基于MFC的船舶压载水调拨自动控制系统研究

王嘉宇　王永顺　夏大勇

摘要：通过对某型船舶在不同情况下横倾和纵倾进行分析，根据压载水调拨智能控制算法，设计出一种船舶压载水自动控制系统软件，用于改进传统的压载水人工控制方式，也可用于船员的模拟控制训练。

关键词：船舶；压载水；调拨；控制系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：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

某型船舶主要用于输送登陆人员、车辆、火炮及坦克等武器装备，也可以对无码头设施的岛屿进行淡水补给和物资运送。该船舶在登、退陆过程中船舱内人员、货物的变化将导致船的平衡状态改变，发生倾斜；另外，在航行过程中随着艇上燃油、食物、淡水等物品的消耗，也会导致船体发生倾斜。船舶发生倾斜后若不及时进行调整，将会严重影响航行的安全。这就需要通过人工控制压载泵及时从压载水舱调拨分配压载水以平衡船体[1-2]。然而，通过人工方式调驳压载水会使船的平衡性好坏完全取决于船员的经验判断和操作技能，一旦船员经验不足或是判断失误就会对船舶的操作造成不利影响。为了更好地实现船舶压载水的控制，避免人为因素的干扰和影响，提高船艇的平衡性能，需要研制一套船艇压载水自动调拨控制系统。同时，通过该系统也可以对船员进行模拟训练，快速提高船员对压载水系统控制的熟练程度。

2 船舶压载水控制系统

本文设计的船舶压载水自动控制系统主要由船舶浮态自动控制平台、单向压载水泵、四个相互独立的压载水舱、液位传感器、倾角传感器、气动遥控蝶阀、流量计、系统管路、外围显示硬件系统等组成（图1） 。通过控制不同的气动遥控蝶阀的开关，通过压载水泵可以实现在不同的压载舱之间调驳压载水、对不同的压载舱进行注排水等操作。

3.1 船舶压载水调拨原则

船舶在大风浪中航行时，其纵倾、横倾传感器及相关液位传感器将受到风浪的很大干扰。结合实船所担负的任务特点，船舶在航行中一般不对其浮态进行调整[3]。该文主要研究在相对静止或较小风浪情况下的浮态调整，因此，通过程序设计对传感器采样得到数据进行处理后可以忽略风浪对浮态数据采集的影响。当采取压载水系统调整浮态时，必须要保持船舶的初稳性。基本调整原则为：以最少的液体载荷变动来满足要求；纵倾、横倾有序调整；尽量减少压载量，优先序为反向调驳压载水、排出压载水、加注压载水等[4-6]。

4 总结

本文所设计的船舶压载水自动控制系统可以用于对船员进行操控模拟训练，提高船员对压载水调拨控制的熟练程度。也可以结合一定的硬件条件，移植至船舶的计算机控制平台，对船舶的压载水调拨实现自动控制。

参考文献：

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[2] 张鑫，姚寿广，肖民.船舶压载水系统仿真模型研究[J].华东船舶工业学院院报，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.

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[6] 程虹，李炜，杨屹.舰船浮态调整系统研究[J].中国造船，2001，42（1）：75-79.

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