船舶系泊的案例
六種常見船舶系泊方法，你了解嗎？
系泊是貨物運輸?shù)囊粋€組成部分，用于在特定位置將船舶與浮體(如突堤/棧橋、碼頭、另一艘船或浮標)固定在一起，方法是借助推薦長度和強度的繩索/鏈條或鋼絲將其固定在一起。系泊期間，船舶面對各種自然力和人為力，如波浪作用、涌浪、海流、潮汐和風，因此，應(yīng)在事先考慮所有這些因素的適當規(guī)劃后進行系泊，以避免任何人員傷亡。船長有責任協(xié)調(diào)、規(guī)劃并將船舶系泊到港務(wù)局指定區(qū)域。港務(wù)局有責任確保海岸暢通，并提前安排設(shè)備和泊位，以便船只靠岸。如果船舶由引航員駕駛，則由引航員全權(quán)負責協(xié)調(diào)。
? 六種公海最常用的系泊作業(yè)類型：
??波羅的海系泊：波羅的海以其變幻莫測的天氣和波濤洶涌的大海聞名。在沒有拖船幫助的情況下，需要做什么才能將船只停靠在堅固程度不足以承受撞擊的碼頭或浮標上？波羅的海系泊是船舶系泊的一種混合方式，在舷梯長度和泊位相同的情況下，使用連接到海上錨索的船尾系泊鏈。
波羅的海系泊準備工作：
A：一根30mm厚的鋼絲從船尾甲板穿過，并從船體外部敷設(shè)至海上，無任何障礙物。
B：錨從錨鏈管上放下來一點，然后一起松開。同時，用鉤環(huán)將錨和鋼絲綁在一起，長度約為舷梯的長度。另一端通過彎鉤系在系泊絞車上。
C：由于風力和船舶噸位影響，(因條件而異)在離泊位70-100英尺的地方緩慢下錨。
??地中海系泊：如果沒有足夠的空間供多艘船舶系泊，則必須使用地中海系泊類型。在這種系泊中，船舶必須垂直于碼頭系泊，船尾表面與碼頭平行。
展開 船舶自動系泊系統(tǒng)最新發(fā)展
智能船舶的發(fā)展已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)船舶工業(yè)和航運領(lǐng)域發(fā)展的熱點，實現(xiàn)船舶智能化的最后一步就是實現(xiàn)船舶自動系泊，磁力式自動系泊與真空式自動系泊因其獨特的優(yōu)勢被認為是最具應(yīng)用前景的兩種自動系泊技術(shù)。下面從原理、優(yōu)缺點、產(chǎn)品等方面詳細介紹磁力式自動系泊系統(tǒng)與真空式自動系泊系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)的纜繩系泊進行對比。
自動系泊是船舶完成自動靠泊控制后的重要步驟。傳統(tǒng)的船舶系泊方式是用鋼絲或尼龍纜繩將船舶固定在碼頭上，系泊作業(yè)時需要一定數(shù)量的帶纜工人或帶纜艇。這種依靠系纜工人的傳統(tǒng)系泊方式，工作強度大、效率低、環(huán)境差，作業(yè)難度大，存在脫纜、斷纜等安全隱患。近幾十年來，海上運輸?shù)陌l(fā)展趨勢是增加船舶尺寸和專業(yè)化碼頭的作業(yè)，這意味著離岸港口和系泊系統(tǒng)必須面對更具有挑戰(zhàn)性的風、浪、流等條件。自動系泊技術(shù)的應(yīng)用將極大地改善碼頭工人帶纜、系纜的工作強度，解放生產(chǎn)力，讓航運全程無人化的步伐再次向前邁進一步。在目前的科技水平下，磁力式自動系泊技術(shù)與真空式自動系泊技術(shù)被認為是實現(xiàn)自動系泊系統(tǒng)的兩種主要技術(shù)手段。纜繩系泊、磁力式自動系泊與真空式自動系泊如圖1所示。
圖1 纜繩系泊、磁力式自動系泊與真空式自動系泊
磁力式自動系泊
1.工作原理
磁力式自動系泊系統(tǒng)由基座、控制箱、機械臂、液壓缸、磁力吸盤、位移傳感器與三向力傳感器組成。船舶靠泊過程中，位移傳感器測得其位置，經(jīng)控制箱計算后，自動控制各液壓缸，從而控制機械臂和磁力吸盤對船舶進行減震和系泊。
展開 海洋論壇▏船舶系泊動力定位控制技術(shù)綜述
為解決海洋資源開發(fā)問題，為海洋開發(fā)裝備提供安全、技術(shù)支撐的船舶定位技術(shù)應(yīng)運而生。目前，船舶的定位方式主要有3種：系泊定位技術(shù)、動力定位技術(shù)和系泊動力定位技術(shù)。上述3種定位方式都能夠保證船舶的安全作業(yè)，但其應(yīng)用場景不同且各有優(yōu)劣。系泊定位又稱錨泊定位，是最傳統(tǒng)的船舶定位方式，它通過由錨、錨和錨鏈等構(gòu)成的系泊系統(tǒng)將船由錨固定在海底，從而確保船舶在一定的工作區(qū)域內(nèi)作業(yè)。
本圖來自界面新聞
這種定位方式簡便易操作，結(jié)構(gòu)簡單、可靠、經(jīng)濟性好。但是，由于系泊系統(tǒng)的制造及安全成本會隨著水深增加而大幅增長，且機動性差，難以抵御惡劣環(huán)境，因此大都用于近海、淺海，海況較好時的海上作業(yè)。動力定位技術(shù)是僅利用船舶自身推進系統(tǒng)維持船舶位置及艏向的定位方法。它具有精確靈活、機動性強、不受水深制約等優(yōu)點，可應(yīng)用于各種水域。但是，因其完全依靠推進系統(tǒng)抵御外界環(huán)境，對能源的需求較大，經(jīng)濟性較差。系泊動力定位技術(shù)是結(jié)合了系泊定位和動力定位二者的長處，系泊系統(tǒng)和船舶推進系統(tǒng)相互配合使用，既能抵御外界環(huán)境干擾，又能夠減少能源消耗，同時可以保證惡劣海況下船舶的安全。因此，與單獨的系泊定位技術(shù)和動力定位技術(shù)相比，系泊動力定位技術(shù)揚長避短，集合了二者的優(yōu)點，是必不可少的全天候、能耗經(jīng)濟的安全海洋資源開發(fā)技術(shù)。
由此，系泊動力定位技術(shù)一經(jīng)提出就受到了廣泛關(guān)注。近年來，各國學者在系泊動力定位技術(shù)方面的研究成果頗豐。本文重點關(guān)注系泊動力定位控制技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，從系統(tǒng)構(gòu)成、模型建立及控制器設(shè)計等方面闡述系泊動力定位技術(shù)的發(fā)展趨勢，分析控制策略的優(yōu)劣及應(yīng)用范圍。
展開 船舶自動靠離泊系統(tǒng)設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)
當前船-岸靠系泊感知設(shè)備及算法存在傳感器視角受限、先驗信息缺失、多源信息冗余、數(shù)據(jù)匹配與信息同步復雜等問題。針對船舶靠泊、系泊場景，基于船-岸視覺、激光雷達、超聲波雷達等傳感器和多網(wǎng)融合技術(shù)，進行多源信息融合與補償以及信息交互，重構(gòu)符合人-機工程的船舶靠系泊作業(yè)環(huán)境信息與船舶運動及姿態(tài)信息，是當前實現(xiàn)船-岸協(xié)同感知的主要手段與發(fā)展方向。突破面向船舶靠系泊的船岸協(xié)同感知技術(shù)，是實現(xiàn)船舶自動靠離泊的安全保障。
4.智能無纜系泊技術(shù)
傳統(tǒng)的船舶系泊方式依靠帶纜工人或帶纜艇將鋼絲等高強度纜繩與系纜樁聯(lián)結(jié)，進而將船舶固定于泊位。這種方法作業(yè)強度大、風險高、效率低，作業(yè)難度大，存在脫纜、斷纜等安全隱患。隨著船舶大型化、專業(yè)化的發(fā)展，傳統(tǒng)系泊方法面臨的挑戰(zhàn)日益增大，無纜系泊方法得到有效發(fā)展。當前，無纜系泊主要分為磁吸式系泊及真空式系泊，其中，磁吸式系泊裝置結(jié)構(gòu)簡單、空間占用率低、工作效率高等優(yōu)點，但由于有害磁場對船載設(shè)備的影響，目前其發(fā)展受到一定限制。真空式系泊方式利用真空和液壓技術(shù)實現(xiàn)無纜系泊，該方法綠色、高效、適應(yīng)性強、耐用度高，目前應(yīng)用程度較高。研發(fā)基于船舶感知、壓力感知及動態(tài)監(jiān)測的智能無纜系泊技術(shù)，是安全實現(xiàn)船舶自動靠泊的最后一環(huán)。
在新一輪產(chǎn)業(yè)變革及嚴峻的國際局勢挑戰(zhàn)下，為響應(yīng)國家建設(shè)交通強國、海洋強國、制造強國的重要戰(zhàn)略部署，緊隨當前智能船舶發(fā)展技術(shù)潮流，順應(yīng)內(nèi)河港口發(fā)展需求，作為船舶整個運輸營運過程始終階段的船舶靠離泊作業(yè)，是當下智能船舶領(lǐng)域的研究重點與攻克方向。
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單點系泊系統(tǒng)基本設(shè)計方法概述
單點系泊系統(tǒng)成功實現(xiàn)了油輪的海上系泊，適用水深范圍較廣，適應(yīng)海上極端作業(yè)條件。目前現(xiàn)有的大部分單點系泊系統(tǒng)可以在7級大風及浪高3 ~ 5米的情況下進行原油裝卸，年平均工作日達到330個。
同時，單點系泊系統(tǒng)也具有重復使用性，主要部件進行調(diào)整后能夠?qū)崿F(xiàn)相似環(huán)境和作業(yè)條件下的重復使用。
（3）減小環(huán)境力，消耗沖擊能
大部分單點系泊系統(tǒng)采用錨鏈固定方式，在外力作用下能夠產(chǎn)生位移并吸收部分能量。這種型式一方面有效避免了船舶停靠過程中對固定結(jié)構(gòu)的碰撞損傷，另一方面能夠緩沖有效位移反應(yīng)和峰值系纜負荷。
單點系泊系統(tǒng)包含有允許360°回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，作業(yè)船舶系泊在轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)上，能夠隨著風、海浪和海流的變化而圍繞固定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，最終停留在所受環(huán)境力最小的位置。在該位置上能夠有效減小系泊力和作業(yè)載荷，保證高效安全的油氣輸送作業(yè)。
4 單點系泊系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及展望
目前國際上具備單點系泊設(shè)計能力的公司主要包括Blue Water和IMODCO等，具備比較豐富的單點系泊設(shè)計相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗。國內(nèi)涉及相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計單位較少，部分船舶及海工公司從事過單點系泊的建造和安裝，包括蓬萊巨濤、大連船舶重工和中遠船務(wù)等。
未來隨著海洋石油勘探開發(fā)投資的增長，以及FPSO和FSRU等浮式裝置的大量應(yīng)用，我國單點系泊系統(tǒng)的市場前景依然廣闊。
展開 技術(shù)分享：基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的 LNG 船舶仿真系統(tǒng)
3系統(tǒng)實現(xiàn)
3．1三維船舶建模
三維船舶建模主要建立LNG船舶整體和各典型區(qū)域的三維模型，主要工作分為2部分:一是建立船舶主體、上層建筑、駕駛室、儀器儀表、甲板設(shè)備等船舶駕駛部分的三維模型;二是建立LNG船舶貨物系統(tǒng)、動系統(tǒng)等船舶輪機部分的三維模型，實現(xiàn)LNG船舶貨物系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的高精度仿真與運行模擬。而針對于船舶上每一個設(shè)備的建模包含兩個方面:形狀和外觀［11］。對設(shè)備形狀的建模主要通過點、線、面等來確定，物體的外觀則由表面紋理、顏色、光照系數(shù)等來確定。
使用多邊形建模方法對船舶進行建模，主要的工具是3DStudioMax，具體建模過程見圖4。建模過程中，首先在3DStudioMax中對模型進行烘焙、渲染得到模型的UV，提取出模型的UV圖，繪制出相應(yīng)的紋理，然后保存帶有貼圖的圖片。將所有烘焙貼圖繪制好后，在3DStudioMax中，將貼圖重新賦給模型，查看效果再進行進一步修改完善，從而達到最佳效果。LNG船舶建模效果見圖5。
展開 基于AQWA的救撈作業(yè)場錨泊分析
如果利用船舶起重機或絞盤進行起重作業(yè)，應(yīng)注重減緩船舶的橫搖；如果進行援潛等水下作業(yè)，應(yīng)注重減緩船舶的橫蕩。
5 結(jié)論
該文基于AQWA軟件對某救撈船作業(yè)場錨泊進行了分析，在風浪流的耦合作用下進行了頻域和時域分析，著重討論了錨泊布場設(shè)置對艦船作業(yè)場的影響，得到如下結(jié)論：1）采用縱向?qū)丝梢詼p緩作業(yè)場的搖蕩。2）錨泊角及纜繩預張力的增加在一定范圍內(nèi)可以顯著增強錨泊作業(yè)場的穩(wěn)定性。3）增加錨泊半徑在一定程度上可以減緩作業(yè)場的橫搖，但是對作業(yè)場的橫蕩不利。
圖6 橫搖角隨錨泊半徑的變化
圖7 橫搖角隨錨泊半徑的變化
參考文獻
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文章來源：中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2023(08)
展開 中國航海日，來看看航運中的液壓技術(shù)
基于變頻技術(shù)的船舶變頻液壓舵機是一種新型液壓調(diào)速系統(tǒng)，由變頻器、普通電機、定量泵、轉(zhuǎn)舵機構(gòu)等構(gòu)成，通過變頻器改變電機的供電頻率改變電機轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)液壓回路流量，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的控制。關(guān)注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、節(jié)能、可靠性高等特點。船舶變頻液壓舵機的智能控制不僅能夠降低舵機系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)的負荷系數(shù)，獲得節(jié)能降噪的效果，而且可以改善舵機機艙的工作環(huán)境，有利于工作人員的身心健康。
自動導航液壓舵機，數(shù)字電路顯示航向舵角，軍品級IC結(jié)構(gòu)，GPS修正航向，使用舒適、省時、省油適用于遠海作業(yè)的漁輪，遠洋貨輪等船舶，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、耐高壓、性能可靠、方便快捷等特點。
2.液壓錨機
目前船舶上使用的錨機一般都組合有絞纜機，除了實現(xiàn)起拋錨外，還需要具有絞纜的功能。液壓錨機能實現(xiàn)無級調(diào)速，并具有體積小、過載能力強、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、操作方便等優(yōu)點，因此在大中型船舶中應(yīng)用十分廣泛。關(guān)注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
3.液壓自動絞纜機
絞纜機屬于船舶上的系泊設(shè)備，在船舶靠碼頭裝卸貨時使用，由于現(xiàn)在機械化程度的提高，導致裝卸貨速度的加快，從而引起船舶吃水的快速變化。為了防止纜繩因為吃水的變化而變得過緊或過松，就要要求值班水手要時刻注意觀察。
按所用動力不同分為電動絞纜機和液壓絞纜機。液壓自動絞纜機可以自動調(diào)整系纜張力，自動完成系纜。
4.液壓艙口蓋
液壓艙口蓋是船舶露天甲板上貨艙開口處的蓋子，常見的有折疊式，側(cè)開式及吊離式。主要用于散貨船和雜貨船，多采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，整個系統(tǒng)包括頂升、鎖緊油缸，油馬達，閥組等。關(guān)注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
目前世界上出現(xiàn)了多種新型的液壓艙口蓋，其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、使用可靠，提高了裝卸作業(yè)的自動化程度。
展開 【CAE案例】通過船只對水面高程的影響分析
除了TELEMAC-3D模塊中可模擬出的水位高程和速度兩種要素值，還可通過與其他模塊的耦合，得到波浪高度，搖擺力，偏航力矩等狀態(tài)數(shù)值，作為船舶動態(tài)系泊模型的輸入數(shù)據(jù)。在open TELEMAC中對25km航道進行模擬，把船只方向、速度、間隔距離、潮汐作用等因素的影響，復現(xiàn)在模型中，可以得到水位、波浪方向、搖擺力、偏航力矩等狀態(tài)數(shù)值，為航道狀態(tài)分析、港口系泊計算提供可信數(shù)據(jù)支撐。
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