【IMO批准挪威北狄集团的高精度计程仪】

海洋仪器专家挪威北狄集团开发的新型多普勒计程仪其核心性能是智能数据处理,它能确保即使在海上具有挑战性的海况下,也能对船舶速度进行精确测量。

提供精确可靠的对水速度测量是监测船舶性能的关键。但业界人士一直抱怨,现有的计程仪通常既不可靠、也不够精确,无法满足当今的性能要求,这些问题已经得到研究证实。

市场上的许多计程仪都各自声称其精度很高。但这些都是在理想的条件下,平静水面,没有风,没有强大的水流的取得的。计程仪需也能在非理想条件下精确测量。

因此,挪威北狄集团开发了一种新型计程仪,在具有挑战性的船舶运营条件下,它比竞争对手具有更高的精确性。即使在不同的海况和天气条件下在公海航行,其精度也始终保持在0.5%左右。

挪威北狄集团的计程仪现在得到了IMO的批准。在此之前,挪威船级社(DNV GL)已经为这一开创性的、新的海运市场计程仪颁发了“MED B”批准证书。

为什么对水速度很重要

对水速度很重要,因为正是这种速度有助于确定船舶的运行效率和燃油消耗率。

此外,海运业正在关注欧盟新的监测、报告和核查条例以及国际海事组织关于排放报告的数据收集系统规则。这些规章制度意味着人们越来越重视对船舶性能的监测,这就要求对对水速度进行精确的测量。

正确测量船只的速度一直是一个挑战,尤其是因为在船只上有两种速度测量方法——对水速度(STW)和对地航速(SOG)。举一个简单的例子,一艘航行速度为15海里/小时的船只,直接逆流航行5海里/小时,只会以10海里/小时的速度穿越地球。对地航速可以相当容易地测量,例如使用GPS。但是,要精确计算对水速度要复杂得多,这就需要了解水流和作用在船只上的其他作用力。

对水速度是一项具有挑战性的任务

测量对水速度可以用计程仪来完成,它通过安装在水下船体上的传感器来计算速度,但这并不简单。有很多变量需要考虑。

其中一个最具挑战性的问题是,船舶本身会在船体周围形成一个流场。如果在这个范围内测量在水中通过的速度,你最终可能会得到个错误的读数。该区域将随着船舶、速度、吃水和纵倾的变化而动态变化。

一艘移动的船舶也会经历纵摇和横摇,这是影响读数的另一个因素。除此之外,船体周围边界层中由船舶运动产生的流动模式需要与洋流区分开来,以确保精确的速度测量。计程仪——特别是广泛使用的电磁计程仪——通常可靠性较差,并且随着时间的推移变得不太精确。它们也很难重新校准,而且常常提供较差的数据质量、速度记录和数据传输。

调整计程仪数据以补偿由此产生的错误既费时又复杂,需要使用宝贵的资源,而行业完全可以更好地利用这些资源。

提供实时、可靠和精确的测量

考虑到这一点,挪威北狄集团的工程师们决定开发海运业所需要的:一种真正可靠的计程仪!通过提供实时、可靠和精确的测量来满足数字世界的需要。

基于多普勒的挪威北狄集团计程仪500 kHz(NSL500)是与海运业密切合作开发的,利用挪威北狄集团20多年来开发利用多普勒原理测量水中运动的仪器的经验。

NSL500带有集成传感器,可校正温度、吃水、纵摇和横摇。先进的算法然后根据这些输入参数调整测量值,以确保精确性。它不仅测量对水速度、对地航速和航程,还提供温度和海流分布,使船东能够规划航线,以提高燃油效率。

挪威北狄集团的工程团队已经进行了三个试验项目,以测试仪器在日常实际情况下的可靠性和精确性。三艘试验船上的NSL500的安装工作在数小时内完成,挪威北狄集团与船东合作,提供简单的改装解决方案。

第一个试点项目于2017年开始在挪威海岸航行的滚装船上安装计程仪。当船只经过装有海流计的气象浮标(包括一个挪威北狄集团的阿奎多普海流计)时,有可能对这些浮标的数据、GPS的对地航速数据和船上的NSL500计程仪进行精确比较。结果显示读数之间有密切的相关性。挪威北狄集团的NSL500也给人留下了深刻的印象,它能够精确地读出流速只有8厘米/秒,当时该船以13-14节的速度航行。

在严苛条件下表现出色

在第二个试点项目中,2018年夏季,挪威另一艘货船上安装了NSL500计程仪。该项目由挪威研究委员会、罗罗公司(现隶属于康士伯)、挪威科技大学(NTNU)和挪威气象研究所共同实施。

该项目中,该船有一个非常尖的船体,这意味着NSL500不得不应付更大的船舶运动。在2018年圣诞节的一场大风暴中,当船只在我们的测试中遇到最恶劣的海况时,这种运动变得极端,为计程仪提供了一个严格的测试场景。

船上的仪器显示风速为20米/秒,舵角为25度,所以该船艰难向前前行以避免漂移。

随着风暴的加剧,数据中的噪音也在加剧,但有可能对数据应用标准差来评估精确性。其变化范围很窄,介于0.01 m/s和0.2 m/s之间,这表明即使在最恶劣的条件下,NSL500仍然能够提供精确的读数。

第三个试点项目测试了计程仪在公海上的能力。2018年12月,NSL500计程仪被安装在一艘环球长航线散货船上。在多次航行中,计程仪提供了稳定的读数,与船舶现有的电磁计程仪相比表现更优良。评估在马六甲海峡和印度洋三天内记录的数据,NSL500的标准误差平均值为0.074海里/小时,对水速度平均为13.3海里/小时,误差仅为0.55%。相比之下,该船现有的电磁计程仪在以类似速度航行时测量的对水速度误差为1.5-2节。

NSL500的流速测量能力意味着船员也可以精确评估可变海流的强度,比如南非附近的阿古拉斯海流。

精确可靠

随着时间的推移,NSL500提供了可靠的读数,并且是自校准的,这意味着安装和调试简化,无需在海上进行进一步调整。挪威北狄集团为新建和改造提供安装解决方案,并可提供安装协助。算法中已考虑船舶纵摇和横摇以及船舶吃水。

此外,该计程仪还可以测量水深不超200米的对地航速,并测量洋流的强度和方向。同时也考虑到海水盐度,避免了电磁计程仪和其他多普勒计程仪的主要校准问题。

用户还可以从NSL500最先进的数据记录和用户界面中受益。

挪威北狄集团听取了船东和运营商的意见,最终提供了他们正在寻找的改进型计程仪——能够在任何地方精确、可靠地执行。

“胖五”复飞前的700多天、烤焦的野鸡带你了解归零
#载人航天历史#
“归零”,对于很多人来说是一个陌生的词汇,背后更是有许多不为人知的故事。“简单地说,就是从零开始。”甚至航天系统的部分人士也这么认为。但只是这样吗?

航天人最恐惧的一个词是啥?一听到这个词,就会汗毛倒竖、手脚冰凉。

就三个字:没!问!题!

航天工作极为复杂,脱口而出“没问题”是最大的问题。这背后意味着可能存在由路径依赖导致的认知盲区。

拿神舟飞船来说:飞船重8吨,总长8m,它是由13个分系统组成,装有52台不同推力的发动机,飞船上的电缆总长度超过30km,共有600余台设备,10万余个元器件。有多少家单位参与研制?差不多1000家!而航天飞机有多少个零件?250万个!

面对这么一个复杂的系统,谁敢随便说没问题?没问题,并不意味着真的搞定了,而是意味着当事人可能陷入了一种“不知道自己不知道”的境地,这才是最危险的。换句话说,不是真的没问题,而是看不到问题。

在载人航天早期阶段,最悲剧性的事故莫过于阿波罗1号飞船。因为失火,三名宇航员在地面模拟试验中被活活烧死。这并不是一次人为事故,不是哪位工程师粗心大意造成的悲剧,而主要是工程师对纯氧方案的潜在威胁缺乏认识。

太空中没有氧气,所以飞船里就需要充填氧气,当时的阿波罗飞船采用了1/3大气压力的纯氧气,这是一个很自然也很合理的选择。但超出工程师认知的是纯氧环境下,很多本来不易燃的东西都变得易燃了,一些在正常空气中本属于耐火材料的塑料制品,在纯氧中却成了易燃物品,这就是路径依赖导致的认知盲区。舱门设计也有问题,90s内绝对打不开。着火后飞船内形成负压,短时间内无法从外面打开。这就导致大火在短短三十秒内就夺去了三名宇航员的生命。

三十秒,三条生命。

因此,为了突破认知边界,航天探索必须能应对各种变量,这导致航天人只能用一个复杂系统提供所需的一切;然而系统自身太复杂了,无论每个零部件如何精心打磨,你都无法保证把它们组装到一起之后,还能够达到预期的设计目标。因此没有办法提前预判哪里会出现风险,这就是 “薛定谔的风险”。

那如何把看不见的问题暴露出来呢?简单概括其实就是做好两件事儿:设计阶段,通过仿真排除可能问题;制造阶段,通过测试排查潜在问题。反复试验,让缺陷和故障充分暴露出来。

先给大家讲个真实的故事。

很多年以前,有一个卫星上用的设备,本来是继承已经成功型号的设计,所以大家都认为不会有任何问题。但是从西安把设备运到北京,总装好后,放到真空罐子中做试验。前几天一切正常,没想到到第七天忽然出现了故障。只好中止试验,把设备取出来,让工程师拉回西安去排除故障。

折腾回西安后,工程师反复测试,设备完全正常,一点问题没有啊。于是,大家又忐忑地把设备重新运到北京,接着做试验。然而不妙,这次到了第五天,一模一样的问题又出现了。

这可奇怪了,在西安就行,北京就不行。这也能水土不服?后来,工程师通过非常仔细地检查核对,终于找到为什么了。仅仅是更换了一个电阻。虽然是继承成熟的设计方案,几乎什么都没改变,但更换了一个小小的电阻。虽然电阻值完全相同,但这个新电阻是空心的。空心电阻重量更轻,看上去更适合航天用。但其实不然,因为在真空中,空心电阻会逐步把气体释放,而这会导致一个叫做低气压放电的现象,进而造成了故障。

放气是缓慢发生的,所以第一次试验需要七天才出现故障。运输回西安的过程中,空气重新进入电阻,所以故障现象又消失了。第二次在北京测试,就只需要五天时间。由于西安的测试环境不够真实,测试时间也不够长,所以问题没有提前发现。如果不是在真实环境中测试,这个问题就肯定无法暴露出来。

找到问题还不够,更重要的是,航天人还需要不放过任何微小的异常,把大问题转换为小问题。

再讲一个作者本人经历的故事。十一月的东北,大雪纷飞,零下三十度,天气非常寒冷。我们用一个12米的巨大天线和卫星通信,某一天忽然系统不能正常工作了。这是一个需要立即解决的问题,但是整个系统实在太复杂了。完全可能是卫星有故障,地面又有几百台不同的设备、几公里的电缆,任何一个环节,任何一个设备出问题,都可能导致这个故障。

大家用三天时间检查了所有可能出问题的环节,但一无所获。这个过程让大家开始怀疑人生。虽然是一名工程师,但那时候早晨起床我都想先拜拜各方神仙了。

就在望向远方的时候,我忽然灵机一动,既然接口处总是最容易出问题,但天线和卫星之间的接口,我们从没有亲眼观察,都是通过仪器设备读的参数。于是决定派人系上安全带,爬到几十米高的天线上去检查。大家猜猜我们在那里看到了什么?就是它:一只烤焦的野鸡。

这只野鸡,因为天气太冷,啄破了信号源,也就是天线馈源的保护罩,钻进去取暖。这和北京冬天,下雪后小猫喜欢钻到汽车下取暖是一个道理。于是高大上的天线就变成了一个微波炉,烤熟了这只野鸡。

这不是因为这个保护罩质量不好。而是因为这个保护罩要求必须能透过电磁波,所以很难非常结实,要防止野鸡等动物入侵并不容易。具体的解决方法就不赘述了。

这类问题,在各行各业中也挺常见。发现问题很困难,但是一旦发现了,好像事儿也不是很大。不过,如果想永久、彻底地解决这个问题,好像又不是那么容易。

对于这种情况,中国航天人逐步总结出了一个方法论,叫做归零法。这个方法的本质就是放大已经发现的任何微小异常,通过反复的追问,找到问题背后的本质原因,从而彻底解决问题。

说来说去,还是不懂“归零”是什么?这里有个真实的故事可以直观表达:

卫星在火箭上安装后,发射前,要有一个操作工程师钻进去做最后的检查。在一次任务中,现场的监督人发现他检查完成出来后又钻进去看了一下,觉得奇怪。于是就追问他为什么要再进去一次。操作工程师沉默之后承认是自己感觉腰带剐蹭到了什么东西。

原来是这位工程师戴了腰带,金属腰带扣和卫星主发动机发生了剐蹭,这可能会导致严重问题,甚至任务失败。

修理吗?当然要修理。但是,必须多问一句:为什么之前也都是他来操作,也戴了腰带,怎么就不会剐蹭呢?原来是因为前一段他家里丈母娘来了,家里伙食太好,这几个月胖了很多。

如何彻底解决问题?那就要修改工作规程,以后所有工程师都需要称体重,量腰围;进入现场要安检;工作服也改为松紧带的,这个岗位的人咱们就基本告别腰带了。

出现腰带问题不能只解决腰带,还要再举一反三,去研究其它操作环节,有没有类似的人机接口问题?操作高压器件时会不会放电?手上的油脂会不会产生危害?需要戴什么样的手套?头发会不会掉入精密仪器?这样一直追问下去,这个问题到此才算是彻底解决。

这就是归零法,不惜动员一切资源去解决一个小问题,无论问题表现为什么具体现象,都要不停地追问为什么?揪出现象背后的本质,最终彻底解决问题。这种方法由于极为有效,已经正式成为国际标准。

必须骄傲地说,“归零法”是中国航天发明的一种彻底解决问题的心法。归零之后是新的起点,归零之后我们并不是从零开始,而是从经验开始,从新的认知边界出发。

必须承认,全世界的航天人已经努力了七十年,但人类仍然没有真正彻底地解决航天事业的风险控制问题。根本原因在于,以突破边界为使命的航天人,在突破一个边界之后,必然遭遇新的边界。

中国航天为长五“归零”所付出的艰苦努力,不正是为了突破一个新的边界吗?

【扩散周知!最新最全!迁安确诊病例行程轨迹提示】根据河北省卫健委公布的新型冠状病毒肺炎疫情,截至2月10日24时,唐山市累计确诊病例31例,我市10例。为了您的健康,根据《传染病防治法》有关规定,现提醒同乘和同场地活动人员采取以下防护措施:

1.请同乘和同场地活动人员第一时间主动与所在地卫生健康部门联系,配合做好医学观察;若出现发热、干咳、乏力等症状,及时到就近二级以上医院发热门诊就诊。

2.同乘和同场地活动人员需立即按规定隔离观察,请佩戴口罩,避免与他人接触;同乘和同场地活动人员家人也需做好个人防护措施。

3.同乘和同场地活动人员外出就医须佩戴口罩,不要乘坐公共交通工具前往医院。

迁安市新冠肺炎确诊病例人员行程轨迹

第一例:男,43岁,迁安市人。1月20日曾到滦州市孟家屯集市购物,22日曾到迁安碧桂园小区,后到迁安衣世界、鹿儿岭、购物中心等地购物,并在吊桥快餐馆午餐。1月31日到迁安市中医院就诊,2月5日确诊。

第二例:女(第一例病例妻子),43岁,迁安市人。1月20日、22日轨迹与第一例病例一致,25日曾到滦州市九百户镇郭各庄村,26日至27日在沙河驿镇某煤场上班。1月31日陪同第12例病例到迁安市中医院就诊时发现有咳嗽症状并留观,2月5日确诊。

第三例:男(第一例病例父亲),67岁,迁安市人。1月14日曾去沙河驿大集购物,24日曾在第一例病例家中聚餐。2月4日到迁安市人民医院就诊,5日确诊。

第四例:女,28岁,迁安市人,衣世界商场售货员。1月22日在迁安衣世界市场上班(据初步调查,其上班前后曾有武汉来唐人员到衣世界商场购物),并到个体美容院美容,24日曾去惠民小区串门,25日到五重安乡黄金寨村串门,27日到东安悦购城购物,28日发热并到五重安乡卫生院就诊。2月4日到迁安市人民医院就诊,5日确诊。

第五例:男,67岁,迁安市人,系第四例病例密切接触者。1月21日上午曾到所居住小区附近滨中市场及个体超市购物;22日骑车由滨中小区到蔡园镇小石岭村;23日至25日未外出;26日到本村亲戚家聚餐(其中包括第四例病例);28日到本村亲戚家聚餐,当日出现发热症状;30日到本村亲戚家聚餐;2月2日由亲属驾车自小石岭村送回滨中小区后,居家隔离未外出。2月4日到首钢矿山医院住院,6日转至迁安市传染病院,7日确诊。

第六例:女(系第五例病例之妻、唐山第22例病例之母),71岁,迁安市人。1月23日,由唐山第22例病例自迁安市滨中小区接至迁安市蔡园镇小石岭村;24日至2月1日居家未外出;2日早由其亲属驾车自小石岭村送至滨中小区后居家隔离,并出现发热、咳嗽等症状。2月6日到迁安市传染病院隔离观察治疗,2月8日确诊。

第七例:男(系唐山第22例病例之子,长期与我市第六例病例生活),6岁,迁安市人。其轨迹与第六例病例基本一致,2月4日起出现发热、干咳症状。2月6日到迁安市传染病院隔离观察治疗,2月8日确诊。

第八例:女(系第一例病例之母、第三例病例之妻),67岁,迁安市人。1月24日曾与第三例病例一同到第一例病例家中聚餐,25日至2月3日居家未外出,4日由救护车送至迁安市指定地点接受隔离观察,7日出现发热、胸闷症状。2月7日由救护车送至迁安市传染病院隔离治疗,9日确诊。

第九例:男,64岁,迁安市人。1月24日上午与家人驾车自迁安市区到蔡园镇小石岭村老家;26日上午自小石岭村返回迁安市区;27日至29日居家未外出;30日与家人驾车到小石岭村,并曾在村中散步,当晚因不适到首钢矿山医院就诊;31日至2月2日在小石岭村居家未外出;3日曾到本村邻居家串门;4日至8日居家未外出,期间于6日出现发热症状。2月8日早因发热由救护车送至迁安市中医院就诊,当晚转运至迁安市传染病医院住院隔离治疗,10日确诊。

第十例:男,45岁,迁安市人。1月26日至2月5日在迁安一钢厂上班;1月26日至30日曾多次到包括第五例病例在内的本村亲戚家聚餐;2月6日至8日居家隔离;8日被转运至迁安市指定地点接受隔离医学观察,9日出现发热症状。2月9日由救护车转运至迁安市传染病医院,10日确诊。

唐山第22例:男(系第五、六例病例之子,在迁安有活动轨迹),32岁,现住路南区。1月23日自驾到迁安市滨中小区接妻儿后,前往迁安市蔡园镇小石岭村父母家中;25日到本村亲戚家串门拜年;26日自驾到迁安市夏官营镇唐钢职工宿舍岳父家,27日返回小石岭村;29日、31日均由迁安自驾到开滦钱营矿上班,下班后返回小石岭村;2月2日上午自驾返回唐山市区途中,在古冶区路段与前车发生追尾,并随拖车到开平区一汽大众4S店登记后,于开平区彩虹桥新华东道与开越路十字路口打车回到路南区家中,当晚佩戴口罩到仁泰里小区南门药店购药;3日至4日搭同事车到钱营矿上班;4日晚因发热、咳嗽,佩戴口罩到唐百集团南湖金地购物广场药店购药。2月5日到唐山市协和医院就诊,7日确诊。
(来源:唐山发布)


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