散货船装载方案及过程优化设计.pdf

上海海事大学
硕士学位论文
散货船装载方案及过程优化设计
姓名:陈国权
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:吴善刚;邱文昌
20060701
摘要对于绝大多数的散货运输船舶来说,在散装货物船舶装卸的过程中,装船方案编制者都需要兼顾船舶纵向受力和装船机沿岸来回移动等引起的安全和成本问题。目前还没有一种评判标准来评判各种装载方案的优劣。为了追求某一个目标或几个目标而忽略别的目标都可能影响船舶安全营运和营运成本的增加。因此本文结合散装船舶运输中的实际情况,提出了通过优化装载方案来控制船舶装卸货时船体受力的观点,使船舶在整个装卸货过程中受到的剪力、弯矩对船体强度的损害降到最小,并在此基础上追求减少因为装卸货而造成的装船机沿岸来回移动引起的总累积移动距离的目标,进而改善装载效率。本文首先利用小载荷调整对剪力和弯矩变化量的影响成线性关系的理论,对给定初始状态的船舶纵向受力进行调整,使得船舶所受的剪力和弯矩值能得到优化。在使用现有船舶装载仪的基础上,通过查看其切力、弯矩曲线,在明确待装散货总重量的基础上指导装船方案编制者确定货物装载的位置或者压载水排放的位置。在装货过程中装船方案编制者装货前分析强度分布曲线,确定下一次货物装载的位置或者压载水舱排放的位置,由于此法的不确定性,导致方案的多样性。在散货装载过程中装船方案编制者普遍关心的两个问题为:船舶强度和装船机沿岸移动总距离,其中船舶强度包括剪力和弯矩两个方面。因此问题转化为如何使得船舶在装载过程中受到的剪力和弯矩的值最小和装船机来回移动的距离总和最小。本文采用多目标决策矩阵的理论,根据个人的偏好分别给剪力、弯矩和装船机来回移动距离总和赋权值,根据方案的优劣顺序确定船舶装卸货和压载水排注方案。本文在试验的过程中总是保证船舶的强度、最大吃水、最小吃水、吃水差、稳性等硬性条件符合规范或设备条件的要求,保证了这些方案的可行性。这种综合考虑船舶装卸过程中船舶纵向受力和装船机来回移动总距离的研究使得评价散货船装卸过程是否优劣成为一种可能。在实际生产过程中,装卸货过程都缺少客观的方法来衡量装卸货过程中方案的优劣性。本文正是以此为出发点提出了在改进最终装载方案的基础上对装卸货过程进行综合评价选优。对某艘特定船舶来说,装船方案编制者将船舶装卸过程中的强度和装船机来回移动距离实时备份,并创建船舶装卸历史记录数据库,利用本文提出的方法对各个吃水的装卸方案选优得到相应的最佳方案。这对船舶的使用寿命和码头的作业效率都具有很大的实际意义。上海海事大学硕士学位论文
陈国权煌ㄐ畔⒐こ碳翱刂关键词:散货船船体强度装船机效率多目标决策装载过程选优吴善刚副教授邱文昌教授上海海事大学硕士学位论文
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作者签稠壶掌冢航论文独创性声明论文使用授权声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或者其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了感谢。本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以上网公雍论文的全部和部分内容,可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名:/.~
第一章绪论据统计全球现役大型散装货船大约有艘,肩负着%的世界海洋运输业务,尽管所载货物种类不一,轻重不同,但对散货船来讲都存在一个共同的问题:船舶强度问题。对一些高密度的重质货,如矿砂等,对船舶结构及装载过程提出了更高的要求。如何才能把营运中的风险降至最低,如何才能提高散货船营运的安全系数,保证人、船、货的安全,延长船舶的使用寿命,这有赖于散货船在装卸高密度货及重货过程中的适当处理,将可能产生的过度应力对货舱造成的潜在损伤降至最低,这就提出了散货船在装卸过程中的强度控制问题。近年来随着全球性贸易往来的增加,全球货物运输总量急剧增加。散货船在装运固体散货如煤炭、粮食、水泥、矿砂等方面显示出强大的优势。用散货船舶装运具有装载量大,运输成本低等好处。散货船舶在船舶营运市场中有不可替代的地位,近年来散货船舶都朝着超大型方面发展。一方面船舶吨位的增加大大缩短了装运周期从而减少了运输成本,对客户和船东来说都带来了很大的经济效益和社会效益。但是另一方面由于船舶吨位的急剧增加,尤其对装运高密度的货物来说存在着巨大的安全隐患。无论是在港内装卸货物还是在航行中来说,都增加了船舶安全营运的风险。近年来,由于大型散货装载的不合理而导致船舶倾覆或者断裂后完全灭