improve the traditional ballast water manual control mode， can also be used for analog control training crew training.

Key words： ship； ballast water； allocation； control system

1 概述

某型船舶主要用于輸送登陸人員、車輛、火炮及坦克等武器裝備，也可以對無碼頭設(shè)施的島嶼進(jìn)行淡水補給和物資運送。該船舶在登、退陸過程中船艙內(nèi)人員、貨物的變化將導(dǎo)致船的平衡狀態(tài)改變，發(fā)生傾斜；另外，在航行過程中隨著艇上燃油、食物、淡水等物品的消耗，也會導(dǎo)致船體發(fā)生傾斜。船舶發(fā)生傾斜后若不及時進(jìn)行調(diào)整，將會嚴(yán)重影響航行的安全。這就需要通過人工控制壓載泵及時從壓載水艙調(diào)撥分配壓載水以平衡船體[1-2]。然而，通過人工方式調(diào)駁壓載水會使船的平衡性好壞完全取決于船員的經(jīng)驗判斷和操作技能，一旦船員經(jīng)驗不足或是判斷失誤就會對船舶的操作造成不利影響。為了更好地實現(xiàn)船舶壓載水的控制，避免人為因素的干擾和影響，提高船艇的平衡性能，需要研制一套船艇壓載水自動調(diào)撥控制系統(tǒng)。同時，通過該系統(tǒng)也可以對船員進(jìn)行模擬訓(xùn)練，快速提高船員對壓載水系統(tǒng)控制的熟練程度。

2 船舶壓載水控制系統(tǒng)

本文設(shè)計的船舶壓載水自動控制系統(tǒng)主要由船舶浮態(tài)自動控制平臺、單向壓載水泵、四個相互獨立的壓載水艙、液位傳感器、傾角傳感器、氣動遙控蝶閥、流量計、系統(tǒng)管路、外圍顯示硬件系統(tǒng)等組成（圖1） 。通過控制不同的氣動遙控蝶閥的開關(guān)，通過壓載水泵可以實現(xiàn)在不同的壓載艙之間調(diào)駁壓載水、對不同的壓載艙進(jìn)行注排水等操作。

3.1 船舶壓載水調(diào)撥原則

船舶在大風(fēng)浪中航行時，其縱傾、橫傾傳感器及相關(guān)液位傳感器將受到風(fēng)浪的很大干擾。結(jié)合實船所擔(dān)負(fù)的任務(wù)特點，船舶在航行中一般不對其浮態(tài)進(jìn)行調(diào)整[3]。該文主要研究在相對靜止或較小風(fēng)浪情況下的浮態(tài)調(diào)整，因此，通過程序設(shè)計對傳感器采樣得到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可以忽略風(fēng)浪對浮態(tài)數(shù)據(jù)采集的影響。當(dāng)采取壓載水系統(tǒng)調(diào)整浮態(tài)時，必須要保持船舶的初穩(wěn)性?；菊{(diào)整原則為：以最少的液體載荷變動來滿足要求；縱傾、橫傾有序調(diào)整；盡量減少壓載量，優(yōu)先序為反向調(diào)駁壓載水、排出壓載水、加注壓載水等[4-6]。

4 總結(jié)

本文所設(shè)計的船舶壓載水自動控制系統(tǒng)可以用于對船員進(jìn)行操控模擬訓(xùn)練，提高船員對壓載水調(diào)撥控制的熟練程度。也可以結(jié)合一定的硬件條件，移植至船舶的計算機(jī)控制平臺，對船舶的壓載水調(diào)撥實現(xiàn)自動控制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸瑋，杜秀華，陳堅.船舶壓載系統(tǒng)仿真軟件研究與設(shè)計[J].微型電腦應(yīng)用，2011，20（11）：39-41.

[2] 張鑫，姚壽廣，肖民.船舶壓載水系統(tǒng)仿真模型研究[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院院報，2003，28（9）：11-15.

[3] Khaled S. Youssef， Saad A. Ragab， Ali H. Nayfeh， Dean T. Mook. Technical Note Design of passive anti-roll tanks for roll stabilization in the nonlinear range [J].Ocean Engineering，2002（29）：177-192.

[4] Osama A.Marzouk， Ali H.Nayfeh. Control of ship roll using passive and active anti-roll tanks [J].Ocean Engineering，2009（36）：661-671.

[5] Reza Moaleji，Alistair R. Greig. On the development of ship anti-roll tanks[J].Ocean Engineering，2007（34）：103 -121.

[6] 程虹，李煒，楊屹.艦船浮態(tài)調(diào)整系統(tǒng)研究[J].中國造船，2001，42（1）：75-79.

[7] 許安靜.泵控式船舶橫傾平衡自動控制系統(tǒng)[J].上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報，2011，34（2）：146-149.