本文關鍵詞：船舶油水分離器運行狀態(tài)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著航運在國際貿易中發(fā)揮的作用愈加明顯，船舶數(shù)量和噸位在不斷增加，船舶防污染也日益受到人們的重視。船舶在營運過程中會產生含油污水，艙底水是船舶含油污水的主要來源。通常，營運船舶會使用油水分離器來處理艙底水，處理后的艙底水達到排放標準后在合法區(qū)域排出舷外。經過調研與查閱相關資料發(fā)現(xiàn)，當前艙底水不經過油水分離器處理而直接排放的行為時有發(fā)生，如不對其進行有效監(jiān)管，會對海洋和內河環(huán)境造成嚴重污染。因此，研究一套能有效監(jiān)管艙底水排放行為的油水分離器遠程監(jiān)控系統(tǒng)，具有十分重要的理論意義和實用價值。 本文提出了一套船舶油水分離器運行狀態(tài)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能有效提升海事部門對船舶油水分離器監(jiān)管的智能化和信息化水平。本文主要研究內容如下： 1）提出了一套油水分離器遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計方案。在對系統(tǒng)需求進行分析的基礎上，提出了系統(tǒng)總體設計框架，并具體設計了油水分離器船載監(jiān)控終端、信息傳輸和遠程信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。 2）設計并實現(xiàn)了一套油水分離器船載監(jiān)控終端。在對船載監(jiān)控終端進行需求分析的基礎上，完成了終端電路的設計，具體包括單片機最小系統(tǒng)、采集單元、存儲單元、通信單元、隔離模塊、顯示模塊和GPS模塊電路的設計；同時詳細論述了終端程序的實現(xiàn)過程，包括A/D數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)、SD卡存儲、LCD顯示、GPS解析和歷史數(shù)據(jù)計算與存儲等。 3）提出了一套基于AIS的信息傳輸協(xié)議。通過分析比較各種傳輸方式后，選擇了AIS（automatic identification，船載自動識別系統(tǒng)）作為本系統(tǒng)通信手段，，在此基礎上并制定了一套完整且符合NEMA0183規(guī)范的信息通信協(xié)議。 4）設計并實現(xiàn)了一套油水分離器遠程信息管理系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)功能需求，完成了系統(tǒng)界面設計、數(shù)據(jù)庫設計等，實現(xiàn)了靜態(tài)信息顯示、實時監(jiān)控與報警、歷史數(shù)據(jù)查詢和交互信息顯示及查詢等功能。 5）提出了一套油水分離器運行狀況評判算法。該算法主要包括污油量計算、每12h油水分離器使用情況計算和油水分離器故障報警識別，是判斷是否有偷排行為的主要依據(jù)。 6）完成了系統(tǒng)測試。在實驗室環(huán)境下對系統(tǒng)進行船載監(jiān)控終端性能測試、遠程信息管理系統(tǒng)性能測試和通信可靠性測試。測試結果表明，系統(tǒng)能較好完成預先設定的研究目標。 本文通過上述研究實現(xiàn)了船舶油水分離器運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控，提高了對艙底水違規(guī)排放行為的監(jiān)管力度和效率。本文在一定程度上推動了船舶信息化、海事管理信息化的發(fā)展。
【關鍵詞】：船舶防污染 油水分離器 船岸通信 AIS
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.91
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 艙底水排放標準及相關技術要求12-13
• 1.2.2 艙底水排放現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 油水分離器監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 當前研究中存在的不足16-17
• 1.3 研究內容與論文結構17-20
• 1.3.1 課題來源與研究內容17-18
• 1.3.2 論文主要結構18-20
• 第2章 油水分離器遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計20-38
• 2.1 系統(tǒng)需求分析20-26
• 2.1.1 船載監(jiān)控終端需求分析21-23
• 2.1.2 傳輸方案選擇23-24
• 2.1.3 遠程信息管理系統(tǒng)需求分析24-26
• 2.2 系統(tǒng)總體架構設計26-27
• 2.3 AIS 通信方案實現(xiàn)27-30
• 2.4 通信協(xié)議制定30-34
• 2.4.1 油水分離器啟閉情況報文協(xié)議31-33
• 2.4.2 實時數(shù)據(jù)報文協(xié)議33
• 2.4.3 油水分離器歷史排油情況報文協(xié)議33-34
• 2.4.4 油水分離器自定義消息報文協(xié)議34
• 2.5 油水分離器運行狀況評判算法設計34-37
• 2.6 本章小結37-38
• 第3章 油水分離器監(jiān)控終端設計38-59
• 3.1 終端整體設計38-39
• 3.2 終端電路設計39-48
• 3.2.1 最小系統(tǒng)39-40
• 3.2.2 傳感器采集單元40-44
• 3.2.3 存儲單元44-45
• 3.2.4 通訊單元45-46
• 3.2.5 隔離模塊46-47
• 3.2.6 顯示模塊47
• 3.2.7 GPS 模塊47-48
• 3.3 終端程序實現(xiàn)48-58
• 3.3.1 A/D 數(shù)據(jù)讀取48-52
• 3.3.2 數(shù)據(jù)通信52-53
• 3.3.3 SD 卡存儲53-54
• 3.3.4 LCD 顯示54-55
• 3.3.5 GPS 解析55-57
• 3.3.6 歷史數(shù)據(jù)計算與存儲57-58
• 3.4 本章小結58-59
• 第4章 油水分離器遠程信息管理系統(tǒng)設計59-68
• 4.1 系統(tǒng)總體結構59-60
• 4.2 系統(tǒng)功能模塊設計60-65
• 4.2.1 靜態(tài)信息顯示60-61
• 4.2.2 實時監(jiān)控與報警61-63
• 4.2.3 實時數(shù)據(jù)歷史查詢63
• 4.2.4 歷史使用情況查詢63-64
• 4.2.5 交互信息發(fā)送及查詢64-65
• 4.3 數(shù)據(jù)庫設計65-67
• 4.3.1 數(shù)據(jù)庫表設計65-67
• 4.3.2 數(shù)據(jù)庫操作67
• 4.4 本章小結67-68
• 第5章 系統(tǒng)測試68-76
• 5.1 測試仿真平臺介紹68-71
• 5.2 系統(tǒng)測試71-75
• 5.2.1 船載監(jiān)控終端性能測試71-72
• 5.2.2 遠程信息管理系統(tǒng)性能測試72
• 5.2.3 通信可靠性測試72-75
• 5.3 測試結果分析75
• 5.4 本章小結75-76
• 第6章 總結與展望76-78
• 6.1 總結76-77
• 6.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-82
• 攻讀學位期間獲得與學位論文相關的科研成果82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉銳;;船舶油水分離器結構設計[J];交通節(jié)能與環(huán)保;2009年04期

2 蔣艷敏;朱鳴鶴;鄭道昌;;船舶污水處理技術研究進展[J];寧波大學學報(理工版);2011年04期

3 馬楓;初秀民;嚴新平;;AIS基站短消息特性[J];交通運輸工程學報;2012年06期

4 李紅安;;提高船舶油水分離器使用效果 減少海洋污染[J];世界海運;2010年02期

5 吳青;崔建平;馬楓;初秀民;;基于奧村模型的內河AIS基站監(jiān)測范圍研究[J];武漢理工大學學報(信息與管理工程版);2011年01期

6 林洪貴;李寒林;蔡振雄;;船舶艙底水分離器使用的自動記錄與監(jiān)控系統(tǒng)設計[J];船海工程;2008年06期

7 鮑志豪;;船舶違章排放艙底水的事故樹分析[J];船海工程;2010年02期

8 陳一奇;尹奇志;初秀民;;基于AIS的艙底水排放監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J];船海工程;2010年05期

9 何治斌;張均東;林葉錦;曾鴻;嚴浪濤;;國內外輪機模擬器的發(fā)展及對比研究[J];造船技術;2007年01期

10 胡強生;機艙艙底污水處理中存在的問題及改進措施[J];中國修船;2005年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 尹奇志;內河水面溢油在線監(jiān)測方法研究[D];武漢理工大學;2011年

2 馬楓;內河AIS通訊鏈路可靠性分析與技術研究[D];武漢理工大學;2013年

本文編號：776274