基于加密型值表的改进水尺计重方法

发布时间：2019-07-18 13:08

【摘要】：为了提高水尺计重的精度,提出一种不依赖于船舶装载手册的改进水尺计重方法。基于加密型值表建立船舶高精度数据库,并计算船舶排水量。根据六面吃水数据计算船舶浮态参数与中垂(拱)量。根据材料力学中梁的弯曲理论,用圆弧拟合船舶拱垂变形曲线,计算出船舶每一站的中垂(拱)量,通过对型值坐标点进行坐标修正,得到船舶中垂(拱)状态下的数据库。根据浮态参数,通过坐标系变换、S-H剪裁算法计算船舶自由浮态下的排水量。以某散货船为例,分别计算了船舶正浮、纵倾与中拱状态下的排水量,并与传统水尺计重方法进行了比较分析。计算结果表明:正浮时改进水尺计重方法相对误差较小,平均为0.085 6%,纵倾时平均相对误差增大到0.414 5%,中拱状态下平均相对误差增大为0.619 9%。改进的水尺计重方法提高了计算精度,且适用于船舶自由浮态,具有一定的工程应用价值。
文内图片：

图１传统水尺计重流程Ｆｉｇ．１Ｆｌｏｗｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｒａｆｔｓｕｒｖｅｙ

图片说明：ｃｅ等分析了水尺计重过程中误差产生的原因，提出用光纤技术来代替人工读数以达到减少误差的目的［１１］，其本质上也仅仅减少了读数误差。以上研究中减少水尺计重误差的举措均依赖于船舶设计部门提供的装载手册，计重时要求船舶尽量减少横倾与纵倾，并不能从根本上减少误差，且对于拱垂的修正过于简化。本文提出了一种改进的水尺计重方法，基于加密型值表建立船舶数据库，直接计算排水量，适用于船舶自由浮态，相比传统的水尺计重方法，提高了水尺计重的精度。１传统水尺计重方法传统水尺计重方法流程见图１。根据测得的六面吃水读数，包括船艏、船舯与船艉两舷的水尺读数，进行艏艉垂线修正与拱垂修正，得到船舶平均吃水，然后根据平均吃水查静水力曲线表得到排水量，再在此基础上进行排水量的纵倾修正与港水密度修正，计算出船舶装载质量。图１传统水尺计重流程Ｆｉｇ．１Ｆｌｏｗｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｒａｆｔｓｕｒｖｅｙ２改进水尺计重方法图２为改进的水尺计重方法流程。改进的水尺计重方法不再依赖于装载手册，而是基于加密型值表建立船舶高精度的三维数据库。并通过测得的六面吃水数据计算出船舶的浮态参数，根据梁的弯曲理论将船舶的拱垂变形量化，得到船舶变形后的精确数据库，通过船舶横剖面和水线面求交，计算出船舶的排水量。２．１基于加密型值表的船舶三维数据库的建立加密型值表是指对普通型值表进行分站数目的５９
文内图片：

图片说明：交通运输工程学报２０１４年图２改进水尺计重流程Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｏｆｉｍｐｒｏｖｅｄｄｒａｆｔｓｕｒｖｅｙ加密而得到的型值表，能更精确反映船体资料，是船舶的真实外形数据［１２－１３］。国际上主流的船舶设计软件如ＮＡＰＡ等均可输出船舶的加密型值表。目前，中国对加密程度还没有相应的标准，主要根据实际需要进行合理的细分。以４７５００ｔ散货船舶太行１２８的加密型值数据为例，船舶宽度和高度方向均以２０ｍｍ为单位细分，船长方向以０．０４站（３８４ｍｍ）为单位细分，共包含９５８０９９个型值点的三维坐标信息。２．１．１数据库的建立编写ＶＣ＋＋程序，，完成加密型值表的自动识别和读取，建立了船舶高精度的三维数据库。由于加密型值表数据量大，需要一种可行的方法来验证数据库的完整性。本文基于ＯｐｅｎＧＬ语言实现船舶数据可视化来验证数据库的完整性。为了便于显示，加大了数据显示间隔。图３为太行１２８水线，垂向间隔为１ｍ。图４为太行１２８横剖线，纵向间隔为１ｍ。图３太行１２８水线Ｆｉｇ．３ＷａｔｅｒｌｉｎｅｓｏｆＴａｉｈａｎｇ１２８图４太行１２８横剖线Ｆｉｇ．４ＳｅｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｏｆＴａｉｈａｎｇ１２８２．１．２数据库的准确性验证通过三维可视化方法验证数据库的完整性，但是其准确性不能单从视觉上判断。本文编写程序计算了散货船舶太行１２８在正浮状态下不同吃水时的船舶各项静水力参数，包括浮态参数和船型系数等，并与装载手册中给出的数据进行比对，计算误差对比结果见表１，具体计算方法参考文献［１４－１５］。
【作者单位】：大连海事大学航海动态仿真与控制交通行业重点实验室;
【基金】：国家973计划项目(2009CB320805) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(3032013007) 大连市科技计划项目(2013A16GX118)
【分类号】：U693.4

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 陆丛红;林焰;纪卓尚;;基于NURBS表达的船舶静水力特性精确计算[J];船舶力学;2007年05期

2 王淑敏,方卫东;水尺计重实施中几个问题的研究[J];大连海事大学学报;1998年01期

3 林焰,李铁骊,纪卓尚;破损船舶自由浮态计算[J];大连理工大学学报;2001年01期

4 陆丛红;林焰;纪卓尚;;基于曲面表达的几何特性计算及其在船舶工程中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2005年06期

5 林火平;散货船水尺检量中计算所得船舶常数的误差[J];航海技术;1996年06期

6 陈建锋;影响散货船压载水准确测算的因素[J];航海技术;2003年05期

7 李清林;;水尺检量中吃水差和船舶长度适用问题的分析[J];世界海运;2007年03期

8 郑士源,姚祖洪;国际干散货航运市场的评价[J];交通运输工程学报;2004年04期

9 赵晓非,林焰;关于解船舶浮态问题的矩阵方法[J];中国造船;1985年03期

10 黄昱洪;;大纵倾情况下船舶排水量的精确测定[J];中国水运;2009年07期

【共引文献】

相关期刊论文前10条

1 刘锋;孙伟;董志明;;两栖车辆任意倾斜状态下浮心计算研究[J];兵工学报;2010年05期

2 王志荣;钱培英;;船体及舱室处理新方法在破舱稳性计算中的应用[J];船舶工程;1988年05期

3 方文均;;我国近年来对船在海浪中响应的研究进展[J];船舶工程;1989年05期

4 冯明初;王中;;舰船安全评估软件的船体建模方法研究[J];船舶工程;2006年03期

5 陆丛红;林焰;纪卓尚;;基于NURBS表达的船舶静水力特性精确计算[J];船舶力学;2007年05期

6 孙承猛;刘寅东;;船舶浮态计算的一种优化方法[J];大连海事大学学报;2006年02期

7 林焰,李铁骊,纪卓尚;破损船舶自由浮态计算[J];大连理工大学学报;2001年01期

8 马坤,张明霞,纪卓尚;基于非线性规划法的船舶浮态计算[J];大连理工大学学报;2003年03期

9 马坤;刘铁军;李炜;;舰船破损后出现负初稳性时扶正方法研究[J];大连理工大学学报;2006年04期

10 朱二喜;何援军;;一种利用图形内角的多边形布尔运算新算法[J];工程图学学报;2011年02期

相关期刊论文前10条

1 陆丛红;林焰;纪卓尚;;基于NURBS表达的船舶静水力特性精确计算[J];船舶力学;2007年05期

2 赵晓非,王世连,李保拴;大纵倾下船舶浮态及初稳性计算[J];大连工学院学报;1982年01期

3 林焰,李铁骊,纪卓尚;破损船舶自由浮态计算[J];大连理工大学学报;2001年01期

4 陆丛红;林焰;纪卓尚;;基于曲面表达的几何特性计算及其在船舶工程中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2005年06期

5 周超骏,曹沅;海上平台的船舶静力性能的精确计算[J];海洋工程;1996年02期

6 王金春;用Excel计算船舶静水力曲线[J];江苏船舶;2003年04期

7 陈艳霞;刘利亭;;平面图形几何性质的实用计算方法[J];力学与实践;2011年04期

8 陆丛红,林焰,纪卓尚;遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用[J];上海交通大学学报;2005年05期

9 王增民;因子分析法在企业经济效益的综合分析与评价中的应用[J];数理统计与管理;2002年01期

10 程毛林;城镇生态系统的因子分析[J];数理统计与管理;2002年01期

【相似文献】

相关期刊论文前10条

1 王淑敏,方卫东;水尺计重实施中几个问题的研究[J];大连海事大学学报;1998年01期

2 邱文昌;散货水尺计重的误差分析[J];航海技术;1995年01期

3 黄昱洪;;注重水尺计重工作细节确保鉴定结果准确[J];中国计量;2010年08期

4 吴均英;蔡润斌;;船舶水尺计重精度的影响因素与解决对策[J];检验检疫学刊;2010年01期

5 盛忠卫;朱俊;;EXCEL电子表格在特型船舶水尺计重中的应用[J];中国检验检疫;2007年12期

6 陈吉;;船舶水尺计重误差及修正[J];中国水运;2006年03期

7 葛圣彦;杜嘉立;;水尺计重误差的初步探讨[J];中国水运(理论版);2007年09期

8 翁子明;装货港水尺计重不能否定卸货港过磅计重[J];珠江水运;2000年03期

9 麻常见;张守生;;船舶水尺计重新技术的开发与应用[J];水运管理;2006年03期

10 王国正;;废钢货水尺计重中重量短缺的原因及对策[J];航海技术;2006年06期