一种船舶应急过驳救援管理系统和方法与流程

1.本发明属于船舶救援技术领域，尤其是涉及一种船舶应急过驳救援管理系统和方法。


背景技术：

2.目前，随着我国经济的发展，lng清洁能源进口的需求也在逐年增加。
3.lng运输船单船载货量大，大型lng运输船大多舱容在14-26万立方米，所载的lng货物属于-160
°
超低温液态2.1类危险品，且lng气化后其体积约为同量液态天然气体积的600倍。
4.可见，如果lng运输船在近海发生碰撞，搁浅或船舶设备故障等事故，-160
°
超低温货物在lng运输船内不能长时间保存，货物需要移出，但根据其危险品特性，按照法规要求发生事故或故障的lng运输船不得进入港口卸货，因此只能尽快把货物进行应急处置，将货物在海上过驳到救援lng运输船上。如果救援不及时不但将造成货物和船舶损失，而且也对周围海域环境安全带来巨大隐患。
5.由于危险品lng运输船过驳救助过程复杂，影响救援因素多，包括救援船选择、待援船状态判定、船船系泊方案、周围海况等环境影响分析等，一般救援工作准备时间长，或因准备不充足造成救援受阻或二次安全事故发生。
6.目前在紧急状态下开展对待援船的过驳救援作业没有相关辅助系统，不能针对特定水域、特定救援船舶和海洋气象信息等环境变化进行各种信息综合的模拟，如果液化危险品船发生事故，过驳救援力量的组织，救援作业计划的制定往往因多种影响因素复杂，不能快速制定救援计划以及科学快速安排救援资源。
7.因此，在lng运输船遇到上述事故或故障的紧急状态下，必须制订一套快速有效lng运输船救援系统和方法，以高效有序处置应对，指导展开lng应急过驳救援工作。
8.此外，对于载有其他种类的液态危险品物资的船舶，在发生事故和故障情况后的紧急状态时，为保障海域环境安全和船舶安全，同样需要船舶应急过驳救援管理。


技术实现要素：

9.本发明要解决的问题是提供一种船舶应急过驳救援管理系统和方法，应用于液化危险品船，特别是lng船的应急过驳救援管理。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种船舶应急过驳救援管理系统，包括船舶风险状态评估模块、船舶数据库模块、船船系泊力预测算模块、海上过驳环境分析模块、船船兼容匹配分析模块和终端信息处理中心，各模块信息相互关联；所述船舶风险状态评估模块通过综合风险程度评估方法，评估待援船（事故船）状态的综合风险程度；所述船舶数据库模块用于收集救援区域内船舶信息，建立船舶数据库，初步筛选救援船；
所述船船兼容匹配分析模块用于进一步分析初步选定救援船和待援船的船船匹配性，最终选定救援船，获取救援船和救援工具参数；所述海上过驳环境分析模块用于收集和分析事发水域环境条件，选定过驳救援地点；所述船船系泊力预测算模块用于船船旁靠系泊力计算和推荐船船系泊方案，保证两船在救援过驳作业中保持相对稳定；
10.所述终端信息处理中心用于综合收集上述全部模块的信息，建立船舶货物过驳应急救援数字3d模拟场景，并进行推演，协同各作业单位，为应急过驳作业提供依据。
11.一种船舶应急过驳救援管理方法，包括如下步骤：s1、船舶风险状态评估：船舶风险状态评估模块通过综合风险程度评估方法对待援船的状态信息、故障原因进行初步判定和分析，并进行综合风险程度评估；然后将收集待援船的状态信息，对照综合风险程度评估方法定级，结合待援船货舱状态信息，传送至船船系泊力预测算模块和船船兼容匹配分析模块，为准备应急过驳的系泊安排和救援资源；综合风险程度评估结果将传送至终端信息处理中心，通过终端信息处理中心同救援单位实现信息共享，指导安排救助力量，指导过驳救援实施方案；s2、船舶数据收集：通过船舶数据库模块收集救援区域内可用船舶信息，建立船舶数据库，并对照船舶数据库的数据初步筛选可用救援船；s3、船船兼容匹配分析：船船兼容匹配分析模块通过船舶数据库模块选定的可用救援船信息，将其与待援船匹配性做兼容分析，分析两船具体参数匹配性；s4、海上过驳环境分析：通过海上过驳环境分析模块收集和分析事发水域环境条件，选定过驳救援地点，并将分析结果传送至终端信息处理中心和船船系泊力预测算模块；s5、船船系泊力预测算：船船系泊力预测算模块通过接收如下信息进行船船系泊力预测算：（1）海上过驳环境分析模块分析结果；（2）船船兼容匹配分析模块分析结果；（3）船舶风险状态评估模块分析结果，船船系泊力预测算模块将信息分析结果传送至终端信息处理中心，指导系泊作业和救助拖轮协助作业；s6、终端信息处理：终端信息处理中心应用筛选的特定水域、特定救援船和系泊方案条件下，通过船船系泊力预测算模块分析结果，模拟船船货物过驳救援作业，并根据海洋气象信息等因素变化进行推演。
12.进一步地，在步骤s1中，所述综合风险程度评估方法包括以下步骤：对待援船关键系统或部件事故按照一至四级分级定性分类，其中一级最严重，综合风险程度评估按照由高到低的险情级别综合评定，建立待援船综合风险评估值。
13.进一步地，所述综合风险程度评估按照h1-h2-m1-m2-l1-l2由高到低的险情级别综合评定，建立待援船综合风险评估值。
14.进一步地，在步骤s2中，所述船舶信息包括船舶近期到港航路信息、船舶在航载货状态、所属管理公司/船东信息、船舶状态和船龄、货仓舱型、舱容、到港货运频次、船舶尺度参数、船舶总布置图等主要信息，并将信息分类归纳，便于检索。
15.进一步地，在步骤s2中，初步筛选可用救援船的方法为优先选择权权衡方法，所述优先选择权权衡方法具体内容为：（1）以货舱舱型、距待援船距离、舱容为最优先级权重因素；（2）以船舶尺度参数匹配性、船舶在航载货状态（空/满载）、近期到港货运信息和频次为
次优先权重因素；（3）以所属管理公司/船东信息、船舶状态和船龄为第三权重因素，船舶总布置图作为参考因素。
16.如上以船舶数据库为基础，通过权重值初步筛选出可用救援船，即较适宜的备选救援船，并掌握备选救援船的参数信息，为应急情况下快速展开后续工作做基础。
17.进一步地，在步骤s3中，船船兼容匹配性因素包括主尺度、舱容、舱型、干舷、管汇位置、系泊点、船船通讯连接设备、碰垫和软管船吊设备、船舶总布置图等信息，以最终筛选和确定适宜的救援船，以确保应急救援过驳作业安全。
18.进一步地，在步骤s3中，所述船船兼容匹配分析模块根据船匹配性分析结果，可确定船舶过驳救援专业工具型号、规格和数量清单，指导救援力量对应急过驳专用工具进行准备。
19.本发明具体的效果如下：本发明解决了液化危险品船，特别是lng船故障或事故发生后应急救援工作的快速性和有序性，通过对多种救援信息因素的分析判断，包括评估待援船状况信息、分析事发区域海上环境条件信息、通过船舶数据库筛选救援船、船船过驳兼容性分析和船船系泊安全性测算，以辅助协同过驳救援力量，为运输船救援准备提供依据，以便船舶应急过驳救援工作展开的便捷性。
20.本发明针对复杂的船舶应急救援工作，确保海上船舶应急救援的有序性和安全性，缩短了救援准备时间，本发明对船船应急救援作业中“事故船风险评估、救援船的选取、过驳船型匹配、系泊方案、作业环境的选定”等问题进行系统性和有序性的解决。
21.可见，本发明降低了危险品应急救援作业风险，减少和缩短了过驳救援工作的准备时间，对过驳救援工作的开展提供了便利，填补了液化危险品船，特别是lng运输船救援安全管理的空白。
附图说明
22.下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：图1是本实施例船舶应急过驳救援管理系统组成框图。
23.图2是本实施例舶应急过驳救援管理方法逻辑图。
具体实施方式
24.如图1和图2所示，本实施例应用于lng船。本实施例一种船舶应急过驳救援管理系统，包括：船舶风险状态评估模块、lng船舶数据库模块、船船系泊力预测算模块、海上过驳环境分析模块、船船兼容匹配分析模块和终端信息处理中心，各模块信息相互关联；船舶风险状态评估模块通过风险评级定性方法，评估待援船状态的综合风险程度；lng船舶数据库模块用于收集救援区域内往返周边港口可用lng船信息，归纳按照分类管理方法建立lng船舶数据库，以权重优先方法比对初步筛选lng救援船；
船船兼容匹配分析模块基于船舶风险状态评估模块和lng船舶数据库模块分析结果，进一步的分析初步选定lng救援船和待援船船船匹配性，最终选定lng救援船，获取lng救援船和救援工具参数；海上过驳环境分析模块用于收集和分析事发水域环境条件，选定过驳救援地点；船船系泊力预测算模块基于船舶风险状态评估模块、lng船舶数据库模块、船船兼容匹配分析模块和海上过驳环境分析模块的分析结果，用于船船旁靠系泊力计算和推荐船船系泊方案，保证两船在救援过驳作业中保持相对稳定；
25.终端信息处理中心用于综合收集上述全部模块的信息，建立船舶货物过驳应急救援数字3d模拟场景，并进行推演，协同各作业单位，为lng应急过驳作业提供依据。
26.一种船舶应急过驳救援管理方法，包括如下步骤：s1、船舶风险状态评估：船舶风险状态评估模块通过综合风险程度评估方法，即通过海事通讯手段收集待援船状态信息，对待援船的故障原因（如碰撞、设备故障、搁浅等）进行初步判定，并分析具体货舱（lng货物围护系统）状态、船舶动力状态（包括主推进和电力系统）、船体状态、甲板及主要机械设备等失效、损坏或故障状态，进行综合风险程度评估。
27.综合风险程度评估方法：首先对lng待援船关键系统或部件事故按照一至四级分级定性分类，一级最严重。lng待援船关键系统或部件包含lng货仓围护系统、lng货物围护辅助系统、主推进系统和电力系统、船体、甲板设备等其他设备，共五部分。综合风险程度评估按照h1-h2-m1-m2-l1-l2由高到低的险情级别综合评定，建立待援船综合风险程度评估值，具体如下表所述：表1 待援船综合风险程度评估值船舶风险状态评估模块将收集的lng待援船状态信息，对照上述综合风险程度评估方法定级，结合lng货舱压力温度液位辅助信息，传送至船船系泊力预测算模块和船船兼容匹配分析模块，为准备应急过驳的系泊安排和救援资源。综合风险程度评估结果将传送至终端信息处理中心，通过终端信息处理中心同救援单位实现信息共享，指导安排救助力量，指导过驳救援实施方案。
28.如当待援船综合风险程度评估等级达到h2及以上级别时，按照最高级别救援作业方案指导实施，指引救援作业过程按照高级别引航、警示跟踪、多船护航和戒备进行。
29.s2、lng船舶数据收集：通过lng船舶数据库模块收集救援区域内往返周边港口可用lng船信息，包括lng船近期到港航路信息、lng船舶在航载货状态、所属管理公司/船东信息、船舶状态和船龄、lng货仓舱型、舱容、到港货运频次、船舶尺度参数、船舶总布置图等主要信息，分类归纳，便于检索，建立lng船舶数据库。
30.lng船舶数据库模块通过ais(船舶自动识别系统)系统获取待援船所在区域内一定范围内所有可用lng船位置信息，计算与待援船距离。
31.对照上述lng船舶数据库的数据，lng船舶数据库模块按照优先选择权权衡方法，初步筛选可用lng救援船，其中优先选择权权衡方法具体内容为：（1）以lng货舱舱型、距待援船距离、舱容为最优先级权重因素；（2）以船舶尺度参数匹配性、lng船舶在航载货状态（空/满载）、近期到港货运信息和频次为次优先权重因素；（3）以所属管理公司/船东信息、船舶状态和船龄为第三权重因素，船舶总布置图作为参考因素。
32.如上以lng船舶数据库为基础，通过权重值初步筛选出可用lng救援船，即较适宜的备选lng救援船，并掌握备选lng救援船的参数信息，为应急情况下快速展开后续工作做基础。
33.s3、船船兼容匹配分析：船船兼容匹配分析模块通过lng船舶数据库模块选定的备选lng救援船信息，将其与lng待援船匹配性做兼容分析，分析两船具体参数匹配性，船船兼容匹配性因素包括：主尺度、舱容、舱型、干舷、管汇位置、系泊点、船船通讯连接设备、碰垫和lng软管船吊设备、船舶总布置图等信息，以最终筛选和确定适宜的lng救援船，以确保应急救援过驳作业安全，匹配逻辑包括：舱容相近或救援船舱容不小于待援船的1/3；在船型尺度方面线型、管汇位置相吻合；两船的干舷差应不大于10m；管汇位置前后差距不应大于5m；舱型相近或相同；系泊方案中缆绳垂向角度小于25
°
。
34.同时船船兼容匹配分析模块根据lng船匹配性分析结果，可确定“lng跨接软管、lng软管鞍座、碰垫”等lng船过驳救援专业工具型号、规格和数量清单。指导救援力量对lng应急过驳专用工具进行准备。碰垫设备根据两船的吨位，船舶法向靠船速度的有效撞击能力进行计算确定，风浪极端天气有效撞击能量系数取0.8，计算出两船的吨位组合的最低碰垫配置数量和特性。两船过驳软管长度根据软管长度取为两船管汇接口最大高度差的2倍加上管汇接口至船边的距离。
35.s4、海上过驳环境分析：通过海上过驳环境分析模块收集和分析事发水域环境条件，选定过驳救援地点。
36.水域环境条件包括海洋水文环境因素、海上气象环境因素和通航交通环境因素，其中海洋水文环境因素包括海流、潮汐、潮流、水深、水下地形等地理信息；海上气象环境包括海上风力、波浪、能见度、降水、气温等海上气象信息；通航交通环境因素包括周围水域航线船舶密度、航道条件、危险品锚地条件、其他作业船或海上物信息以及海事助航设施和海上通讯条件等信息。
37.海洋水文环境因素和通航交通环境因素信息分别通过电子海图和ais系统(船舶自动识别系统)获取，海上气象环境因素通过海洋天气预报信息获取。
38.海上过驳环境分析模块对影响救援任务的各个信息分别进行评估和综合判断，通
过权重计算方法筛选海域内最合适的过驳救援地点，海上过驳环境分析模块分析结果传送至终端信息处理中心和船船系泊力预测算模块。
39.s5、船船系泊力预测算：船船系泊力预测算模块通过接收如下信息进行船船系泊力预测算：（1）海上过驳环境分析模块分析结果，包括筛选的过驳救援地点及其环境信息，尤其是海上风浪流、水文地质等信息；（2）船船兼容匹配分析模块分析结果，包括船舶载荷、船舷高度差、船型线性等信息；（3）船舶风险状态评估模块分析结果，包括综合风险程度评估结果信息。
40.船船系泊力预测算模块计算筛选过驳地点的风浪流等信息影响船船过驳作业中产生的纵向、横向移动，升沉、横摇、纵摇和回转运动量剧烈程度，参考液化天然气船舶的允许运动量限度值，应用船舶系泊optimoor软件，计算救援船系泊于待救援船的安全作业所需要的缆绳破断强度（系船缆的安全系数取8左右），以及对船船系泊缆绳的特性要求，通过缆绳的破坏力参考表选取船船旁靠系泊缆绳型号和数量，并计算得出具体的船船系泊缆绳布置计划。
41.船舶风险状态评估模块的评估结果对系泊力产生影响时，将调整系泊缆的安全系数，调整船船系泊方案。
42.船船系泊力预测算模块信息分析结果传送至终端信息处理中心，指导系泊作业和救助拖轮协助作业。
43.s6、终端信息处理：终端信息处理中心应用筛选的特定水域和筛选的特定救援船和系泊方案条件下，通过船船系泊力预测算模块分析结果，模拟船船货物过驳救援作业，并根据海洋气象信息等因素变化进行推演。应用终端信息处理中心模拟推演结果指导制定过驳救援实施方案，协同应急救援力量和作业资源，包括lng应急救援过驳船舶、lng船应急救援过驳工具和物资、救助拖轮等相关工作准备，以便快捷开展船舶过驳救援工作。
44.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种船舶应急过驳救援管理系统，其特征在于：包括船舶风险状态评估模块、船舶数据库模块、船船系泊力预测算模块、海上过驳环境分析模块、船船兼容匹配分析模块和终端信息处理中心，所述船舶风险状态评估模块通过综合风险程度评估方法，评估待援船状态的综合风险程度；所述船舶数据库模块用于收集救援区域内船舶信息，建立船舶数据库，初步筛选救援船；所述船船兼容匹配分析模块用于分析初步选定的救援船和待援船的船船匹配性，最终选定救援船，获取救援船和救援工具参数；所述海上过驳环境分析模块用于收集和分析事发水域环境条件，选定过驳救援地点；所述船船系泊力预测算模块用于船船旁靠系泊力计算和推荐船船系泊方案；所述终端信息处理中心用于综合收集所述船舶风险状态评估模块、船舶数据库模块、船船系泊力预测算模块、海上过驳环境分析模块和船船兼容匹配分析模块的信息，建立船舶货物过驳应急救援模拟场景，并进行推演。2.一种船舶应急过驳救援管理方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、船舶风险状态评估：船舶风险状态评估模块通过综合风险程度评估方法对待援船的状态信息、故障原因进行初步判定和分析，并进行综合风险程度评估；然后将收集的待援船的状态信息，对照综合风险程度评估方法定级，结合待援船货舱状态信息，传送至船船系泊力预测算模块和船船兼容匹配分析模块；综合风险程度评估结果将传送至终端信息处理中心；s2、船舶数据收集：通过船舶数据库模块收集救援区域内可用船舶信息，建立船舶数据库，并对照船舶数据库的数据初步筛选可用救援船；s3、船船兼容匹配分析：船船兼容匹配分析模块通过船舶数据库模块选定的可用救援船信息，将其与待援船匹配性做兼容分析，分析两船具体参数匹配性；s4、海上过驳环境分析：通过海上过驳环境分析模块收集和分析事发水域环境条件，选定过驳救援地点，并将分析结果传送至终端信息处理中心和船船系泊力预测算模块；s5、船船系泊力预测算：船船系泊力预测算模块通过接收如下信息进行船船系泊力预测算：海上过驳环境分析模块分析结果、船船兼容匹配分析模块分析结果和船舶风险状态评估模块分析结果，船船系泊力预测算模块将船船系泊力预测算分析结果传送至终端信息处理中心；s6、终端信息处理：终端信息处理中心应用筛选的水域、救援船和系泊方案作为条件，通过船船系泊力预测算模块分析结果，模拟船船货物过驳救援作业，并进行推演。3.根据权利要求2所述的船舶应急过驳救援管理方法，其特征在于：在步骤s1中，所述综合风险程度评估方法包括以下步骤：对待援船事故分级定性分类，综合风险程度评估按照由高到低的险情级别综合评定，建立待援船综合风险评估值。4.根据权利要求2所述的船舶应急过驳救援管理方法，其特征在于：在步骤s2中，初步筛选可用救援船的方法为优先选择权权衡方法。5.根据权利要求2所述的船舶应急过驳救援管理方法，其特征在于：在步骤s3中，所述船船兼容匹配分析模块根据船匹配性分析结果，确定船过驳救援工具。

技术总结
本发明一种船舶应急过驳救援管理系统和方法，属于船舶救援技术领域，包括船舶风险状态评估模块、船舶数据库模块、船船系泊力预测算模块、海上过驳环境分析模块、船船兼容匹配分析模块和终端信息处理中心，本发明解决了液化危险品船，特别是LNG船故障或事故发生后应急救援工作的快速性和有序性，通过对多种救援信息因素的分析判断，包括评估待援船状况信息、分析事发区域海上环境条件信息、通过船舶数据库筛选救援船、船船过驳兼容性分析和船船系泊安全性测算，以辅助协同过驳救援力量，为运输船救援准备提供依据，以便船舶应急过驳救援工作展开的便捷性。援工作展开的便捷性。援工作展开的便捷性。


技术研发人员：黄国良 石峰 时光志 朱永凯 张海涛 周毅 梁斌 夏华波 罗文忠 张荣 李萌 蒙学昊 吴昊
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/9/19