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散货船装载方案及过程优化设计

作　者: 陈国权
导　师: 吴善刚；邱文昌
学　校: 上海海事大学
专　业: 交通信息工程及控制
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
分类号: U695.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 253次
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内容摘要

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Mxmacs3—Seabulk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。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题的提出  9-10
  1.2 国内外散货配载研究的现状  10-13
  1.3 散货配载系统概述  13
  1.4 本文的篇章结构  13-15
第二章散货船运输安全现状  15-20
  2.1 散货船运输的发展概况和趋势  15
  2.2 散货船的装载方式  15-16
  2.3 散货船的装运特点  16-17
  2.4 散货船运输的安全问题  17-20
    2.4.1 散货船事故及原因  17-18
    2.4.2 散货船装卸操作中存在的问题  18-20
第三章使用装船计算机合理分布载荷重量的理论研究和改善船舶纵向船舶受力的方法  20-28
  3.1 改善船舶切力沿船长分布状况的方法  20-22
  3.2 改善船舶弯矩沿船长分布状况的方法  22-23
  3.3 利用小载荷调整改善船舶纵向强度的研究  23-25
    3.3.1 少量载荷变动对各计算剖面切力、弯矩的影响  23-24
    3.3.2 载荷调整处的确定  24-25
  3.4 重量载荷调整的程序实现  25-28
第四章基于 Mxmacs3-seabulk装载软件的散货船装载过程优化  28-70
  4.1 Mxmacs3-seabulk装载软件介绍  28-30
    4.1.1 基本情况的介绍  28
    4.1.2 试验环境(Mxmacs3-seabulk)的介绍  28-30
  4.2 Mxmacs3-seabulk软件的特点  30-36
    4.2.1 Mxmacs3-seabulk的功能  30-33
    4.2.2 对使用该软件的自动装载功能的说明  33-34
    4.2.3 Mxmacs3-seabulk软件存在的局限性以及改进的可能性  34-36
  4.3 基于 Mxmacs3-seabulk装船软件的散货装载过程的优化  36-37
    4.3.1 装载工况的基本假设  36-37
  4.4 试验数据的获得  37-44
    4.4.1 试验数据的合理行可靠性分析的理论依据  37-38
    4.4.2 试验步骤说明  38-44
  4.5 装载过程中优化的综合评价  44-50
    4.5.1 装载过程船体受力优化问题  44-47
    4.5.2 装船机移动优化问题  47-48
    4.5.3 对安全和效率问题综合评价  48-49
    4.5.4 多目标决策理论  49-50
  4.6 试验结果  50-60
    4.6.1 试验数据一栏表  50-60
  4.7 对卸载问题的探讨  60-66
    4.7.1 有一台卸船设备的情况  60-61
    4.7.2 有两台卸船设备的情况  61-66
  4.8 程序实现  66-69
  4.9 小结  69-70
第五章结束语  70-72
硕士期间发表的论文  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-75

散货船装载方案及过程优化设计

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