DP_動力定位系統(tǒng)

1、先講 DP 的介紹：動力定位系統(tǒng)首先在海洋鉆井船、平臺支持船、潛水器支持船、管道和電纜敷設(shè)船、科學考查船和深海救生船上得到了應(yīng)用，其主要原理是利用計算機對采集來的環(huán)境參數(shù)（風、浪、流），根據(jù)位置參照系統(tǒng)提供的位置，自動地進行計算，控制各推力器的推力大小，使船舶保持T 向和船位。近年來，隨著中國海洋開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展，具有動力定位性能的船舶在國內(nèi)需求逐步增大。為了更好地做好船級服務(wù)工作，滿足國內(nèi)需求，中國船級社于 2000 年開始立項對動力定位系統(tǒng)進行專題研究，目前已完成了動力定位系統(tǒng)檢驗指南 （以下簡稱 CCS 旨南）的編寫工作。下面就對 CCS 旨南和世界上主要船級社的動力定位系統(tǒng)規(guī)范的內(nèi)容

2、作一個簡單介紹。一、規(guī)范的發(fā)展過程自 1977 年挪威船級社（DNV 出版了第一本動力定位系統(tǒng)試行規(guī)范后，英國勞氏船級社（LR）隨后也出版了動力定位系統(tǒng)規(guī)范。為了指導船東正確地操作動力定位系統(tǒng)船舶，英國能源部和挪威石油理事會于 1983 年聯(lián)合出版了Guidelinesforthespecificationandoperationofdynamicallypositioneddivingsupportvessels。至此，動力定位系統(tǒng)方面的技術(shù)文件已比較完整。由于大量的動力定位船舶的使用，而且動力定位系統(tǒng)的操作與船舶的作業(yè)安全密切相關(guān)，因此引起了 IMO 海安會的重視，在 1994 年的 IM

3、O63 屆海安會上通過了MSC/Circ.645GuidelinesforVesselswithDynamicpositioningsystems，該通函自1994 年 7 月 1 日對新船生效。此后，美國船級社（ABS、德國船級社（GD、法國船級社（BW）也相繼出版了動力定位規(guī)范。中國船級社于 2002 年正式出版第一本動力定位規(guī)范。二、船級符號船級符號是船級社授予船舶的一個等級標志，是保險公司對船舶及貨物、工程作業(yè)等進行保險的重要依據(jù)。 對于動力定位系統(tǒng)， 各船級社均根據(jù)動力定位系統(tǒng)的功能以及設(shè)備冗余度的情況授予不同的附加標志（見表 1）。由表 1 可知，自 IMO 給出動力定位船只（DP

4、-vessel）定義后，動力定位船只系指這樣一個裝置或一艘船舶， 它能依靠推力器的推力自動保持船位 （固定位置或預定的航跡）。各船級社的附加標志基本上與 IMO 的設(shè)備分級相等效。嚴格地講，半自動或手動動力定位系統(tǒng)，沒有利用計算機對環(huán)境條件進行計算，都不叫做動力定位船只。由于歷史（在 IMO 指南頒布以前已經(jīng)授予了動力定位附加標志）和技術(shù)發(fā)展水平（受限于當時計算機的計算速度和控制能力）的原因，DNVLRBVABS 等船級社均保留了手動或半自動動力定位系統(tǒng)的附加標志。 就目前動力定位技術(shù)發(fā)展的水平而言， 海上平臺供應(yīng)（支持、守護）船、電纜或管道敷設(shè)/檢驗船、科學考查船等，其動力定位系統(tǒng)一般采用

5、2 級設(shè)備，否則在項目競標中很難滿足客戶的要求。而海上鉆井船舶，由于操作的安全性極其重要，其動力定位系統(tǒng)一般采用 3 級設(shè)備。 所以中國船級社在制訂動力定位檢驗指南時， 附加標志的分級也采用 IMO 的標準，而半自動或手動定位系統(tǒng)不授予附加標志。三、設(shè)備的配備動力定位系統(tǒng)由推力器、計算機控制系統(tǒng)、位置參照系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等組成。根據(jù)不同的附加標志，動力定位系統(tǒng)的設(shè)備配置也會有所不同，主要區(qū)別在冗余度上。表 2 給出了動力定位系統(tǒng)的設(shè)備的布置情況。四、故障模式與影響分析（FMEA所謂 FMEA 就是對動力定位系統(tǒng)可能的故障模式，以及故障對整個系統(tǒng)的影響進行評估。FME 冊確定動力定位船舶可靠性的重

6、要方法，通過 FMEAT 發(fā)現(xiàn)動力定位系統(tǒng)在設(shè)計上的缺陷。一般來講，設(shè)計單位沒有能力進行這方面的分析，國際上有專門進行 FMEA 勺機構(gòu)，船級社也具有這方面的能力。在進行 FMEA 寸，應(yīng)盡可能詳細地包括所有動力定位系統(tǒng)的主要部件，一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）所有系統(tǒng)主要部件描述以及表示他們相互之間作用的功能框圖；（2）所有嚴重故障模式；（3）每一故障模式的主要可預測原因(4)每一故障對船位的瞬態(tài)影響；(5)探測故障的方法；(6)故障對系統(tǒng)剩余能力的影響；(7)對可能的公共故障模式的分析。FMEA 的分析結(jié)果要通過航行試驗來進行驗證， 根據(jù)試驗結(jié)果， 向船東提供動力定位系統(tǒng)在操作上的注意事項。五

7、、動力定位船的定位能力所謂動力定位船的定位能力，是指船舶在一定環(huán)境條件(風、浪、流)下的定位能力。為了在船級符號上表明動力定位系統(tǒng)的能力，各船級社在授予動力定位系統(tǒng)附加標志時，還授予一個環(huán)境指數(shù)。例如：DNW 境規(guī)則數(shù) ernabc，其中a、b、c 為 0 至 99 之間的數(shù)值，a 表示全部推力器的最佳使用，b 表示單個推力器故障的最小影響，c 表示單個推力器故障的最大影響。LR 船級社推出了實現(xiàn)能力等級標志PCRBV 船級社推出了環(huán)境位置保持指數(shù)(ESKI),等等。動力定位系統(tǒng)的定位能力一般是設(shè)計階段考慮， 對于無限航區(qū)作業(yè)的動力定位系統(tǒng)， 一般采用一套標準的北海環(huán)境條件； 對于有限航區(qū)作業(yè)的動力定位系統(tǒng)， 應(yīng)考慮船舶作業(yè)區(qū)主要環(huán)境狀況的長期分布。環(huán)境力(風、浪、流)和推力應(yīng)通過風洞和水池試驗或其他公認的方法評估。在航行試驗時，可選擇典型的環(huán)境條件進行試驗。以上僅介紹了動力定定位系統(tǒng)規(guī)范的幾個主要方面。 實際上， 動力定位系統(tǒng)的規(guī)范還對控制系統(tǒng)(計算機系統(tǒng))、功率管理系統(tǒng)、報警與顯示系統(tǒng)、以及位置參照系統(tǒng)等進行了詳細的規(guī)定。另外在計算機系統(tǒng)中，還提