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船舶机舱状态监测与安全评估方法的探讨

马红涛  
【摘要】:安全是船舶运输永恒的主题,船舶机舱是船舶的动力中枢——心脏,所以研究船舶机舱的安全性对提高船舶运输的整体安全性有着重要意义。船舶机舱系统结构复杂,故障源多,征兆参数丰富,故障与征兆之间常常不存在简单的对应关系,而是相互影响,关系错综复杂。60年代以来,世界上先进的造船国家都相继开展了船舶机械状态监控和故障诊断的研究,出现了无人值班机舱船舶,但仍存在不足之处,如:只给报警提示或显示参数的实际值,不具备对复杂故障的原因分析并给操作者以直接的提示或建议功能;只监测当前的运行状况,不具备预测设备未来运行可靠性的功能;尽管近年来设备故障诊断技术得到了很大的发展,但真正能成功应用于实船的尚不多见。本论文以船舶机舱为对象,以提高船舶(机舱)营运安全性为目标,来研究船舶机舱的安全控制技术,主要内容如下: 首先,介绍和分析了状态监测、故障诊断和安全评估的研究内容和现状,尤其是在船舶领域的研究近况。系统分析了当前船舶运输的安全现状,指出了进行船舶机舱安全控制技术研究的紧迫性和必要性。 接着,从人、机、环境和管理四大要素组成的人-机系统角度,提出了船舶机舱设备安全分析的新概念,详细分析了船舶机舱人-机系统中“人”子系统和“机”子系统的构成要素。 其次,对近十几年来的国内主要航运企业中的重大船舶机损事故搜集,按设备名称、典型故障、监测参数和后果进行整理、分析和总结;揭示了船舶机损事故中人、机、环境和管理之间的内在联系:以我院的轮机模拟器SMSC-2000参照,把船舶机舱各设备划分为8大系统,确定了标注有监测参数的各系统简图,并运用信息融合和故障诊断技术对机舱重要设备的运行状态进行监测,建立起机舱设备的运行监测系统。 再次,提出了以人、机、环境和管理四大安全要素为评估指标,给出了四者间的权重系数计算方法,提出了线性加权综合模型来最终对机舱设备进行安全评估,得出安全等级,指导船舶管理人员进行管理。 最后用Visual Basic语言研发了一套包括机舱设备状态监测与安全评估模块、船舶应急事件处理模块、船舶机舱设备维修管理模块及船舶设备备件管理清单模块的软件系统。总而言之,将这些任务功能模块化和软件化,既方便了实船使用,又可以做为船员或航运院校的辅助教学软件。 本论文还搜集得出了机舱设备监测参数与典型故障间的关系数据库,但 尚不是很丰富,机舱设备各系统选择标出的监测参数可能不是很准确和全 面,所以没有在本论文中反映出来。当然由于时间关系,安全评估本身的主 观性因素较大,所有这些内容很难在短时间内非常完善,需要一定时间的努 力,特别是在该系统的船舶实用化方面。


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