輔助靠泊系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)研究

宋健輝，姬曉東，任勁松，孫廣斌，王凱坡

（海洋石油工程股份有限公司，天津300452）

1 系統(tǒng)介紹

在卸載作業(yè)過程中，靠泊輔助系統(tǒng)提供了一個實時的油輪定位系統(tǒng)，用來指導(dǎo)FSRU/FPSO/FLNG的靠泊作業(yè)。在油輪接近期間，駕駛員可以通過輔助靠泊系統(tǒng)畫面看到FSRU/FPSO/FLNG與油輪的相對位置。

安裝在FSRU/FPSO/FLNG上的SafePilot控制單元使用DGPS系統(tǒng)來計算油輪的相對位置。連接到每個單元的GPS天線的相對位置精度可以達到厘米級。油輪的位置將顯示在FSRU/FPSO/FLNG的操作員終端和SafePilot控制單元上。

該系統(tǒng)可以提高油輪的艏向定位精度，并實時顯示油輪的圖形位置。通過跟蹤靠泊單元之間持續(xù)傳輸?shù)膶崟r位置，系統(tǒng)可以計算出相對于FSRU/FPSO/FLNG的實際油輪位置、艏向和速度。

SafePilotCATMAX裝置是輔助靠泊的核心控制器，靠泊時，將由駕駛員手動攜帶到駛近的油輪上。

圖1-1 SafePilot CAT MAX裝置

在整個靠泊作業(yè)過程中，油輪將其GPS位置通信到FSRU/FPSO/FLNG機組，并將通過超高頻無線電鏈路接收來自FSRU/FPSO/FLNG上的基站的位置信息。油輪的位置顯示在輔助靠泊系統(tǒng)的畫面上。

SafePilot CAT MAX是FSRU/FPSO/FLNG上的GNSS基站，它將GNSS的數(shù)據(jù)修正傳輸?shù)接洼喓屯陷喩系腃ATMAX。它還會收集需要在輔助靠泊系統(tǒng)上顯示的數(shù)據(jù)。 此外，它還向船舶上的中控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，或獲取中控系統(tǒng)命令。

2 系統(tǒng)配置

（一）GNSS和UHF天線的安裝：

圖2-1 GNSS和UHF天線的安裝

為了保證位置精度、啟動時間、信號重新采集時間和衛(wèi)星信號的可靠性，將天線安裝在沒有結(jié)構(gòu)遮擋的位置，并且遠離其他電子設(shè)備和天線一米以上。

為了保證精度，對GNSS天線的安裝位置進行了準確測量。天線位置與船頭之間的偏移量，在系統(tǒng)啟動期間由調(diào)試工程師將其輸入到SafePilot Control Unit中。

（二）外部連接：

圖2-2 外部連接方式

SafePilot Control Unit有兩個GNSS接收器和一個內(nèi)置的超高頻無線電調(diào)制解調(diào)器。 GNSS天線連接器的位置為N型，并標記為：GPS；超高頻天線連接器為N型，并標記為：超高頻。

利用SafePilot Control Unit的8個串行接口，進行外圍設(shè)備連接，端口波特率均設(shè)為38400、N、8、1。COM1連接陀螺儀，COM2連接AIS。

3 系統(tǒng)調(diào)試

（一）系統(tǒng)上電啟動

a） 接通控制系統(tǒng)電源

b） 確認啟動工作站后，輔助靠泊系統(tǒng)能自動啟動、運行；

c） 確認操作站與系統(tǒng)之間通訊正常，操作站畫面顯示正常。

d） 確認系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與設(shè)計一致。

e） 確認輔助靠泊系統(tǒng)與其他相關(guān)系統(tǒng)的通訊連接正常。

f） 檢查計算機上的IP地址，以與CAT匹配。

（二）輔助靠泊系統(tǒng)測試

輔助靠泊系統(tǒng)測試通過模擬的方式進行測試，通過移動CAT MAX裝置，確認系統(tǒng)從衛(wèi)星接收超高頻天線位置的數(shù)據(jù)并按規(guī)范給出所需的信息。

a） 模擬油輪與FPSO之間的相對位置以及運動信號，確認系統(tǒng)操作站的畫面能夠接收到相應(yīng)的信號；

b） 輸入并改變天線的參數(shù)設(shè)置等信息，確認系統(tǒng)操作站的畫面能夠接收到相應(yīng)的信號；

c） 確認系統(tǒng)反饋的相對位置以及運動的信號正確無誤；

d） 確認當CAT MAX裝置移動的時候，系統(tǒng)接收到的相關(guān)的位置以及運動的信息也隨之改變；

圖3-1輔助靠泊系統(tǒng)畫面

圖3-2油輪移動端顯示畫面

圖3-3 油輪端的天線

（三）與中控系統(tǒng)通訊測試

a）確認系統(tǒng)能夠接收到系泊系統(tǒng)的系泊纜繩張力的相關(guān)數(shù)據(jù)；

b）確認系統(tǒng)能夠接收到外輸系統(tǒng)的外輸軟管張力的相關(guān)數(shù)據(jù)；

c）模擬遙測正常及故障信號，確認中控系統(tǒng)能夠接收到相應(yīng)信號；

d）模擬半潛平臺就緒及故障信號，確認輔助靠泊系統(tǒng)能夠接收到相應(yīng)信號；

e）模擬油輪裝載管線就緒及故障信號，確認中控系統(tǒng)能夠接收到相應(yīng)信號；

f）模擬輔助靠泊系統(tǒng)應(yīng)急關(guān)斷信號，確認中控系統(tǒng)能夠接收到相應(yīng)信號；

表3-1 中控系統(tǒng)信號測試結(jié)果