内河船体结构智能审图系统初步研究

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随着船舶事业的飞速发展,科学技术的不断进步,市场经济体制的逐步完善,内河航运需求势头日趋迅猛,内河货运船越来越引起人们的重视。随之而来的就是内河船舶的大量制造,这给船舶检验部门带来了严峻的考验。内河船舶主要是依据船舶入级与建造规范进行设计和建造的,规范要求条目繁琐,计算量庞杂,并且结构计算说明书也需要进行整理输出,由于内河船舶其结构复杂,对结构的合理性判断也是一个难题,为审图工作带来了麻烦。为了节省海事部门的审图时间,同时也为船东创造更好的经济效益,本文研究了内河船体结构智能审图系统。 船体结构智能审图系统可分为对船体结构的规范审查和合理性审查两个部分。本文通过调研并结合内河船舶的实际情况,针对船体结构用钢种类繁多的情况,也为了在软件中实现快速输入船体结构构件,本文运用SQL作为数据库开发工具,依次建立了钢板数据库、等边角钢数据库、不等边角钢数据库、L型钢数据库等,数据库中记录了相关型材的数据信息,可以通过软件计算出其对应的剖面要素,为系统的运行提供了后台基础。 船体结构的规范审查是船体结构智能审图系统的重要组成部分,也是船体结构合理性审查的基础,船体结构的规范审查是依据《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)进行设计的。利用VB进行编程,软件分别计算出规范对构件的要求值和构件的实际剖面要素,通过比较构件的剖面要素和规范的要求值,得到满足规范的船体结构构件组合。软件根据船体的不同部分依据型材的类型不同进行分类,依次按照规范条款的要求对船舶底部、舷侧、甲板和其他结构部分进行板材、标准型材和组合型材的规范校核进行了可视化编程。同时,为了便于用户查询规范,软件中设置了规范查询功能。 船体结构合理性审查主要依据对有关专家经验的总结和现有的船舶资料分析,运用模糊神经网络原理对船体结构构件的合理性做出综合评判。通过专家对样本船的评判打分,创建神经网络训练样本,根据不同的构件类型确定网络的输入,网络的输出均为对构件的满意度,通过训练得出对应的模糊神经网络,并把训练结果存储在网络中。对新船的船体结构构件的评判可以通过输入新船的对应数据,经过神经网络的训练学习得出评判结果,用户可以根据结果确定结构的合理性。船体结构构件复杂多样,不仅对每个构件要进行合理性判断,还要对各个构件组成的整个船体结构的合理性做出判断,并且不同的构件(如板材和组合型材),其评判标准不一样,这是个相当庞大的工程,本文仅以内河小型散货船船体结构中的板材的外板和型材中的甲板横梁为例说明模糊神经网络在船体结构审图中的运用过程。 规范审查和合理性审查的结果通过word文本输出给用户,该功能是借助Word的VBA软件,将判断合理的结构自动生成结构规范计算书。在本软件中,已经预先按照规范的条款编制了标准的结构计算说明书模板。在Visual Basic环境中,应用ActiveX技术和VBA对 Microsoft Word、应用对象访问的功能,通过对不同类型模板文件的操作,软件可自动生成并输出船体外板、甲板、底部、舷侧、舱壁等船体各个部分的结构计算说明书;最后将各部分说明书整体合并生成完整的结构设计计算说明书。 通过对内河船体结构智能审图系统的研究和探索,并对船舶建造规范和综合评判方法的分析运用,本文以内河小型散货船为例得到了基于CCS规范的内河船体结构审图软件。其界面清晰,可操作性强,方便易用,不仅免去依据船舶规范进行船舶结构设计时繁琐的手工计算,还初步解决了船体结构合理性难以确定的难点,显著提高了船舶结构设计和审查的效率,有较强的实用价值。
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