使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對船員進行教育培訓(xùn)更具靈活性且成本更低,因而各種航海仿真系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于船舶實操訓(xùn)練中。目前,國內(nèi)各航海院校對船員進行靠離泊和錨泊（以下簡稱為系泊）操縱培訓(xùn)主要采用理論教學(xué)的方式,很少有真實的系泊設(shè)備供船員實踐操作。此外,關(guān)于船舶系泊操縱的評估缺少統(tǒng)一的評估規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),無法對船員的操作水平給出科學(xué)合理的評估。為此,本文對船舶系泊操縱時的運動學(xué)及動力學(xué)模型、系泊操縱過程的可視化仿真方法以及船舶系泊操縱仿真評估三個方面進行研究。采用分離型建模思想,建立了船舶六自由度操縱運動數(shù)學(xué)模型,該模型充分考慮了螺旋槳推進器多象限工況及風(fēng)、流等環(huán)境影響,以校實習(xí)船“育鵬”輪為研究對象進行旋回試驗、Z形試驗和慣性停船試驗,通過將仿真結(jié)果與實船試驗結(jié)果的對比,表明所建立的模型滿足船舶系泊操縱仿真的精度要求。針對船舶系泊操縱中靠離泊操縱和錨泊操縱的不同特點,分別就纜繩和錨鏈提出了基于懸鏈線法的靜力學(xué)模型和基于集中質(zhì)量法的動力學(xué)模型。在船舶靠離泊操縱過程中,分別對滿足胡克定律和不滿足胡克定律兩種情況下的纜繩張力進行計算,分析了纜繩在靠離泊作業(yè)時的張力大小。在船舶錨泊操縱過程中,將錨鏈準(zhǔn)靜態(tài)法得到... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１船舶系泊的主要方式??

備問題導(dǎo)致的事故，給全球最大國際海??運保賠協(xié)會一一英國聯(lián)合王國保賠協(xié)會（ＵＫ?Ｐ＆Ｉ）造成的損失超過３４００萬美元。其中許??多事故發(fā)生在操作纜繩的過程中，其中纜繩斷裂事故占比５３％，纜繩彈／滑出絞纜筒／系??纜柱的事故占比４２％，而因設(shè)備故障造成的事故僅占５°／。。在纜繩未斷裂的情況下進行??靠離泊作業(yè)，船員有時也會被纜繩纏住或卡在絞纜筒上。纜繩斷裂事故通常發(fā)生在靠離??碼頭、拖輪作業(yè)和傍靠他船作業(yè)期間，設(shè)備故障、誤用、浪損及天氣因素對靠離泊操縱??也有影響，靠離泊事故統(tǒng)計分析如圖１．２所示。雖然靠離泊作業(yè)在船舶人身傷亡事故原??因中僅排第７位，但靠離泊事故索賠金額卻高居第３位［３］。??設(shè)備故障５％??被未斷裂纜，／鋼纜擊中——?＊?被斷裂纜繩／鋼纜擊中??被纜繩／鋼索?ｙ／未斷裂?斷裂＼浪彳貝傍靠他船作業(yè)??纏住２０％＼＾＿?’?設(shè)備誤用故、．??纜繩滑天氣原因：、??■?ｉｏ％?”??２〇＂，．響’?－般靠離??—般靠離泊作業(yè)１３％?喝丨丨丨＿１■’丨丨?泊作業(yè)??６０％?５８％??圖１．２靠離泊事故分析??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｅｒｔｈｉｎｇ?ａｎｄ?ｕｎｂｅｒｔｈｉｎｇ?ａｃｃｉｄｅｎｔ??就船舶錨泊操縱而言，２０１６年３月，ＤＮＶ－ＧＬ船級社、Ｇａｒｄ保賠協(xié)會以及瑞典保??賠協(xié)會就船舶丟錨事故做了具體統(tǒng)計并聯(lián)合發(fā)布了一份報告Ｗ。報告指出，在過去幾年??里，Ｇａｒｄ保賠協(xié)會承保的船舶中，每２００艘船中就有一艘涉及船錨索賠，每１〇〇〇艘船??舶每年平均會發(fā)生６－１０起丟錨事件，由丟錨所產(chǎn)生的索賠位列５大索賠原因之一，每??１０００艘船的丟錨事故統(tǒng)計如圖１．３

圖１．３每１０００艘船描丟失統(tǒng)計??Ｆｉｇ．?１．３?Ｌｏｓｓ?ａｎｃｈｏｒｓ?ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ?ｐｅｒ?１０００?ｓｈｉｐｓ??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]三維船舶輪機虛擬實驗室的設(shè)計和實現(xiàn)[J]. 張勇亮,張均東,張志政.  計算機應(yīng)用與軟件. 2019(01)
[2]大型船舶退拋法拋錨作業(yè)運動仿真研究[J]. 于匯源,蔡烽.  艦船電子工程. 2018(11)
[3]“育鵬”輪操縱性參數(shù)預(yù)報[J]. 楊柏丞,李江,馬建斌,宋偉亞.  江蘇科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(06)
[4]基于操控行為和A*算法的船舶人員疏散仿真[J]. 郭磊,任鴻翔,朱耀輝.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[5]綜合評價指標(biāo)體系的設(shè)計原則與構(gòu)建流程[J]. 彭張林,張愛萍,王素鳳,白羽.  科研管理. 2017(S1)
[6]大型船舶的非線性Norrbin數(shù)學(xué)模型改進[J]. 張顯庫,楊光平.  中國航海. 2016(03)
[7]多自由度串聯(lián)機器人的高效率反向動力學(xué)建模方法[J]. 申浩宇,吳洪濤,陳柏.  中國機械工程. 2016(01)
[8]基于專家系統(tǒng)的船舶訓(xùn)練模擬器考核評估算法[J]. 胡錦暉,胡大斌,何其偉.  中國航海. 2015(04)
[9]基于模糊綜合評判的輪機模擬器智能評估系統(tǒng)[J]. 曹輝,馬玉鑫,賈寶柱.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2015(01)
[10]浮體與系泊系統(tǒng)的耦合動力分析[J]. 劉文璽,周其斗,張緯康,紀剛.  船舶力學(xué). 2014(08)

博士論文
[1]船舶操縱避碰智能評估模型[D]. 王德龍.大連海事大學(xué) 2018
[2]深海浮式結(jié)構(gòu)物與其系泊纜索的耦合動力分析[D]. 王興剛.大連理工大學(xué) 2011
[3]深海浮式結(jié)構(gòu)物系泊系統(tǒng)的非線性時域分析[D]. 袁夢.上海交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]“育鵬”輪水動力計算及運動仿真[D]. 苑洋.大連海事大學(xué) 2019
[2]船舶系離泊操縱中纜繩作業(yè)過程的仿真[D]. 趙士濤.大連海事大學(xué) 2013
[3]航海模擬器中纜繩作業(yè)的仿真研究[D]. 吳長林.大連海事大學(xué) 2012
[4]單點系泊系統(tǒng)的動力學(xué)研究[D]. 王磊.中國海洋大學(xué) 2012
[5]深海系泊浮體的耦合分析及錨系的動力特性研究[D]. 鄭成榮.上海交通大學(xué) 2012
[6]航海模擬器視景中纜繩的繪制[D]. 劉鑫.大連海事大學(xué) 2011
[7]水下纜索動力學(xué)分析及其在水下機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 霍存鋒.上海交通大學(xué) 2011
[8]深海半潛式平臺多點系泊系統(tǒng)動力特性分析[D]. 李志海.中國石油大學(xué) 2010
[9]多剛體動力學(xué)在纜索動力分析中的應(yīng)用[D]. 趙陽.上海交通大學(xué) 2010
[10]半潛式平臺系泊系統(tǒng)型式及其動力特性研究[D]. 童波.上海交通大學(xué) 2009



本文編號：3210518