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养殖工船系统构建与总体技术探讨崔铭超;金娇辉;黄温赟【摘要】随着社会经济发展,开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势.养殖工船是发展深远海养殖工程的核心装备之一,深入研究养殖工船,大力发展深远海养殖,具有较高的经济价值和社会价值.该文从装备技术发展面临的问题出发,以动力系统、系泊系统、养殖系统、物流系统及加工系统的总布置为基础,兼顾安全性、经济性及环保性,将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起,初步探讨了构建深远海养殖工船系统和总体技术框架.提出了重点关注和研究的技术方向,以期实现船舶和养殖行业的联合技术攻关,早日形成产业指南和设计规程,指导后续养殖工船设计.结合中国强大的船舶海工制造能力,完成养殖工船的批量建设,实现未来规模化深远海养殖.【期刊名称】《渔业现代化》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】6页(P61-66)【关键词】养殖工船;总布置;经济性;安全性;环保性【作者】崔铭超;金娇辉;黄温赟【作者单位】中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,农业农村部远洋渔船与装备重点实验室,上海 200092;青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程联合实验室,山东青岛,266237;中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,农业农村部远洋渔船与装备重点实验室,上海 200092;青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程联合实验室,山东青岛,266237;中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,农业农村部远洋渔船与装备重点实验室,上海 200092;青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程联合实验室,山东青岛,266237【正文语种】中文【中图分类】S969随着社会经济发展，优质水产品需求日益增长，据估计，到2030年世界将有2 000万 t的水产品缺口需要弥补[1]。
中国近海渔业资源日益枯竭，淡水及近海养殖环境日趋恶化，水体污染及养殖空间受限，发展深远海养殖，拓展现代化“深蓝”养殖新空间，开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势[2-5]。
汽修专业中的故障定位与修复流程详解随着汽车的普及和使用，汽修行业也越来越受到人们的重视。
无论是修理厂还是个人车主，都需要了解汽车故障定位与修复的流程，以便能够快速准确地解决各种故障。
下面将详细介绍汽修专业中的故障定位与修复流程。
一、故障定位1. 接收车辆- 获得车主的故障描述和基本信息，如车型、行驶里程、车龄等。
- 确认故障类型，如发动机、电气、底盘等。
2. 外观检查- 仔细观察车辆外观，检查是否有明显的损坏或破损。
- 检查车辆的液位，如机油、冷却液等。
3. 诊断仪检测- 连接汽车诊断仪，读取车辆故障码。
- 根据故障码分析故障原因。
4. 试车检查- 启动车辆，观察车辆运行状况和发出的异常声音。
- 检查车辆的仪表盘指示灯，如引擎故障灯、警示灯等。
5. 仪器检测- 使用仪器检测车辆电路、传感器、喷油嘴等部件的工作状态。
- 根据检测结果确定故障位置。
二、故障修复1. 确定修复方案- 根据故障定位结果，确定修复方案，如更换部件、修复电路等。
- 需要参考厂家的技术手册和维修手册。
2. 准备工具和材料- 准备必要的工具和材料，如扳手、螺丝刀、电源线、焊锡等。
- 确保工具和材料的质量和操作的安全性。
3. 拆卸故障部件- 根据修复方案，拆卸故障部件，如电池、传感器、发动机等。
- 小心操作，避免对其他部件造成损坏。
4. 安装新部件或修复旧部件- 根据修复方案，将新部件安装到车辆上，或修复旧部件。
- 检查部件的连接和固定情况，确保安全可靠。
5. 组装车辆- 完成部件修复或更换后，将车辆重新组装。
- 检查车辆各部件的连接和固定情况，确保没有遗漏。
6. 试车验证- 启动发动机，观察车辆运行状况和发出的声音。
- 检查车辆的仪表盘指示灯，确保无故障。
7. 故障记录和反馈- 记录修复过程和结果，包括所用时间、材料和工具等。
- 将修复结果反馈给车主，并提供相关维护建议。
三、注意事项1. 安全第一- 在进行故障定位和修复时，要确保自己的安全和周围环境的安全。
动力定位(D P)系统简介动力定位(DP)系统简介作者：王卫卫来源：《广东造船》2014年第01期摘要：随着海洋工程项目的蓬勃发展，动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。
本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍，希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。
关键词：DP；入级符号；特点；工作原理中图分类号：P751文献标识码：AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统（Dynamic Positioning System）简称DP系统，是从上个世纪70年代逐渐发展起来的，并逐步由浅水海域向深水海域发展，应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。
随着船舶自动化程度越来越高，DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高，而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。
动力定位的名词解释动力定位是一种技术手段，通过使用推进系统组合和姿态控制系统，使船舶、深潜器或无人潜水器能够在海洋中精确地定位并保持合适的位置。
它是一项关键的海洋工程技术，广泛应用在海洋科研、海洋石油勘探、海底管道铺设、海底救援等领域，为人类在海洋环境中开展各种活动提供了重要的支持。
一、动力定位的基本原理动力定位的基本原理是通过利用船舶或潜水器上的推进系统和姿态控制系统，根据外部环境的变化实时调整，以保持船舶或潜水器的位置和方向稳定。
推进系统能控制船舶或潜水器的位置和运动速度，常用的推进系统包括船舶的推进螺旋桨和潜水器的水动力推进器。
当环境变化导致船舶或潜水器偏离目标位置时，推进系统会相应地调整船舶或潜水器的推进力，使其回到目标位置。
姿态控制系统用于控制船舶或潜水器的姿态，包括船舶的舵机和潜水器的姿态控制锚。
当环境变化导致船舶或潜水器产生偏航、横倾或纵倾等姿态变化时，姿态控制系统会相应地通过调整舵角或改变锚点位置来保持船舶或潜水器的稳定姿态。
二、动力定位的关键技术1. 定位系统动力定位依赖于先进的定位系统来获取船舶或潜水器的当前位置信息。
常用的定位系统包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、声纳测距系统和激光测距系统等。
借助这些系统，船舶或潜水器可以获取准确的位置信息，并通过与目标位置进行比对，实现精确的定位和控制。
2. 船舶或潜水器的动力系统动力定位需要可靠、高效的动力系统来提供推进力。
船舶常使用内燃机、电动机或涡轮机等推进设备，而潜水器则通常采用水动力推进器。
这些动力系统能够根据实时的环境变化，精确地调整推进力，使船舶或潜水器能够保持目标位置的稳定性。
3. 自适应控制算法自适应控制算法是动力定位的核心技术之一。
通过传感器监测环境变化和目标位置信息，控制算法可以实时调整推进系统和姿态控制系统，以实现船舶或潜水器的精确定位。
自适应控制算法能够根据环境的复杂性和实时需求，快速响应并调整系统参数，以适应不同情况下的定位需求。
车辆动力系统故障排查与修复车辆的动力系统是保证车辆正常运行的核心部件，一旦出现故障将严重影响车辆性能和安全。
本文将介绍车辆动力系统故障的排查与修复方法，帮助车主们解决动力系统故障的问题。
1. 故障检测与诊断车辆动力系统故障可能源于多个方面，包括发动机、传动系统、燃油系统等。
在排查故障之前，首先需要使用诊断仪器进行故障检测，以确定具体故障位置。
诊断仪器能够读取车辆的故障码，根据故障码来定位故障原因，大大提高了故障排查的效率。
同时，根据车辆厂家提供的技术手册，结合实际情况对动力系统进行全面检测，以确保准确诊断故障。
2. 发动机故障排查与修复发动机是车辆动力系统的关键部件，常见的故障包括点火系统故障、供油系统问题、曲轴传动系统故障等。
在排查发动机故障时，可以先检查点火系统，确保点火正常；然后检查供油系统，包括喷油嘴、燃油泵等部件是否工作正常；最后检查曲轴传动系统，查看皮带是否损坏或者松弛。
根据具体情况进行相应的修复，如更换故障部件、调整点火时机等。
3. 传动系统故障排查与修复传动系统故障可能导致车辆的换挡不顺畅、卡顿等问题，常见的故障包括离合器故障、变速器问题等。
在排查传动系统故障时，可以首先检查离合器，确保离合器片没有磨损、有足够的离合间隙；然后检查变速器油是否充足，并进行必要的更换；最后检查传动轴和传动链条，确保没有松动或磨损。
根据检查结果进行相应的修复，如更换离合器片、更换变速器油等。
4. 燃油系统故障排查与修复燃油系统的故障可能导致车辆动力不足、油耗增加等问题，常见的故障包括燃油泄漏、供油不足等。
在排查燃油系统故障时，可以首先检查燃油系统是否有泄漏，包括燃油管路、喷油嘴等部件；然后检查燃油滤清器是否需要更换；最后检查燃油泵的工作情况。
根据检查结果进行相应的修复，如更换泄漏部件、更换燃油滤清器等。
总结：车辆的动力系统故障排查与修复需要综合运用故障检测与诊断技术、技术手册的指导和实际操作经验。
当出现动力系统故障时，车主们可以根据本文提供的排查与修复方法进行自我判断和修复，但对于更复杂或无法解决的故障，建议寻求专业汽车维修人员的帮助。
动力定位系统的可靠性与安全性分析动力定位系统(DP系统)是一种海洋船舶定位和控制系统，可以实现船舶在风浪很大或海流很快的情况下保持稳定位置的功能。
它通过利用船上的动力装置来产生足够的推力，以抵消外部环境的影响，从而使船舶能够保持所需位置和航向。
然而，由于海洋环境的复杂性，以及DP系统所涉及的技术和性能要求的复杂性，DP系统的可靠性和安全性的分析变得至关重要。
首先，我们需要了解DP系统的可靠性分析。
可靠性分析主要关注系统在规定环境下是否能够按照设计要求正常运行的能力。
为了评估DP系统的可靠性，我们需要考虑以下几个方面。
首先，关键设备的可靠性。
DP系统的核心设备包括动力装置、推进器、传感器和计算机控制系统等。
这些设备的故障可能导致DP系统失效，因此我们需要评估每个设备的可靠性指标，如平均无故障时间(MTTF)和平均修复时间(MTTR)，以确定系统的整体可靠性。
其次，环境因素的影响。
海洋环境的复杂性使得DP系统更容易受到外部因素的影响。
例如，强风、大浪和海流等环境条件可能导致动力定位系统失效或不稳定。
因此，我们需要分析这些环境因素的频率和强度，以评估DP系统在不同环境条件下的可靠性。
另外，人为因素的考虑也很重要。
操作员的错误或失误可能导致DP系统操作不当或设备故障。
为了提高系统的可靠性，我们需要对操作人员的培训和监控进行适当的管理。
在可靠性分析之后，我们需要关注DP系统的安全性。
安全性分析主要关注系统在受到攻击、故障或人为失误等情况下是否能够保证船舶和人员的安全。
为了分析DP系统的安全性，我们需要考虑以下几个方面。
首先，系统的容错能力。
DP系统应该具备一定的容错能力，即能够在系统故障或设备失效的情况下仍然保持船舶的稳定位置和航向。
这可以通过冗余设计、备用系统和自动切换等技术手段来实现。
其次，系统的抗干扰能力。
DP系统应该具备一定的抗干扰能力，即能够抵御来自外部环境、恶劣天气以及恶意攻击等因素的干扰。
为了实现这一点，我们可以采用加密技术、认证机制和防御系统等措施来提高系统的安全性。
常见的汽车车轮定位故障及修复指南汽车的正常行驶离不开车轮的正确定位，车轮定位出现故障将直接影响车辆的操控性和行驶安全。
本文将介绍常见的汽车车轮定位故障，并提供修复指南，以帮助车主解决这些问题。
一、前轮距不等前轮距不等是指左右车轮之间的距离不一致。
这种情况会导致车辆行驶时偏向一侧，严重时会出现方向盘抖动的现象。
解决方法是通过调整前轮距的方式来修复。
车主可以前往专业的汽车维修店进行修复，或者自行购买专业的车轮定位仪器进行调整。
二、后轮跟不齐后轮跟不齐是指左右后轮与车身之间的距离不一致。
这种情况会导致车辆行驶时出现方向不稳或后轮打滑等问题。
解决方法是调整后轮跟的方式来修复。
车主可以寻找专业的汽车维修店进行修复，或者自行购买专业的车轮定位仪器进行调整。
三、车轮角度异常车轮角度异常是指车轮与车身的角度不符合设定值。
常见的异常角度包括前束角、后充角、前撇角等。
这种情况会导致车辆行驶时出现漂移、偏离等问题。
解决方法是通过重新调整车轮角度来修复。
车主可以前往专业的汽车维修店进行修复，或者自行购买专业的车轮定位仪器进行调整。
四、轮胎磨损不均轮胎磨损不均是指轮胎的磨损情况不同，通常表现为某个轮胎的某个部位磨损比其他轮胎明显。
这种情况会导致车辆行驶时出现震动、噪音等问题。
解决方法是进行轮胎的平衡和定位调整。
车主可以寻找专业的汽车维修店进行修复，或者自行购买专业的轮胎平衡仪器进行操作。
五、车轮不圆车轮不圆是指车轮的圆度出现问题，导致车辆行驶时出现震动等现象。
解决方法是更换车轮或进行修复。
车主可以前往专业的汽车维修店进行修复，或者购买新的车轮来更换。
六、悬挂系统故障悬挂系统的故障也会引起车轮定位问题。
例如悬挂弹簧老化松弛，悬挂支架损坏等都会导致车轮定位的异常。
解决方法是检查和维修悬挂系统的问题，车主可以前往专业的汽车维修店进行修复。
总结：汽车车轮定位故障多数情况下需要进行专业的维修和调整。
车主可以选择前往汽车维修店进行修复，或者购买专业的设备和工具进行自行操作。
动力定位DP-3系统介绍动力定位(Dynamic Positioning，DP)系统是指在风、浪、流的干扰情况下，不借助锚泊系统，利用自身的推进器系统使海上浮动装置保持一定的位置和艏[1]向，或者按预定运动轨迹运行的闭环控制系统。
根据动力定位的不同冗余度，DP-3要求在出现故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后，可[2]在规定的环境条件下，在规定的作业围内自动保持船舶的位置和艏向。
动力定位系统是自上个世界六十年代开始，国外海洋工程为了深水海域的开发而研制出来的自动控制船舶位置的系统。
动力定位船可以根据实时测得的海域环境条件，通过控制船舶的推进器系统，自动保持船舶的位置按照预先设定的轨迹运动。
在国内海洋工程领域，该定位系统越来越成为深水海洋工程船舶的标准配置。
同时，随着中国造船行业的迅猛发展，越来越多的动力定位船在国内船厂建造。
DP-3动力定位控制系统介绍DP-3动力定位控制系统是中央控制系统(Integrated Control System，ICS)中最重要的核心系统之一。
其主要的工作原理为图1所示。
动力定位控制系统的工作原理是:根据位置参照系统测得的船位信息与DP传感器系统测得的环境信息，经滤波后得到估算值，根据估算值与期望值进行比较和运算，然后经推进器分配模块计算后发出对各推进器的指令。
在DP控制系统中，艏向和位置由操作者设定，然后由DP控制器通过发出控制信号到推进器系统，DP控制系统通过推进器控制系统的分配，发布命令到任何一个在使用的推进器，通过改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩，以调节船位。
出现偏差时，DP控制系统可自动探测并进行适当的调整。
DP控制系统这种控制方式能减少燃料消耗、机器磨损和温室气体排放。
1图1 DP控制系统工作原理动力定位系统是动力定位船的必要的完整装置，主要由电力系统、推进器系统和DP控制系统组成。
任何一个子系统发生故障都可能导致船舶失去定位或艏向保持能力。
三用工作船DP系统案例故障分析与排除◎ 陈宏雀 孙立业 中海油田服务股份有限公司船舶事业部湛江作业公司摘 要：随着科学技术的不断发展，船舶自动化、智能化程度与时俱进，船舶动力定位（Dynamic Positioning，以下简称：DP）系统在海洋工程船舶上得到推广和应用。
其中，DP2系统运用较为广泛。
高度集成智能化的DP2系统提供便利的同时也给船舶设备管理人员带来挑战。
本文通过某三用工作船DP2系统故障分析和处理过程，总结DP2系统故障处理方法，为船舶DP2系统故障处理提供经验分享。
关键词：DP2；三用工作船；故障分析1.引言DP系统是闭环控制系统，通过控制系统驱动船舶推进器来抵消风、浪、流等作用于船上的环境外力，从而使船舶保持在海平面要求的位置上。
DP通过测量系统不断检测船舶的实际位置与目标位置的偏差，再根据环境外力的影响计算出使船舶恢复到目标位置所需推力的大小，进而对全船的各推进器进行推力分配，各推进器产生相应的推力克服风、浪、流等环境外力的干扰，使船舶保持在某确定位置或沿一定预定航迹航行。
D P系统是一套高度集成化系统。
其涉及众多设备，在实际生产应用中不时出现各种设备及系统故障，针对这些故障，不少学者及工程技术人员开展各种研究。
黄睿[1]等介绍一种电力推进多用途海工供应船（PSV）的动力定位（DP）系统，并通过对其故障模式与影响分析（FMEA）的实船海上试验及检验过程的分析，阐述了电力推进船二级定位系统的相应规范要点和设计要求，验证了所设计建造的二级动力定位系统的合理性。
邹成业[2]等通过对一型动力定位深水半潜修井平台的实际设计和故障模式及影响进行分析，介绍FMEA的基本概念和原理。
卞邦亮[3]等基于某深水铺管船推进器切换系统设计，分析电力系统推进器主电源和推进器辅助电源的配置。
在此基础上，分析中压主电源、推进变频器和低压辅助电源柜的切换控制系统，在机舱、配电板和母排分段等不同设备发生故障导致失电的情况下，切换系统能使带切换的推进器继续保持运行工况，增加发生单点故障时可用推进器的数量，从而提升该铺管船的动力定位能力。
船舶动力定位系统简述摘要：伴随着深海技术的快速进步和发展，动力定位系统在海洋工程上面得到了广泛的使用。
动力定位系统通过它的控制系统驱动着船舶的推进器来抵消风、浪还有海流等作用于船上的环境外力，从而能够让船舶保持在确定的位置上或者是沿着预期设定的航迹上航行。
我通过本文，对于国际海事组织还有国际海洋工程承包商协会的动力定位系统定义和分级的要求进行了分析，在这样的基础之上，论述了国内外船舶动力定位系统的发展趋势还有它的应用情况，分析了动力定位系统的组成还有其工作原理，对于动力定位系统的各种要求、控制的技术等等进行了研究，并且提出了发展国产的动力定位系统应该采用的方法。
关键词：船舶电气动力；动力定位系统；控制的技术引言船舶的动力定位系统是一种闭环控制系统，它通过控制系统驱动船舶的推进器来进行抵消海风、海浪还有暗流等作用于船上的环境外力，从而能够让船舶在海平面要求的位置上稳定航行。
动力定位系统通过测量系统不断的检测船舶的实际位置和目标位置的差距，然后再依据环境外力的影响计算出能够让船舶恢复到目标位置上所需要的推力大小，从而对于整艘船的各处推进器进行推力的分配，让各处的推进器产生相应的推力来进行克制海风、海浪和暗流等环境外力的影响，让船舶保持在正确的航海位置上或者是沿着预定的航迹进行航行。
1动力定位和电力推进系统的简述1.1动力定位系统的组成和分类。
最开始的时候，国际海事承包商协会IMCA的《动力定位船舶设计和使用指南》当中，动力定位系统包括了三个部分：动力（power）、控制（control）还有参考（references）。
动力可以再次被分成发电、配电还有用电（推进器系统）；控制指的是功率的管理系统，有着自动和手动两种方式，还有位置控制系统；参考就是本意上的位置、环境还有船舶方位的传感器。
因为海上作业船舶对于动力定位系统的可靠性要求变得越来越高，国际海事组织IMO还有各国的船级社对于动力定位系统都提出了非常严格的要求，除了在各种环境条件下都能够具有的手动控制还有自动控制的基本要求之外，还制定了三个等级标准，这样做的目的是对于动力定位系统的设计标准、必须要安装的设备还有操作的要求和试验的程序以及文档给出相应的建议，从而能够降低动力定位系统控制下的作业施工时候对于工作人员、船舶。
动力平衡维修方案什么是动力平衡？动力平衡（Power Balance）是指发动机等旋转部件在高速旋转时产生的不平衡力及其反作用力对车辆产生的不利影响。
主要表现为车辆行驶过程中的振动、油耗增加及零部件寿命缩短等，需要及时进行维修处理，以确保车辆正常运行。
动力平衡维修方案对于发现动力平衡问题的车辆，我们可以采用以下方案进行维修。
1.检查车轮平衡在检查车轮平衡时，应先将车轮卸下，并用重量计和平衡器检查车轮是否存在不平衡的问题。
如果存在不平衡，需要进行平衡调整，以解决车辆行驶时产生的振动问题。
2.检查转向系统在检查转向系统时，应注意检查车辆的转向部位是否产生了松动，是否正常工作。
如果存在问题，应及时进行修复或换件。
3.检查发动机平衡对于发动机产生的不平衡问题，应检查曲轴、连杆等部件是否产生磨损或松动现象，如果存在问题需要及时进行修复或换件。
4.检查悬挂系统在检查悬挂系统时，应注意检查车辆的悬挂系统是否出现减震器松动，弹簧变形等问题，如果存在不良现象需要及时进行修复或换件。
5.故障诊断对于动力平衡问题难以进行定位的情况，我们需要进行专业的故障诊断，采用测试仪器和传感器对车辆进行全面检测，从而锁定问题所在，进行及时有效的维修。
维修注意事项在进行动力平衡的维修时，我们需要注意以下事项：•需要使用专业的测试仪器和测量工具，确保检测精度和效果。
•在进行车轮平衡调整时，应选择专业的轮毂平衡机进行校正。
•在进行发动机平衡调整时，应注意曲轴、连杆等零部件的维修、保养及清洁工作。
•在进行故障诊断时，应根据车辆的故障分类进行针对性处理，确保维修效果。
通过以上的维修方案及注意事项的实施，可以有效的解决车辆动力平衡问题，提高车辆使用寿命，同时保证行驶的安全和舒适性。
第４６卷第２期渔业现代化Ｖｏｌ.４６㊀Ｎｏ.２２０１９年４月ＦＩＳＨＥＲＹＭＯＤＥＲＮＩＺＡＴＩＯＮＡｐｒ.２０１９ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００７￣９５８０ ２０１９ ０２ ０１０收稿日期:２０１８￣１１￣２０基金项目:山东省重大科技创新工程 深蓝渔业技术创新工程 专项 十万吨级养殖工船系统构建与总体设计研究(２０１８ＳＤＫＪ０３０３－３) 作者简介:崔铭超(１９８３ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ研究方向:船舶与海洋工程总体设计ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｃｕｉｍｉｎｇｃｈａｏ＠ｆｍｉｒｉ.ａｃ.ｃｎ养殖工船系统构建与总体技术探讨崔铭超１ꎬ２ꎬ金娇辉１ꎬ２ꎬ黄温赟１ꎬ２(１中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所ꎬ农业农村部远洋渔船与装备重点实验室ꎬ上海２０００９２ꎻ２青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程联合实验室ꎬ山东青岛ꎬ２６６２３７)摘要:随着社会经济发展ꎬ开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势ꎮ养殖工船是发展深远海养殖工程的核心装备之一ꎬ深入研究养殖工船ꎬ大力发展深远海养殖ꎬ具有较高的经济价值和社会价值ꎮ该文从装备技术发展面临的问题出发ꎬ以动力系统㊁系泊系统㊁养殖系统㊁物流系统及加工系统的总布置为基础ꎬ兼顾安全性㊁经济性及环保性ꎬ将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起ꎬ初步探讨了构建深远海养殖工船系统和总体技术框架ꎮ提出了重点关注和研究的技术方向ꎬ以期实现船舶和养殖行业的联合技术攻关ꎬ早日形成产业指南和设计规程ꎬ指导后续养殖工船设计ꎮ结合中国强大的船舶海工制造能力ꎬ完成养殖工船的批量建设ꎬ实现未来规模化深远海养殖ꎮ关键词:养殖工船ꎻ总布置ꎻ经济性ꎻ安全性ꎻ环保性中图分类号:Ｓ９６９㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００７－９５８０(２０１９)０２－０６１－０６㊀㊀随着社会经济发展ꎬ优质水产品需求日益增长ꎬ据估计ꎬ到２０３０年世界将有２０００万ｔ的水产品缺口需要弥补[１]ꎮ中国近海渔业资源日益枯竭ꎬ淡水及近海养殖环境日趋恶化ꎬ水体污染及养殖空间受限ꎬ发展深远海养殖ꎬ拓展现代化 深蓝 养殖新空间ꎬ开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势[２－５]ꎮ发展深远海养殖ꎬ关键是安全可靠的设施装备ꎬ前提是品种与生产系统的经济性ꎬ途径是规模化生产与工业化管理[６]ꎮ发展深远海养殖工程设施装备的主要途径是构建大型养殖网箱和养殖工船[７]ꎮ国外深水网箱经过约４０年的发展ꎬ先后开发了多种深海网箱ꎬ典型的有高密度聚乙烯(ＨＤＰＥ)网箱㊁张力腿(ＴＬＣ)网箱及瑞典牧海型(ＦＡＲＭＯＣＥＡＮ)网箱等ꎬ大幅提高了技术水平和生产效率[８]ꎮ然而ꎬ网箱系统抵抗狂风及其他自然灾害侵袭的能力还很弱ꎬ设施安全保障不足ꎮ２０世纪７０年代末ꎬ中国专家构想了 未来海洋农牧场 建设蓝图ꎬ提出养殖工船的初步设想ꎬ并开展了大型养殖工船系统研究[９－１０]ꎬ近年来对１０万吨级深远海养殖平台进行了总体技术研究[１１]ꎬ启动了中国首个深远海大型养殖平台构建ꎬ形成了具有自主知识产权的集养殖㊁繁育㊁加工及渔船补给和物流等多功能于一体的规模化养殖工船技术方案ꎮ２０１７年７月２日ꎬ国内首艘养殖工船试验船 鲁岚渔养６１６９９ 在日照港达船厂码头起航ꎬ标志着中国在推进深远海养殖装备现代化方面迈出了坚实步伐ꎮ２０世纪８０㊁９０年代ꎬ欧美发达国家开始研发大型养殖工船ꎬ并形成试验船ꎬ但受制于产业发展条件尚不具备ꎬ且需求不足ꎬ缺乏大规模发展水产养殖的动力ꎬ最为根本的原因是发展水产养殖的综合条件与发展中国家相比ꎬ难以形成竞争力ꎬ因此一直以来未形成主体产业[１０]ꎮ１ 研究意义深远海水域具有渔业资源丰富㊁水源优质㊁水温适宜和远离陆源性污染与病害等显著优点ꎬ具备开展海上规模化养殖与物流加工补给的优良条件ꎬ但是大部分深远海水域还处在未开发状态ꎮ合理控制近海捕捞ꎬ积极发展远洋渔业是推动渔业供给侧改革的重要措施ꎬ是海洋渔业强海之路的战略基点ꎬ符合国家产业导向和需求ꎮ以深远渔业现代化２０１９年海大型游弋式养殖工船为核心的养殖与渔业生产平台ꎬ可集成养殖㊁繁育㊁捕捞㊁加工与物流保障等功能ꎬ并以养殖工船为母船ꎬ形成渔业航母船队ꎬ通过合理规划ꎬ以点带面ꎬ构建深远海养殖全链条一体化的养殖体系ꎬ可持续发展的海洋渔业将向以养为主 转变ꎬ构建 蓝色粮仓 ꎬ将极大优化捕捞生产结构ꎬ拓展水产养殖空间ꎬ提升中国深远海渔业资源利用能力ꎬ渐次修复海洋生物资源ꎮ形成驻守边远海疆的现代渔业生产模式ꎬ推动渔业 提质增效 生产方式转变ꎬ也是有效利用我国海域资源㊁推动海洋经济发展的新途径ꎬ对充分挖掘海洋在食物供给方面潜力㊁保障我国粮食安全㊁生态安全㊁维护海洋权益具有长远意义ꎮ 深蓝渔业 是全新的产业模式ꎬ要成功实施 深蓝渔业 发展战略ꎬ首先需要解决走向深远海的重大装备支撑ꎬ发展养殖工船ꎬ实施 深蓝渔业 是世界海洋渔业发展的中国方案ꎬ可以引领世界渔业发展ꎮ２㊀发展面临的问题养殖工船作为新生事物ꎬ其发展必然会面临很多技术挑战ꎬ一是国家产业政策的限制ꎬ二是针对性规范规则的缺失ꎮ２０１８年６月３０日ꎬ交通运输部发布２０１８第５３号公告«交通运输部关于加强国(境)外进口船舶和中国籍国际航行船舶从事国内水路运输管理的公告»ꎮ根据公告要求ꎬ２０１８年９月１日起ꎬ申请从事国内水路运输的进口船舶和中国籍国际航行船舶ꎬ柴油机氮氧化物排放量应满足国际海事组织国际防止船舶造成污染公约(ＭＡＲＰＯＬ)７３/７８附则Ⅵ的特定要求:氮氧化物排放量标准是排放标准第二阶段(ＴｉｅｒＩＩ)ꎬ即进口２０１１年以前建造的船均被限制ꎮ便宜的老旧船舶改造操作空间越来越小ꎮ随着排放标准第三阶段(ＴｉｅｒＩＩＩ)预期ꎬ该类船舶操作改装空间近乎封闭ꎮ次新船的成本远远高于老旧船舶ꎬ船舶政策的调整大幅度增加了由旧船改造成养殖工船的成本ꎮ规范规则层面ꎬ目前中国船级社(ＣＣＳ)尚未有对应的规范ꎬ如«钢质海船入级规范»[１２]㊁«海上移动平台入级规范»[１３]中都没有要求或不完全符合实际需求ꎮ挪威－劳氏(ＤＮＶ－ＧＬ)则提出了设计指南[１４]ꎬ明确规定为确保安全ꎬ规范规则主要参照海上移动式钻井平台构造和设备规则(ＩＭＯＭＯＤＵＣＯＤＥ)ꎬ一些基本安全要求可以采用船舶规范ꎮ采用ＩＭＯＭＯＤＵＣＯＤＥ进行养殖工船设计ꎬ安全冗余度较大ꎬ而养殖工船实际作业工况环境载荷远远低于海上移动平台ꎬ如此会大幅度增加不必要的建造成本ꎬ降低经济性ꎮ基于此ꎬ对标国际船舶安全及防污染等相关公约ꎬ根据养殖工船实际作业工况特点ꎬ开展养殖工船设计方法和技术路线研究ꎬ为养殖工船的发展提供方向指引ꎬ具有十分重要的现实意义ꎮ３㊀总体设计思路以动力系统㊁系泊系统㊁养殖系统㊁物流系统及加工系统的总布置为基础ꎬ兼顾安全性㊁经济性及环保性ꎬ将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起ꎬ探讨构建深远海养殖工船系统和总体技术框架(图１)ꎮ３.１㊀总布置养殖工船有别于传统运输船ꎬ其集养殖㊁繁育㊁加工及渔船补给和物流等多功能于一体ꎬ长期游弋在深远海区域ꎬ配合物流补给船队和捕捞作业船队ꎬ形成多功能的大型渔业航母船ꎮ依据其功能ꎬ总布置也必然有异于传统运输船ꎮ(１)动力系统ꎮ养殖工船对航速要求不高ꎬ庞大的动力系统主要用来支撑养殖平台的日常功能需求ꎬ兼顾航行推进ꎮ基于这种需求ꎬ常规燃油主机推动螺旋桨动力方式在系泊养殖期间几无作用ꎬ势必会造成极大浪费ꎮ若全船采用电力推进系统ꎬ其优点包括:可使机舱布置更加紧凑[１５]ꎬ节省大量空间ꎻ提高船舶操纵性ꎬ易于实现自动控制ꎻ针对多种不同工况ꎬ全船功率全部由电站进行调配[１６]ꎬ可大幅度降低运营成本ꎬ减少常规推进主机的闲置浪费ꎮ采用中高速发电机ꎬ可降低振动噪音ꎬ改善养殖环境ꎮ(２)系泊系统ꎮ养殖工船主要功能是水产养殖ꎬ稳定泊于特定海域㊁减小横摇以利于平台内开展繁育及养殖工作是较理想的状态ꎮ然而ꎬ不同于浮式生产平台(ＦＰＳＯ)等ꎬ养殖工船对精准定位的要求并不高ꎬ动力定位(ＤＰ)系统以及复杂高级的系泊系统ꎬ无论是建造成本还是后期运营成本都相当高昂且无必要ꎬ探索经济高效的深水系泊２６第２期崔铭超等:养殖工船系统构建与总体技术探讨系统具有较大的工程实际意义[１７－２１]ꎮ(３)加工补给系统ꎮ养殖工船综合服务平台定位于可以养殖且兼有服务补给功能的大型渔业航母ꎬ并配合物流补给船队和捕捞作业船队ꎬ形成多功能的大型渔业航母船队ꎮ渔业航母船队运作时ꎬ由综合补给船向平台上转存燃油㊁淡水㊁食物等物资ꎬ需要时养殖平台再向捕捞作业渔船驳运该类补给物资ꎬ同时可以收储作业渔船的渔获并进行加工作业ꎬ延长作业渔船的自持力和续航力ꎬ节省渔船在海陆间的往返时间和油耗成本ꎮ(４)养殖系统ꎮ养殖工船的核心作用是水产养殖ꎬ利用深远海优越的气候㊁资源和水质条件ꎬ开展高附加值经济性鱼类养殖生产ꎮ在平台甲板上布置繁育车间ꎬ实现鱼种培育ꎬ包括亲本蓄养㊁受精卵孵化㊁中间培育和规格苗种培育等生产环节ꎻ同时ꎬ利用平台内部空间构建大型养鱼水舱ꎬ采用深层取水流水养殖方式ꎬ将鱼种养成至商品规格ꎮ(５)物流系统ꎮ养殖工船长期游弋于深远海ꎬ兼具深海渔业物流平台功能ꎬ集运输㊁储存㊁装卸㊁吊运㊁包装㊁加工㊁驳运中转㊁信息处理及贸易平台功能于一体ꎮ在深远海没有码头辅助的情况下ꎬ依据物流工业流程的需求ꎬ应做好甲板吊机㊁冷链存储配置ꎬ同时需要兼顾各类船舶的便捷靠泊ꎮ图１㊀养殖工船系统构建路线图Ｆｉｇ.１㊀Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ３.２㊀安全性常规船舶安全性主要考虑总体安全㊁结构安全㊁防火防爆㊁逃生及全船监控等方面ꎬ在此基础上ꎬ养殖安全在工船体系当中也尤为重要ꎮ养殖安全性主要涵盖以下几个方面:适渔性环境㊁水质安全㊁抑制横摇周期应激反应[２２]㊁振动噪声以及防疫隔离安全[２３－２４]等ꎮ(１)舱养适渔性环境ꎮ营造良好的舱内生存环境是考察养殖工船适渔性的基本条件ꎮ养殖工船系泊于深远海ꎬ利用大舱进行养殖ꎬ这就不可避免地出现液舱晃荡问题[２５]ꎮ波浪环境下船舶的晃荡特性在液化天然气运输船舶等特种船型已研究多年[２６－２７]ꎬ波浪振荡载荷和舱内流体振荡相互耦合是一个典型的晃荡问题[２８－３２]ꎬ但对船舱内部的流动特征却鲜有研究ꎮ养殖舱内的流场运动形态会影响营养物的输移扩散进而影响鱼苗的食物３６渔业现代化２０１９年摄取ꎬ流场特性同样影响水体温度场的变化从而改变鱼苗的生存体感ꎬ因此研究养殖舱内的流场特性对优化养殖舱结构ꎬ发展舱内养殖具有重要意义ꎮ晃荡问题受到结构水弹性㊁多孔介质阻尼等不同物理机制的影响ꎬ在模型试验中需要综合考虑水弹性㊁雷诺数和傅汝德数的影响ꎬ急需发展复杂介质和结构特性影响下的晃荡问题试验方法ꎮ因此ꎬ发展高效的数值(ＣＦＤ)养殖舱进行流场仿真尤为重要ꎮ(２)舱养水质安全ꎮ定期换水的封闭区域水质是决定工船内鱼群生态环境的重要指标ꎮ目前大范围定量预报水中溶解富营养物质㊁氧气等物质的输运扩散过程尚存在输运扩散系数难以确定的问题ꎬ这一难点在有限空间鱼群游动和船舶振荡条件下尤为突出ꎮ通过匀质化理论分析ꎬ建立周期性振荡流动和模拟鱼群随机游动两种特殊因素影响下的物质输运扩散模型ꎬ获得养殖工船内部复杂环境下的湍流扩散㊁泰勒色散等参数ꎬ为数值仿真养殖工船内部水质特性提供基本模型参数ꎬ并开展机理模型试验以验证所建立的输运扩散模型ꎮ定期换水是改善养殖工船内部水质的有效途径ꎮ通过ＣＦＤ模拟不同换水位置㊁强度和频率对水质的影响规律ꎬ分析换水过程中舱内的流场特征ꎬ获得不显著影响鱼类生活状态的换水模式ꎮ通过比选ꎬ提出优化的换水模式ꎮ(３)振动噪声以及防疫隔离安全ꎮ鱼类在水中主要通过内耳㊁测线器官和气鳔感受振动和声音ꎬ其中内耳是主要的声音感受器ꎬ侧线是鱼类感受水中微小活动的感觉系统[３３]ꎮ不同鱼类在短时间振动胁迫和长时间振动胁迫下会有应激反应ꎮ振动和噪声对部分鱼类影响较大ꎬ如大黄鱼等ꎬ严重者可造成鱼体死亡ꎮ需要研究养殖品种对振动噪声的耐受度ꎬ探索主动及被动减振降噪措施ꎬ以提高养殖环境质量ꎮ当暴发某种病虫害时ꎬ为防止疫病向非疫区扩散㊁蔓延ꎬ除严格隔离外ꎬ还要采取严格的措施ꎬ实行封锁ꎮ封锁区划分应从防疫㊁生产㊁效益几个方面考虑确定疫区和受威胁区ꎬ按 早㊁快㊁严㊁小 的原则进行ꎮ通风系统隔离和疫区快速阻断是必要的手段ꎮ３.３㊀经济性依据国内外试验平台的数据结论ꎬ较小尺度的工船虽然初始建造成本较低ꎬ但是养殖水体较小ꎬ养殖量不高ꎬ单位产量养殖成本高ꎮ养殖水体达到万吨以上ꎬ单位产量养殖成本迅速降低ꎬ但是初始建造成本又比较高ꎮ因此ꎬ需要在初始建造成本和后期营运成本之间寻求一个平衡点ꎬ来衡量养殖工船的经济性ꎮ通过优化设计ꎬ控制空船重量重心ꎬ增大养殖舱容积ꎬ进而在一定排水量的前提下ꎬ增加养殖水体量ꎮ在高效动力系统和深水系泊系统之间也可以寻求一个建造及营运的平衡点ꎮ在一定环境载荷下可维持系泊ꎬ而在超过设计工况环境载荷情况下ꎬ采用动力推进游弋的方式维持养殖舱的适渔性ꎬ探索一种高效且经济的深水系泊系统具有切实的工程意义ꎮ３.４㊀环保性大型养殖平台应满足ＭＡＲＰＯＬ公约中相应的要求ꎮ燃油舱总容积超过６００ｍ３的所有单个容积超过３０ｍ３的燃油舱均需要进行双壳保护ꎮ生活污水和生活垃圾等要符合ＭＡＲＰＯＬ７３/７８附则ＩＶ防止船舶生活污水污染规则ꎮ大气中氮氧化物(ＮＯｘ)和硫氧化物(ＳＯｘ)的持续上升是令国际社会担忧的问题ꎮ有几个因素被认为是造成空气中ＮＯｘ增加的原因ꎬ而船舶废气的排放物就是其中之一ꎬ全球１８％~３０％的氮氧化物排放来自航运船舶ꎮ虽然关于ＴｉｒｅＩＩＩ关于ＮＯｘ的要求尚未在全球海域强制实施ꎬ但不可否认ꎬ随着世界环保意识的增强ꎬＮＯｘ和ＳＯｘ的排放会受到越来越强的管控[３４]ꎮ养殖工船在初始建造或者改装阶段ꎬ需要重点关注这一领域的技术进展ꎬ并视最新要求予以付诸实施ꎮ船舶压载水携带的外来物种一旦入侵港口国水域[３５]ꎬ会使海洋生态环境和人类健康受到严重威胁ꎬ因此ＩＭＯ对压载水管理作出了积极应对ꎮ对于无限航区航行的国际船舶ꎬ压载水处理需要满足«国际船舶压载水及沉积物控制和管理公约»ꎮ作为新生事物ꎬ常年游弋在固定海域的养殖工船携带大量养殖水体ꎬ其如何界定也是一个较为尖锐的问题ꎮ航区和船舶性质对该问题有着重要影响ꎬ因此需要依据实际使用情况ꎬ匹配合适的航区并与主管当局就养殖工船性质进行协商[３６－３７]ꎬ以期控制成本ꎬ避免造成不必要的浪费ꎮ４㊀结语养殖工船作为新生事物ꎬ其发展必然会面临４６第２期崔铭超等:养殖工船系统构建与总体技术探讨很多技术挑战ꎬ迫切需要有关部门建立专业化设计总则㊁技术规范与工艺规程予以指导ꎮ结合当前技术现状的基础ꎬ联合船舶和养殖行业开展技术攻关ꎬ基于动力系统㊁系泊系统㊁养殖系统㊁物流系统及加工系统的总布置ꎬ兼顾安全性㊁经济性及环保性ꎬ探讨构建深远海养殖工船系统和总体技术框架ꎬ以养殖工船为载体实施深远海养殖ꎬ构建集养殖㊁繁育㊁加工及渔船补给和物流等多功能于一体的深蓝渔业航母具有较大的经济价值和社会价值ꎬ可有效利用我国海域资源ꎬ是推动海洋经济发展的新途径ꎬ对充分挖掘海洋在食物供给方面的潜力㊁保障我国粮食安全和维护海洋权益具有长远意义ꎮѲ参考文献[１]唐启升ꎬ丁晓明ꎬ刘世禄ꎬ等.我国水产养殖业绿色㊁可持续发展战略与任务[Ｊ].中国渔业经济ꎬ２０１４ꎬ３２(１):４－９. 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2023年动力定位系统行业市场前景分析动力定位系统是近年来快速发展的一种新兴技术，其应用范围非常广泛，包括海洋工程、港口建设、油田开发、海洋矿产资源勘探等领域。
随着我国海洋事业的不断发展，动力定位系统行业市场前景广阔。
一、海洋工程方面随着我国对于海洋事业的不断投入，海洋工程也逐渐进入了快速发展的阶段，其中动力定位系统作为海洋工程的重要技术手段之一，其需求量也在不断增加。
动力定位系统可以使船舶在运输过程中保持稳定状态，从而保证海洋工程设施的施工质量与效率。
在海洋工程中，动力定位系统已经被广泛应用于海上风电、消纳输电等领域。
例如风机安装，需要通过船舶运输风机部件到指定位置。
动力定位系统可以确保船舶能够按照预定航线稳定前进，并在指定位置上锚，确保风机安装的精度。
二、港口建设方面随着我国海运业的迅速发展，港口建设也被推到前所未有的高度，其中动力定位系统在港口建设中的应用也越来越广泛。
如同样保证船舶运输的质量，在港口中保持移动船坞及集装箱码头与船舶间稳定的作用，降低水平波浪和流体阻力大小，增强浮力，保障码头和船舶的工作效率。
动力定位系统在港口建设中的应用，能够提高港口的工作效率，减少经济成本。
三、油田开发方面动力定位系统还在海上油田开发方面发挥着重要作用。
在钻井完井操作过程中，需要保持钻井平台与油井之间的稳定距离和角度，否则就会使钻头跑偏，影响钻井质量。
而动力定位系统则可通过实时监测当前的环境条件，保持相对静止状态，从而达到准确打井的目的。
此外，动力定位系统还可以实现钻井平台对于不同类型油井的选择。
四、海洋矿产资源勘探方面随着国民经济的快速发展，对于海洋矿产资源的需求量也越来越大，进而促进了动力定位系统行业在海洋矿产资源勘探方面的发展。
海洋矿产资源勘探通常需要使用深海科考船，这种船的要求极高，需要在复杂的环境下保持稳定状态，而动力定位系统就是可靠的技术支撑之一。
总之，随着我国海洋事业的不断发展，动力定位系统作为海洋技术的重要组成部分，具有广阔的市场前景。
海洋工程用合成纤维缆绳国内外应用与发展现状纪俊祥发布时间：2023-06-19T04:58:46.109Z 来源：《中国经济评论》2023年7期作者：纪俊祥[导读] 随着海洋油气开发逐渐向深海推进，海洋工作水深的不断增加，浮式海洋平台的使用越来越多，对海洋工程的研究显得尤为重要。
在常用的海洋平台定位技术中。
张紧式系泊系统因其具有自重轻、稳定性强、安装方便和经济适用性强等优势而被广泛使用。
张紧式系泊系统中的重要组成部分纤维绳具有更好的机械性能，循环负载下的动态刚度强，和自重轻等优势。
本文主要通过介绍海洋工程用缆绳的分类、结构特点、相关标准及国内外应用情况，分析海洋工程用合成纤维缆绳的应用及发展现状，希望能为海洋工程的发展提供参考。
九力绳缆有限公司 225800摘要：随着海洋油气开发逐渐向深海推进，海洋工作水深的不断增加，浮式海洋平台的使用越来越多，对海洋工程的研究显得尤为重要。
在常用的海洋平台定位技术中。
张紧式系泊系统因其具有自重轻、稳定性强、安装方便和经济适用性强等优势而被广泛使用。
张紧式系泊系统中的重要组成部分纤维绳具有更好的机械性能，循环负载下的动态刚度强，和自重轻等优势。
本文主要通过介绍海洋工程用缆绳的分类、结构特点、相关标准及国内外应用情况，分析海洋工程用合成纤维缆绳的应用及发展现状，希望能为海洋工程的发展提供参考。
关键词：合成纤维；缆绳；海洋工程海洋工程主要包括对海洋资源的研究、开发、使用、保存与修复等活动。
一般来说，影响海洋技术发展主要是由材料技术与系统设施技术的两个方面构成。
海洋工程的缆绳用于系泊、锚泊、吊装等活动。
缆绳一般分为钢丝绳与化学纤维缆绳，但因同样强力下钢丝绳自重大，易受海洋侵蚀等原因，在现代海洋工程中，已逐步被合成纤维缆绳所代替。
一．海洋工程现状随着陆地资源的日益枯竭和社会的不断发展，人类对资源的需求逐渐增加。
将目光瞄向海洋，向索取资源尤其是深海资源的利用已逐渐步入日程。
船舶动力定位系统模型
摘要随着油气开采逐渐向深海发展,传统的一般的锚泊系统已经不能满足深海地域定位作业要求，动力定位因其在深海作业中无可替代的优势而被越来越广泛的应用。
本文给出了简单的深海作业船舶外载荷的计算，建立了简单的船舶动力定位系统模型。
关键词动力定位外载荷计算动力分配与优化
引言
由于海洋开发的不断深入和地域的扩展，传统的一般的锚泊系统已经不能满足深海地域动力定位作业要求，但是船舶动力定位系统能够好的满足这一要求。
以前，船舶在浅海作业时，如果要求船舶的位置保持不变，通常采用的是传统的锚泊定位。
但是随着作业海域的海水深度不断增加，或者作业海域海底的海况比较复杂，不允许抛锚，那么传统的锚泊系统就很难使船舶保持原来的位置。
所以船舶动力定位系统就在这种情况下应运而生了。
传统的抛锚定位是将锚抛入海底，锚爪会抓住海底的淤泥，来抵抗船舶所受到的干扰力。
锚的优点是:锚是任何船舶都有的设备，不需要额外的加装定位设备。
但是它的缺点是:定位不准，而且抛锚、起锚费时比较麻烦，机动性能比较差。
最至关重要的是它还受到水深的限制，其有效定位范围在水深100米以内的区域。
船舶动力定位是依靠本船的动力，在控制系统的控制下抵抗外部的干扰，使其保持一定姿态和腊向、悬停于空间一定点位置。
动力定位系统具有不受海水深度影响、定位快速准确等特点。
1、动力定位系统简介
任何一条船舶或者海洋运动体，它有六个自由度的运动，三个平移运动和三个旋转运动，这其中包括:纵荡，横荡，垂荡，舷摇，纵摇和横摇，如下图1。
图1 船舶六自由度运动示意图
动力定位系统包括了对船舶六个自由度的自动控制，所有这些的控制都是根据操作器所设定的位置值和舶向设定值，通过位置值和舷向的值的测量可以获得需要设定值与现在位置的差值。
位置值的测量可以通过一系列的传感器获得，而脂向值是通过一个或多个罗盘获得的。
设定值与反馈值的差值就是偏差量，而动力定位系统的任务就是尽量减小这种偏差值。
船舶必须在受到外部干扰的时候，控制自己的船位和舷向在最小的误差范围之内，如果这些外部干扰力可以及时准确的被测量，那么控制计算机就可以及时的提供补偿。
动力定位系统除了可以保持船舶的位置和舶向之外，还可以控制改变船舶的位置和舷
向，动力定位控制系统可以通过控制系统来选定某一个固定的新的位置，动力定位控制系统也可以选择某一个固定的航速。
同样，控制系统也可以输入一个新的舶向。
这时，船舶可以保持位置不变的情况下按照一定的角速度来旋转至新的舷向。
同样，同时改变船的位置值和舷向都是可行的。
本文仅考虑船舶的纵荡，横荡，舷摇运动，不考虑垂荡，
纵摇和横摇运动，建立船舶在各种外载荷作用下保持船舶的位置不变的模型。
2 、外载荷计算
2.1 风载计算
具有稳定速度气的稳流风作用到一个物体的时候，在迎面产生的压力如式1所示：
（式1）式中是风的入射角函数，是空气的密度，如果船舶的迎风面由几个部分所组成，那么它所受到的风力可以由几个部分所受到的风力的和的叠加，如式2所示：
（式2）
式中为船舶的迎风部分的截面积的总和，式则是船舶每个迎风部分的截面积。
那么稳流风作用与船舶上面的所产生的扰动力和扰动力矩可以用式3近似表示:
（式3）式中为风干扰下产生的纵荡力，为风干扰下所产生的横荡力，为舷摇力矩，为船舶的总长，为船舶的遭遇风向角，
和分别为船舶水面以上部分的纵向截面积和横向截面积，
，和分别是船舶受到风力作用以后所受到的纵荡力系数，横荡力系数和舷摇力系数，它们与风向角有关。
2.2海浪力计算
海浪的波形分为规则波和不规则波，为简化计算只计算规则波。
规则波中的波浪干扰力和干扰力矩，海浪作用在船体上的流动力和力矩如下式4所示:
（式4）
其中，为压力分布为式,为单位外法线方向，为船舶在海水面以下的面积。
这个时候，将式4用高斯定理，把沿着表面积的积分变化成沿着体积的积分，再把波浪干扰力。
和波浪干扰力矩
投影到随船的坐标系当中，用分量的形式在随船坐标系中表达，那么波浪作用在船体上的纵荡力，横荡力和舶摇力矩如式5所示:
（式5）
式中，为船舶浸没在水下部分的体积。
2.3 海流力计算
一般来说，流从时间上来划分为定常流和不定常流，从空间位置上可以划分为均匀流和非均匀流，在设计船舶动力定位的模型的时候，常常把海流作为定常的均匀流来处理，那么这个时候，海流对于船舶的干扰主要由两部分组成，第一部分是:由于船舶的船体与海流存在粘滞摩擦力和压差阻力，称之为粘滞阻力，一般情况下，船舶所受到的粘滞摩擦力小于船体所受到的压差阻力，所以在设计船舶的控制器的时候可以只考虑船舶所受到的压差阻力。
第二部分:船舶航行在大海中，会受到由周围的自由液面和环流所引起的惯性阻力，但在大多数情况下，船舶所受到的惯性阻力比粘滞阻力要小得多。
综上所述，主要考虑的还是船舶所受到的压差阻力。
那么海流对船舶船体所产生的纵荡力，横荡力和舷摇力矩可以表示如式6所示：
（式6）式中为船舶船体所受到的纵荡力，为船舶船体所受到的横荡
力，为船舶所受到舷摇力矩，为船舶的速度，为船舶舷向与海流方向的夹角，为船舶在水下部分的横向截面积，为水下部分的纵向截面积，为船舶的纵向长度，为纵荡力系数，为横荡力系数，为舷摇力矩系数。
3、回复力、回复力矩计算
船舶在受上述外载荷作用下需保持位置不变，由静力法分析可知，船舶的动力系统须提供回复力和回复力矩抵消外载荷对船舶产生的力和力矩。
由
=（+ +，++）（式7）
=++；（式8）即有
（式9）
（式10）4、建立动力定位系统模型
如图2建立船舶动力定位系统模型。
在船舶A、B、C、D四处采用回转推力器，ABCD构成的正方形的中心与船舶重心在同一铅垂线上，正方形边长为a，推力方向可绕垂直方向旋转任意角度。
考虑A、B、C、D四处的推力产生的回复力和回复力矩要抵消和，令A、
B、C、D四处推力均分解为两部分、
，其中抵消，
提供回复力矩。
即有：
（式11）
（式12）
(式13）
图2 船舶动力定位系统模型
在上述简化下，动力定位的动力分配和优化的问题即为确定
的值使得A、B、C、D四处推力器所需输出推力最小，即使整个动力定位系统耗能最低的最优化问题。
总结如下：
目标函数：MIN(+++)
约束条件：
该四自由度优化问题可通过变换为三自由度问题：
约束
转变如下
在此基础上利用最优化理论即可得到优化的值，从而确定了各推力器所需的动力大小和方向。
总结与展望
本文首先介绍了锚泊定位与动力定位，重点介绍了动力定位的较锚泊定位的优点，给出了船舶在海洋定位的海况模型，船舶动力定位过程中推力器的控制以及力的分配方案，建立了动力定位模型。
为了更好的建立船舶动力定位系统模型，就必须对船舶所处环境的环境进行准确的描述和计算，因此，船舶的海况模型还得进一步的完善和优化。
另外，利用静力法确定的船舶所需的回复力和回复力矩过于简单，也不满足动态控制的要求，因此，船舶的动力学模型也需更好的建立
和完善。
参考文献：
【1】吴文彬.半潜船动力定位系统建模及仿真研究（硕士学位论文）.
武汉:武汉理工大学，2010.
【2】张炳夫.深水动力辅助锚泊系统联合定位设计研究（硕士学位论文）.大连:大连理工大学，2011.
【3】赵之韵.船舶动力定位系统控制器设计（硕士学位论文）.大连:大连海事大学，2009.。
