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揭秘“雪龙2”的智能库

2018-09-11 11:17来源:中国海洋报

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  在“雪龙2”号上,你不需要房门钥匙,一款腕带式的装置便是你的门卡,且记录了你的身体健康状况等相关信息。除此之外,这款便携装置自带定位系统,可以让人在船上的任何地方找到你。这是“雪龙2”号智能设计的一个小小的缩影。

  9月10日,我国首艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2”号在上海下水。这是一艘以极地水域科学考察为首要任务,兼具一定的极地考察站后勤物资运输能力的“绿色”破冰船。较高的破冰等级和艏艉双向破冰设计,使它满足无限航区要求,具备了全球航行能力。而智能船体、智能机舱、智能实验室的设计,更是为船舶在极区大洋航行和科考提供了安全保障。那么,“雪龙2”号的先进性和智能性都有哪些呢?

“雪龙2”号在船坞静待下水<br>

图片“雪龙2”号在船坞静待下水

  整个船体“全智能”

  在我国的科考船大家庭中,“雪龙2”号是唯一一艘真正意义上的“智能船舶”。它有一套集智能航行、智能能效、智能机舱、智能船体为一体的综合平台,这就相当于船舶的“大脑”,控制着整个船体系统。

  在“雪龙2”号的船体和设备上,共安装设置了7000多个智能感应点,相当于船舶的“神经系统”。它可以对内、对外收集各种信息,丰富数据库并继续“学习”以优化船体功能,也可以使其在复杂的环境中实现自动驾驶。

  新建破冰船建设工程部副总指挥王建忠向记者介绍,船舶智能航行系统主要由两个子系统组成,即恶劣海况航行分析系统及航线优化系统。恶劣海况航行分析系统基于对当前航路航行风险的评估,在超过临界点时采用航线优化功能,选择替代方案,最终交由船员选择航路。

  新船还建有机舱智能化集成平台,可以对主柴油机、发电机、电力推进舱、辅助设备实时监测,分析评估,为船舶操作提供决策建议。

  从建造之初,“雪龙2”号船身上的每一块钢板都有自己的数据档案库。

  “通过这种全船电子归档管理,可以实现船体在设计、建造和营运等全生命周期各阶段数据的融合,为船体全生命周期内的安全和结构维修保养提供辅助决策。”王建忠说,加上智能感应点,能够提前发现船体潜在的安全隐患等问题,实现对冰载荷的反演计算和报警功能。

  极地科考“全天候”

  在南北极区开展调查作业,船舷周围浮冰和固定冰对人员和设备均会造成较大程度的威胁和不便。

  通常情况下,科考队员进行取样调查和布放海水探测器的时候都是站在船边。一旦风浪过大,加上船体摇摆,就会给作业人员和仪器设备带来安全隐患。考察船在极区航行,如果海上的浮冰太多、太厚,取样器甚至到不了水下,科考作业极为不便。

  新船的月池系统改变了这一切。在“雪龙2”号的船艉中部,有一个3米见方、深达底层甲板的“井口”,这就是“月池”。科考仪器设备可以从这里直接入水,即便是100%海冰覆盖的海区也能进行采样作业,极大提升了在极地冰区的作业能力。

  月池系统的建设也是新船建造的重点和技术难点。据了解,国外曾有极地船舶的月池在冰区使用时,出现了较为严重的碎冰积累,导致月池无法正常使用。

  为避免这种情况发生,“雪龙2”号在设计时采用了一种创新模式。王建忠告诉记者,新船的月池底部封盖采用水密形式,在底盖关闭后配合抽水系统和加热防冰、除冰措施,能有效保证新船在极地冰区内正常使用。

  前后双向能破冰

  根据国际船级社协会2006年颁布的《极地级船舶要求》,极地破冰船分为PC1至PC7七个破冰等级。如果将破冰船的破冰等级按照金字塔状划分,我国的老牌破冰船“雪龙”号破冰等级为PC6,而“雪龙2”的破冰等级则达到了PC3,一举迈入金字塔上层。

  作为我国首艘自主建造的破冰船,“雪龙2”号的冰区航行能力远不止这么简单,它采用的是先进的双向破冰新技术,船艏、船艉均可破冰,是世界上第一艘采用双向破冰技术的极地科考船。

  据了解,“雪龙2”号的艏向和艉向能够在1.5米厚层冰加20厘米积雪上,以2节~3节的速度破冰航行,并可在夹杂着多年冰的水域航行。艏向航行具有冲撞破冰的能力,艉向航行能确保在10米~15米海冰脊(含4米堆积层加20厘米的雪层)中不被卡住。

  双向破冰技术使船舶在冰区的操纵性能极大提高,可实现冰区快速掉头、转向,尤其是在冰情复杂、水域狭窄的环境中,极大地增强了船舶的安全性。

  原地立定稳如山

  人们开车时,如果将车熄火,车子就会停在原地。但船不一样,一旦关掉了动力,船舶就会随风和洋流漂移。对于科考船来说,如果在海上可以长时间将船体位置固定,将会大大有助于科学考察。

  我国近些年建造的大洋科考船基本都具备了动力定位功能。船舶可以利用自身动力抵消海风和洋流的影响,从而实现“原地立定”。而老的“雪龙”船由于建造时间早,则没有这种先进的功能。

  记者了解到,传统科考船的动力定位都是一套系统,而“雪龙2”号则配备了两套,技术更为先进。定位时,通过船上的电力推进器、舵、艏艉侧推协调配合,船艏根据海上风向和海水流向选择合适角度,使船体“稳如泰山”。

  动力定位技术,使“雪龙2”号在4级海况下可满足大型科考设备的定位收放要求,在6级风、1.5节流时能满足漂泊调查作业要求。同时,该船还采用被动可控式减摇水舱以改善船的耐波性,提高了新船在极区作业时较常见的小回旋空间、大风浪海况的安全性。(中国海洋报记者 赵宁)

[责编:杨帆]

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