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中图分类号：F407.474 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0355-02
在船舶设计领域，针对船舶的稳性、快速性、操纵性及耐波性等分别具有一套理论完善、实用有效的设计方法。因此，随着航运业的高速发展，船舶的经济性、环保及安全性日益受到重视，对船舶的综合性能提出了更高的要求。螺旋桨作为主要的船舶推进装置，其综合性能直接影响着船舶的快速性、安全性与舒适性。同时，随着船舶向高速化、大型化发展，螺旋桨负荷日益加重，而丰满型船尾容易导致伴流场的不均匀程度增加，使得单纯考虑效率的螺旋桨设计方法无法满足现代螺旋桨的性能要求，必须发展新的设计方法，从推力、效率、空泡及激振等多方面对螺旋桨进行综合优化。
1 优化设计方法
1.1 优化问题
螺旋桨螺距与拱度的优化设计问题主要是在给定桨叶负荷的面分布形式时对螺距与拱度的配合进行优化设计。优化过程中，桨叶径向负荷的分布形式被指定的归一化形式限制，叶剖面采用 NACA a=0.8 拱弧线或其他形式，通过调整螺距与拱度的匹配，使桨叶负荷的弦向分布形式与给定形式的方差最小。采用升力面理论涡格法程序计算桨叶负荷及水动力，优化问题的提法如下：
其中：Γmn、Γ0mn分别为桨叶附着涡强度的计算值和要求值，依次根据计算得到的负荷弦向分布及给定的负荷弦向分布形式来确定。M、N 分别为桨叶径向和弦向涡格数，本文取 M=15，N=10。
限制条件式（2）中，Tσ为推力系数计算值TK与设计要求值T0K 之绝对误差，Tε为误差限，本文取Tε=0.025%。另外
式（5）中Γ0m为给定的桨叶负荷径向分布形式，归一化方法同Γm。rε为rσ的允许误差，本文取rε=0.05%。
选择桨叶各半径剖面的螺距比PDi和最大拱度与相应的弦长的比值0Mif为优化变量，为了减少计算量，可根据设计条件限定优化变量的取值范围，本文取DLP=0.5、DUP=1.3，0ML
f=0.0、0MUf=0.1。在优化过程中，发现桨叶梢部对径向载荷的变化特别敏感，而负荷径向分布很难在叶梢部完全与指定负荷分布形式保持一致，所以优化得到的螺距比在叶梢部极易出现突变，这在螺旋桨设计中是不允许的，因此，根据螺旋桨设计经验引入式（7）作为限制条件，以控制叶梢附近螺距沿径向的变化趋势：
其中：LPD=-0.05，UPD=0.0，该限制条件用来使叶梢部的螺距比沿径向递减。
螺旋桨设计中，首先必须满足推力要求，限制条件（2）的第1式即为此而设；第2式用于限制负荷的径向分布形式，这是影响效率的一个主要因素，本文仅考虑负荷的径向分布形式给定的情况，并不进行效率优化，也就是说，保持原桨负荷径向分布不变，改变其弦向分布，通过优化桨叶螺距比与拱度的配合，使桨叶表面压力分布趋于均匀，从而改善桨叶的空泡性能。需要说明的是，上述误差限的取值是为了使相应误差尽可能小，在优化过程中实际的误差常常大于误差限，如限制条件中要求σr≤εr=0.0005，在实际优化计算中常常不能严格满足这一限制要求，而相应的最终优化结果却达到了设计要求，因此这种情况下可认为此限制条件是满足的。同样，σT≤εT的限制出现类似情况时，也不做严格要求。
2 优化案例
2.1 优化对象及其性能分析
本章以某集装箱船五叶螺旋桨为原型，在保持或提高原桨的敞水效率的前提下，以改善桨叶负荷分布为目标，对桨叶螺距与剖面最大拱度的径向分布进行优化。五叶桨的主要参数见表1。
按照上述螺旋桨优化设计流程，得到的优化结果需要通过SPROP（VLM方法）及FLUENT（
CFD 方法）软件从数值计算的角度进行验证，以确定优化目标是否实现。表2比较了原桨在设计工况下的敞水性能的试验结果与数值计算结果。
从表2可知：SPROP 软件预报值的相对误差为：推力-1.5%、扭矩-5.0%、效率+3.7%；FLUENT
预报值的相对误差为：推力+1.0%、扭矩+0.4%、+0.6%。SPROP 软件预报的扭矩与试验差别较大，可能是由其尾涡模型对叶梢卸载桨的适用性差以及粘性阻力估算误差较大引起；而 FLUENT 软件预报值与试验值非常吻合。假定SPROP 软件的计算误差在优化过程中不S设计方案的改变而改变，在优化设计中，设定推力目标值时需按原型桨的预报误差预先给与补偿。
3 优化结果
表3为A桨与B桨的目标函数及限制条件的满足情况。可以看出：与负荷径向分布相比，在整个拱弧面上满足给定的负荷弦向分布相对比较困难；因为B桨负荷的弦向分布形式不同于A桨，而拱弧线形式与A桨相同，所以σs、σr的误差均比A桨大；控制叶梢螺距变化的限制条件则有效地使叶梢的螺距沿径向呈递减趋势，限制了叶梢部螺距的数值波动，使之具有工程实用性。
螺距与拱度的优化结果与原桨之比较分别如图3.1、3.2所示。螺距与拱度的分布趋势表明：当螺距与拱度作为离散变量各自独立变化时，最终得到的螺距与拱度分布难以保持光顺。其原因可能是：负荷径向分布无法精确满足给定值，负荷弦向分布形式与给定的形式也存在一定的误差，以及数值计算的随机误差。因此本章从工程的实用性要求出发，在保持优化结果的分布趋势及满足推力要求的前提下，对优化结果进行光顺处理，并以光顺后的结果为最终优化设计方案，利用FLUENT 对其进行CFD计算分析。
优化设计中，A、B 桨及原桨负荷的径向分布形式保持不变，原桨通过增加叶梢拱度，以弥补叶梢螺距卸载（指叶梢螺距相对于0.7R处螺距的减小量）所损失的负荷。根据图3.1、
3.2中对螺距与拱度分布的定性分析可知A、B桨的螺距与拱度配合能够产生与原桨相同的负荷径向分布形式。
图3.3、3.4分别为SPROP软件计算的A、B桨的负荷弦向分布与A桨相比，B桨负荷的弦向分布在导边附近有所卸载，但卸载程度远小于原桨。与三种负荷弦向分布对应的螺距与拱度配合如图 3.1、3.2所示，其中A桨螺距最大、拱度最小，原桨的螺距最小、拱度最大，
B 桨螺距与拱度均居于A桨与原桨之间。这一结果充分说明负荷的弦向分布形式对螺距与拱度配合的影响。在设计工况下，从三种螺距与拱度配合下的桨叶性能进行分析，A、B 桨各半径处的剖面比原桨剖面更接近翼型的设计状态，可能对桨叶效率有利；但原桨剖面的工作状态更接近于面空泡界限，而A、B 桨偏向背空泡界限，因此原桨在轻载工况下应该容易发生面空泡。
4 结语
通过对弦向负荷分布形式的比较，认为常用的a=0.8的负荷分布形式不太适合于高速、重载的现代船舶螺旋桨设计，该形式使桨叶导边附近的负荷过重，容易在叶背侧的导边附近形成负压峰，进而诱发桨叶背空泡。导边卸载的负荷分布形式（如 a=0.8 & b=0.1）可能是一种更好的选择。
参考文献：
[1] 干洪： 计算结构力学[M].合肥：合肥工业大学出版社，2004.
一、引言
在船舶结构直接计算中，外载荷(包括波浪压力、砰击载荷、货物压力、晃荡载荷、波浪弯矩、剪力和扭矩等)[1]的计算都依赖于经验公式，不管是采用全船的计算模型还是采用舱段的计算模型，目前情况下很难得到一个完全平衡的外载荷力系。由于船舶结构是一个复杂的空间结构，直接计算时，有限元模型中节点数、单元数十分庞大，载荷计算的累计误差使得寻求一个完全平衡的外载荷力系的工作更加困难。在这种情况下，施加合理、合适的边界条件变得十分重要，因为约束点产生的很大的反力严重地影响(改变)了结构的实际受力状态。边界条件对于计算的结果有重大的影响，而边界条件的确定取决于对结构受力和变形状态的判断以及分析者的经验，其中人为的因素较多。也许可以认为根据StVenant原理，由于约束点距离我们最关心的部位较远，对应力分布的计算结果的影响有限，但是这样得到的结果毕竟是不甚合理的。因此用有限元方法计算船舶结构强度时，为了得到比较准确的变形和应力结果，可能需要特殊的处理方法。目前的研究中有采用惯性释放的方法[2]，此方法用结构的惯性力来平衡外力，由于人为的施加外载荷，虽然在大多数情况下，都经过了节点力的调整，但作用在船体的力系仍然不是平衡力系，根据达朗贝尔原理，利用惯性力使整个力系达到平衡。也有研究整船有限元模型自动加载技术的[3]，这些研究都需要经过节点力的调整和惯性平衡力计算的多次叠代，对船舶要进行浮态调整，实现起来，比较繁琐。
本文基于优化设计的思想，提出了一种应用ANSYS优化设计分析功能进行船舶浮态的自动调整及加载的方法，使得施加在有限元模型的整个外载荷几近于平衡力系，约束点的支反力接近于零，通过算例证明了该方法的可行性。
二、ANSYS优化设计理论及其应用于船舶浮态自动调整及加载
ANSYS优化设计分为目标优化设计和拓扑优化设计两种。目标优化设计是一种通过迭代试算以确定最优化设计方案的技术[4]。所谓“最优设计”，指的是该种方案可以满足所有的设计要求（如应力低于许用应力，长度小于临界长度），而且目标量的支出（如重量、面积和费用等）最小。一般来说，设计方案的许多方面都可以优化，如尺寸、形状、制造费用、自然频率等。所有可以参数化的ANSYS选项几乎都可以做优化设计。ANSYS优化设计实际就是程序提供了一系列的分析―评估―修正的循环过程，这一循环过程重复进行直到所有的设计要求都满足为止。ANSYS优化模块中的三大变量是设计变量、状态变量和目标函数，设计变量为自变量，优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的，而实际上设计变量就是需要真正的进行设计的变量。状态变量是约束设计的数值，为因变量，是设计变量的函数。目标函数即为最后用以评估设计是否最优设计的量，一般来说是要尽量减小的量，它必须是设计变量的函数，也就是说目标函数的数值也必须随着设计变量的改变而改变。
本文的思路是基于ANSYS优化设计理论，我们将船舶首尾吃水定义为设计变量，也就是说将船舶模型的舷外水压力载荷作为我们设计的变量，再将单元的应力定义为状态变量，约束点处的支反力定义为目标函数，通过优化迭代设计，ANSYS优化设计程序将通过迭代试算自动寻找到船舶合理的也就是实际的吃水状态，使得目标函数值即约束支反力的大小接近于零，此时整个外载荷几近于平衡力系，得到的设计变量的解最接近船舶实际的吃水及浮态，这个解也就是我们所要寻找的最优解，寻找到最优解的这次迭代实际上也完成了船舶有限元模型合理的加载与计算。
整个优化程序设计的主要步骤为（1）用命令流参数化建立船舶有限元模型，船舶的吃水等设计变量用参数化的形式输入，并指定初始值，为了提取必要的状态变量以及目标函数，需要进行一次求解且用命令流提取并指定状态变量和目标函数，将船舶的吃水指定为设计变量，单元的应力指定为状态变量，约束处的支反力定义为目标函数，然后生成循环所用的分析文件，该文件包括整个分析的过程；（2）进行优化分析的设置，进入OPT，指定分析文件，声明优化变量，选择优化工具和优化方法，指定优化循环控制方式等。（3）运行优化程序，进行优化分析并查看设计序列结果和后处理。
三、算例
为了说明该方法的的可行性，本文对一柱体进行了基于优化设计的浮态调整。如图1所示，柱体的横截面为正方形，柱体上表面0-3000mm范围内的均布载荷为1/375 N/mm2，3000-7000mm范围内的均布载荷为3/800 N/mm2，7000-10000mm范围内的均布载荷为7/3000 N/mm2，首吃水的初始值B=300mm，尾吃水的初始值A=500mm，整个分析计算过程的APDL程序如下：
图1 柱体模型尺寸及载荷示意图（尺寸单位：mm）
/BATCH ASEL,A,LOC,X,10000
*SET,A,500! 定义设计变量初始值 ADELE,ALL,1
*SET,B,300 ASEL,S,LOC,Y,0
/PREP7！进入前处理建立有限元模型 ASEL,A,LOC,Y,1000
ET,1,SHELL63 ASEL,A,LOC,Z,1000
R,1,10, , , , , , AREVERSE,ALL
ET,2,LINK8 ESIZE,50,0
R,2,500, , MSHAPE,0,2D
MPTEMP,,,,,,,, MSHKEY,1
MPTEMP,1,0 ASEL,ALL
MPDATA,EX,1,,2.1E5 AMESH,ALL
MPDATA,PRXY,1,,0.3 N,0,-500,500
BLC4, , ,10000,1000 N,10000,-500,500
VEXT,all, , ,0,0,1000,,,, TYPE,2
VDELE, 1 MAT, 1
ASEL,S,LOC,X,0 REAL,2
ESYS, 0 D,NODE(0,0,500),,,,,,UX,,UZ,！施加约束
SECNUM, D,NODE(10000,0,500),,,,,,,,UZ,
TSHAP,LINE D,NODE(0,-500,500),,,,,,,UY,,
E,NODE(0,0,500),NODE(0,-500,500) D,NODE(10000,-500,500),,,,,,,UY,,
E,NODE(10000,0,500),NODE(10000,-500,500) ALLSEL,ALL
NSEL,S,LOC,X,0,3000 SOLVE ！第一次求解
NSEL,R,LOC,Y,1000 FINISH
FINISH /POST1！进入后处理
/SOL！进入求解器 SET,LAST
ANTYPE,STATIC ETABLE,STR,LS,1！提取状态变量值
SF,ALL,PRES,8000/(1000*3000) ！定义载荷 *GET,STR1,ELEM,ENEARN(NODE(0,-500,500)),E
TAB,STR
NSEL,S,LOC,X,3000,7000
NSEL,R,LOC,Y,1000 *GET,STR2,ELEM,ENEARN(NODE(10000,-500,50
0)),ETAB,STR
SF,ALL,PRES,15000/(1000*4000)
NSEL,S,LOC,X,7000,10000 *SET,C,ABS(STR1)
NSEL,R,LOC,Y,1000 *SET,D,ABS(STR2)
SF,ALL,PRES,7000/(1000*3000) *SET,W,500*（C+D） ！提取目标函数值
ALLSEL,ALL FINISH
*DIM,P1,TABLE,2,3,1,X,Y, LGWRITE,'OPT','lgw', ！生成优化分析文件
*SET,P1(0,1,1) , 0 /OPT ！进入优化处理器
*SET,P1(0,2,1) , B OPANL,'OPT','lgw',' '！指定分析文件
*SET,P1(0,3,1) , A OPVAR,A,DV,300,700, , ! 定义设计变量
*SET,P1(1,0,1) , 0 OPVAR,B,DV,200,600, ,
*SET,P1(1,1,1) , A/100000 OPVAR,C,SV,0,100, , ！定义状态变量
*SET,P1(1,2,1) , (A-B)/100000 OPVAR,D,SV,0,100, ,
*SET,P1(2,0,1) , 10000 OPVAR,W,OBJ, , ,10, ！定义目标函数
*SET,P1(2,1,1) , B/100000 OPSAVE,'OPT',' ',' '
NSEL,S,LOC,Y,0,1000 OPTYPE,FIRS！定义一阶方法
NSEL,U,LOC,Y,1000 OPFRST,8, , , ！最大8次迭代
SF,ALL,PRES,%P1% ！定义水压力载荷 OPEXE！开始优化分析
ALLSEL,ALL
程序在第3次迭代计算的时候，找到了最优解，此时设计变量A=320.84mm，B=279.07mm，目标函数W=4.2832 N，本次迭代同时也完成了模型合理的加载与计算。设计变量A、B对迭代次数的函数曲线见图2所示，目标函数W对迭代次数的函数曲线见图3所示。
理论计算结果为A=321.001mm，B=278.999mm，优化程序计算表得到的A值的相对误差为0.519%，B值的相对误差为0.025%，误差非常小，可见程序的计算是有效的。
图2A、B对迭代次数的函数曲线 图3W对迭代次数的函数曲线四、结论
有限元方法在船舶结构分析中已经得到广泛应用，由于船舶结构的复杂性，浮态的调整和舷外水压力的计算及加载要花费大量的精力，从算例可见，基于ANSYS优化设计分析可以用来自动处理这些工作，并能较好地接近理论计算的结果，因此该方法在船舶结构的直接计算中，具有一定的实用性。
参考文献
[1]王杰德，杨永谦. 船体强度与结构设计[M].北京：国防工业出版社，1995.
[2]张少雄，杨永谦. 船体结构强度直接计算中惯性释放的应用.中国舰船研究，2006，1（1）：58~61.
中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）5-0079-01
船舶滑油系统一般包括：滑油输送系统，滑油净化系统，滑油日用系统、滑油泄放系统等。滑油的作用主要包括以下几个方面：
①减磨作用――在相互运动的表面形成油膜，减小摩擦；
②冷却作用――带走因摩擦而产生的热量；
③清洁作用――冲洗运动表面的金属磨粒；
④密封作用――产生的油膜有密封作用，如活塞与缸套间的油膜起密封燃烧室作用；
⑤防腐作用――油膜阻止空气与金属表面的接触，防止金属锈蚀；
⑥减噪作用――油膜起缓冲作用，避免运动面直接接触，减轻振动和噪音；
⑦传力作用――提供动力油压。
任何一个相关滑油系统的设计都需要预先考虑全船的所有设备状态、船舶状态等因素，因为每一个系统均不是单独存在的，全船的所有系统包括其它设施均是一个整体，缺一不可，每一个系统的故障都有可能导致整个船舶的灾难。
1 概述
船舶柴油机作为船舶动力和发电机的原动力是船舶的核心装置。为了保证主机、辅机及其它机械设备的安全运行，滑油系统的设计必须严格按照柴油机厂家提供的系统图作为基准进行设计，而且各种设备的配置也应按照柴油机厂家提供的参数进行配套。由于柴油机厂家以及运行速度和往复运动的不同，因而需配不同的滑油系统。各柴油机厂均有自己独立的系统原理图供设计参考。
2 设计布置原则要求
①滑油舱与下列舱柜相邻布置时，一般应设隔离空舱：与滑油舱/淡水舱/锅炉水舱。
②滑油循环舱：在双层底船壳上，如若滑油循环舱延伸至外板时，需要在柴油机泄放至循环舱的泄放管路上设置截止阀，并且该阀的操作要延伸至花钢板上易于操作的地方；若循环舱用隔离空舱与外板隔开，则可不设置该阀。滑油循环舱的进油管应布置在最低液位以下，并远离出油口。而且应保证船舶在横倾15 ?和纵倾5 ?的时候不影响柴油机的运行。对于主机滑油循环舱容量柴油机厂家都有推荐，最终选配的容量务必满足此要求。
③滑油的储藏、输送和使用的布置，应保证船舶和船上人员的安全。在A类机器处所以及（在可行情况下）在其他机器处所内所作的布置，应至少符合4个条件：其一，滑油舱柜不得设在从滑油舱柜溢出或渗漏的滑油可能落于热表面而构成火灾或爆炸危险的地方。其二，对于如有损坏会使滑油从设在双层底以上的及容积500 L以上的储存柜、沉淀柜和日用柜溢出的滑油管，应为其在油柜上直接装设一个旋塞或阀门，且一旦此种油柜所在处所失火，应能在有关处所之外的安全位置加以关闭。其三，应设有确定任何滑油舱柜内存油量的安全有效装置，如测深管和液位计，液位计为平板玻璃带自闭阀式，不可为玻璃圆管液位计。其四，滑油储存/沉淀/日用舱柜应设置能从柜底泄水的自闭式阀或旋塞，并应采用适当措施收集泄放出来的油污水。
④油柜、泵、滤器下面设置集油盘，并将污油泄放至泄放柜（一般为滑油泄放柜），如若滑油泄放柜布置在双层底，应在泄放总管上设置相应阀件，一般设有止回阀，一方面防止底层破损后海上倒灌，另一方面还阻止油气上溢。 同时带压力泄放和重力泄放应单独分开布置，以防压力泄放倒灌至其它泄放口。
⑤任一油舱柜或滑油系统的任何部分，包括由船上油泵供油的注入管在内，应设有防止超压的装置。空气管和溢流管以及安全阀应排向不会由于油和蒸气的存在而导致失火或爆炸危险的位置，且不得排向船员处所和乘客处所，也不得排向特种处所、闭式滚装处所、机器处所或类似处所。
⑥对滑油舱柜（一般指澄清舱）、分油机加热器进行加热的介质温度不超过220 ?，加热的最高温度小于其闪点10 ?，需要设置显示温度指示的装置，尽可能避免使用电加热。
3 设计系统原则要求
3.1 管系设计布置符合
①远离热源，尽可能直管布置，减少接头数量。②铸铁阀件可应用于压力小于7 bar，温度小于60 ?的管路上，安装在油柜上的承受静压力的阀可使用球墨铸铁。③滑油储存/澄清/日用舱柜上直接布置出口阀件，或CCS规定在长度为L=0.8 D+80挠性短管上布置阀件（D为管子外径），而且该阀件能就地操作和舱柜处所之外进行遥控，舱柜容量≤0.5 m3的可以不遥控，但日用舱除外。④注入管路上应设有防止超压装置，例如安全阀，该阀的溢流要到专用溢流柜或其他安全处所。滑油管系独立于其它管系，滑油管系需设置滤器，并保证在设备满负荷运行时能对滤器进行清洗，低速机滑油系统一般设自清滤器，中速机一般为机带滤器。一般滑油输送泵排出端应设有安全阀，安全阀排出油液回至泵的进口端，以便有效地将泵的排出压力控制在管系设计压力之内。
3.2 管材的选择
滑油管路的流速吸入管一般为0.4～1.2 m/s，排出管路一般为0.8～2.0 m/s，管材的选用时要考虑流速的影响，流速高，管径小，管材省，成本低，但流阻增大，腐蚀加快；流速低，管径大，管材费，成本高，但流阻减少，同样也能造成腐蚀加快。所以要根据规范规格书的要求并结合通用惯例合理选用管材。
3.3 阀及附件的选择
一般情况下所有的管路（通常情况下，透气管和溢流管除外）都必须有阀以便于检修。如果管路交叉，则所有的支路上也必须有阀件。但是主机滑油循环舱如果位于双层底，且下面没有隔离空舱与船体外板隔离的话，则这个主机滑油循环舱的透气管就要加阀。阀件的型式同样根据规范和规格书选取，如果规范和规格书无特殊说明，一般我们可以根据通用惯例来进行选择，但对于通径较大的阀（一般为大于DN80），则尽量选用外形较小的蝶阀代替截止阀，对于其它特殊阀件等都要根据厂家标准进行选用。管路附件如仪表、传感器等可按通用惯例进行选用，对规范及规格书特别的要求的要特殊对待。
4 结 语
系统设计是一个复杂的工程，牵一发而动全身。任何船舶系统原理图的设计均要综合考虑，对于设计员来说，做系统设计时不仅要满足相关规范规则要求，还要考虑系统的优化设计、施工的难易程度、设备的布置和维修方便等因素，只有这样才能准确有效的设计出一个合格、合理的系统图，合理的设计能有效地促进船厂的造船精度和进度的提高乃至成本的减少。
烟草是什么时候传入中国的呢?据史料记载,中国真正开始风行烟草及吸烟习惯,还是在明朝万历年间,烟草从海外传入以后,才为世人共知.(摘自《吸烟的历史》52页)由此可知中国人吸烟的历史已经五百年了。悠长的历史使广大吸烟者对烟具的喜好也是多种多样。其中有“烟嘴”、“烟斗”、“旱烟杆”、“鼻烟壶”、“水桶烟”、“烟袋”等等。这些都是辅助吸食烟草的工具。那么包装贮存烟草的烟具又有那些呢？天津中和烟铺(又称五甲子老烟铺)，是一家历经明、清、民国三朝的老字号。那么最初的烟草包装主要是白纸包包即可。到了近代随着烟制品的种类并没有增加多少，只是吸烟的方式发生了一些变化。烟具出现了一个明显的特点：注重实用性的同时，更注意其装饰性和艺术性。出现了角质、骨质、玉石、金属、塑料、陶瓷等烟盒制品。
任何一种文化现象的产生和发展，都与一定社会的历史条件紧密相关，清代东北满族烟俗的形成与发展亦然，它与当时满族身处的自然环境与生活方式有着密切关系。东北地处寒温带，烟草自身的生物特性，为人们抵御风寒提供了一种较为理想的选择。烟草因其所具有的药物属性，在满族生产生活中也扮演着重要角色。满族人喜吸烟草，在长期吸烟的基础上，形成了许多与烟紧密相关的生活礼俗。在日常交往之中，敬烟是满族人迎宾待客的主要方式之一。敬烟也是满族人尊长敬老的一种表现形式。满族是有着敬老传统的民族，在日常生活中，处处体现着对老人的尊重和爱戴。烟在东北满族的婚姻礼俗中也扮演着重要角色。在满族婚姻礼仪中，有一项重要的仪式——“装烟礼”，一般是由女子向男方的长者敬烟，礼毕后，尊长要将事先准备好的钱送给女方作为酬礼，谓“装烟钱”。由此可见明清时候烟草刚刚传入中国在辽宁吸烟的风俗已经形成,并且成为辽宁地区百姓生活中不可或缺的习俗。
本文介绍的这款“烟跳”是一款比较新颖的烟盒设计。在保持原有贮存香烟功能的基础上增加了自动取出香烟的功能。在注重增加新功能吸引消费者的同时不断加强了对烟盒本身设计的装饰性和艺术性以及地域的文化性。以提高设计中的情感因素。那么设计中情感因素往往会成消费者购买的重要因素。那么我们来分析一下烟跳设计中的情感因素都有哪些。
二、烟盒设计中情感因素对设计的影响
消费者的情感具有复合性，对于一个产品可能会有几种不同的感觉。正是因为对于产品的评估我们有着多元的影响因素，产生的情感通常不会是单一的一种。光是在功能的设计中的创新往往是不够的。在材料的选择上采用了目前比较昂贵的红木材料，如：花梨木、紫檀木、红酸枝木，楠木等珍贵木材。中国是一个木材木使用比较多的国家，对于木器的加工工艺也是历史悠久。皇家帝王对高档的木材的使用选择也是相当考究。民间对于木料的种类、品种、价值的认知度也是比较高的。那么在烟跳设计材料的选择大大提高了产品本身的价值，再经过中国传统的木器加工工艺如榫卯工艺、雕花等工艺的使用以及传统图案的运用，在提高产品本身的使用价值的同时也提高了产品的艺术价值以及产品的的收藏价值。
二、旅游纪念品设计在文化传播中的意义
促使人文精神内涵渗透人文精神体现的是对人的尊重，关心人需要什么，追求什么。“现代设计的核心思想就是确立了以‘人’为本的设计理念，强调设计的目的是人而非产品。因为设计的受益者是人，如果忽略了人在商品社会中对设计的影响力的话，现代设计作品会成为无根之木。”旅游纪念品蕴藏着一定的文化观念和文化价值，包含着当地的地域文化、生态文化、历史文化，这些文化价值和文化观念对人起着潜移默化的教化功能。因此，旅游纪念品的设计要来源于生活，立足于文化，而不能盲目追求“高大上”，失掉了设计的本质，也不能刻意迎合某一市场需求对泸州旅游纪念品进行设计，必须了解泸州人的生活状态和城市特点。以人文历史为切入点，寻找泸州的特色街或城市景点进行设计。比如商业的代表“白塔商业圈”、夜市文化的代表“大北街”、休闲文化的代表“百子图广场”等。也可以把泸州的土地产、特色小吃进行梳理，提炼视觉形象，做成一套名为“印象泸州”的挂历，这也是对城市旅游推广的好方法。上述旅游纪念品设计形象鲜明突出、地域性明显、同时又包含了人文因素和历史情结。促使历史文化内涵交融旅游纪念品作为旅游文化传播的载体，里面必然蕴含着旅游地的历史，这样的旅游纪念品才会让人爱不释手，在把玩中加深对旅游地的印象，同时旅游者会互相赠送纪念品，在这种情感传播中各地的历史文化潜移默化地得到了渗透，不同地方历史文化的交融有利于社会的良性发展。在泸州名酒文化旅游纪念品设计中可以把泸州老窖国宝窖池的酿酒流程设计成精美的图文并茂的纪念册或明信片，因为享誉全球的泸州老窖“1573”便是从国宝窖池中酿出来的，只闻其香，不解其史，难免美中不足。如果让游客在品尝美酒的同时了解佳酿的历史，更有利于美名远扬，也能与周边城市的同类型旅游产品中凸显自己的特色。促使旅游者人文素质的提高旅游者是整个旅游市场的核心，设计师要根据景区的文化特色和游客的特点有针对性地开发游客喜欢的纪念品同时优秀的旅游纪念品设计会唤起游客的情感，引起游客的兴趣，最终影响游客的选择。当前各地的旅游纪念品市场纪念品质量参差不齐，很多游客在选择中会更多地考虑价格等问题，而忽略了纪念品本身潜在的价值。这种现象对设计师提出了较高的要求，如何设计出能打动游客的作品让他们把更多的目光放在纪念品独特的价值上，这就要求设计师必须从生活中取素材，从社会、自然中获得设计灵感纪念品市场的繁荣会带给旅游者更多的选择，正是这种选择行为指导旅游者重新阅读和认识旅游纪念品，从而了解旅游地的各种文化，丰富自己的视野，提升自己的人文素质增加与之相关的知识。让人在愉悦地欣赏大自然美好风光的同时，也促使自己得到了进步和发展。促进民族文化的发展有人说“艺术无国界”，也有人说“越是民族的就越是世界的”，民族语言是设计中重要的组成部分，也是形成设计特色的关键。合理运用民族语言会产生独特的文化魅力。今天的中国日新月异，悠久的历史、古老的建筑、优美的自然风光、纯朴的人文风情以及多种民族文化交融的社会面貌让世界游客为之倾倒。每年到中国的游客络绎不绝，他们在欣赏美景留下足迹的同时也带走了各种旅游纪念品以作纪念。外国在纪念品的选择上他们特别注重纪念品民族性和文化特色，我们认为一些极其普通的东西在他们眼中往往被视为珍宝。因此设计师们思考的最佳设计应该是把民族特色和世界元素有效融合，这里的融合一是指对古老的中国元素的传承与创新，另外也是指对西方设计精髓合理的“拿来”而非机械模仿。通过精心设计的旅游纪念品可以让中国民族文化走向世界，让世界认识中国。这就是传播的力量。泸州油纸伞旅游纪念品的设计就有着浓厚的民族文化和地方特色，其被誉为“中国民间伞艺的活化石”，中央电视台曾专题采访报道，具有较高的收藏价值和传承性。泸州油纸伞具有400多年的油纸伞生产制作历史，制作工艺特殊，伞骨选用蜀南竹海等地海拔800米以上的深山老楠竹，并经防霉、防蛀等工序处理，伞面选用拉力强的特制手工绵纸，在上面手工精绘泸州的各大美景或风俗人情，最后伞面上会刷上绿色环保的特制熟桐油，经久耐用，生态环保。油纸伞极具中国民族文化特色，就象戴望舒诗里描写的一样“撑着油纸伞，独自彷徨在悠长、悠长又寂寥的雨巷……”，眼前仿佛浮现出“穿着旗袍撑着油纸伞丁香般的姑娘”的画面，把民族风情演绎得荡气回肠。
关键词： FIR滤波器；遗传算法；BP神经网络
Key words： FIR filter；genetic algorithm；BP neural network
中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）17-0037-02
0引言
在数字信号处理中，滤波器一直占有重要的地位，数字滤波器在语音、图像处理和谱分析等应用中经常使用，其优化设计一直受到广大研究者和工程人员的关注。其中FIR数字滤波器有自己突出的优点：系统总是稳定的，易于实现线性相位，允许设计多通带或多阻带滤波器等。因此FIR滤波器在数字信号处理中得到广泛的应用。
窗函数法设计数字滤波器是最常见方法，但是一些常见窗口函数，如矩形窗、汉宁窗等，窗口形状固定，不能很好地满足多样性需求[1]。而利用凯塞给出的经验公式则需要多次尝试。利用Parks-McClellan算法能够设计出性能最优的数字滤波器，但是算法实现过程十分复杂。FIR数字滤波器设计的问题是一个多变量多极值的寻优问题。遗传算法正是求解最优问题的有效方法，所以在滤波器设计中应用广泛。但是其本身也存在一些缺陷，所以可以对遗传算法进行改进，使其达到更优的效果。
1改进的遗传算法
遗传算法（Genetic Algorithm，简称GA）是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索算法。它提供了一种求解复杂系统优化问题的通用框架，它不依赖于问题的领域和种类，具有很强的鲁棒性。
但是，遗传算法很难实现全局最优，为了使所求的解尽量靠近全局最优，避免早熟现象的出现，虽然曾有人提出对算法的流程进行改进，但是结果收敛速度非常慢，需要花十几分钟才能得到一个较满意的结果，此时对于那些对时间要求苛刻的系统就很难满足要求了[2]。通过参考相关文献[2][3]，结合BP（BackPropagation）神经网络的优点，将BP神经网络引入遗传算法，这就是改进的遗传算法，即基于BP神经网络的遗传算法，充分利用遗传算法全局搜索功能强和BP神经网络算法局部搜索能力强的特点，对于求解大规模多极值优化问题特别有效。
2FIR滤波器
2.1 FIR数字滤波器的频率特性数字滤波器是对一个数字信号按照一定的要求进行运算，然后以数字形式输出的系统。输出仅与过去以及现在的输入有关的数字滤波器称为有限冲激响应FIR数字滤波器。可以表示为[4] [5]：
3改进的遗传算法的实现
将BP神经网络与遗传算法相融合，一方面由遗传算法保证学习的全局收敛性，克服BP对初始值的依赖性和局部收敛问题；另一方面，与BP算法的结合也克服了单纯遗传算法所带有的随机性和概率性问题，而有助于提高它的搜索效率。该算法实现的基本思想[7][8]是：在遗传算法每完成一定代数的进化后，保存当前最优个体，对其余个体进行一次神经网络的优化汁算，产生新的个体，这些新个体和保存的最优个体一起，形成新的一代种群，再参与到下一代的进化中。
具体流程[2][9]如下：
第1步：随机产生初始种群，个体数目一定，每个个体表示为染色体的基因编码；
第2步：分成三个小的步骤，分别如下：
A．判断进化代数或者误差是否满足设定值，若满足则转C；
B．计算个体的适应度，并判断是否符合优化准则，若符合，输出最佳个体及其代表的最优解，并结束训算；否则转向第3步；
C．保留最优个体，其余个体参加BP神经网络的优化计算，产生的新个体和保留的最优个体一起构成新的种群，转B。
第3步：依据适应度选择再生个体，适应度高的个体破选中的概率高，适应度低的个体可能被淘汰；
第4步：按照一定的交叉概率和交叉方法，生成新的个体；
第5步：按照一定的变异概率和变异方法，生成新的个体；
第6步：按照交叉和变异产生新一代的种群，返回第2步。
在选择BP神经网络算子时，每当进化进行了指定的代数，便保留最优个体，其余的个体全部参加BP神经网络算法，产生全新的个体。我们选择这个代数为10至20代。
下面以一个实例进行说明：
例设计一个低通滤波器，其参数分别为wp=0.2?仔，ws=0.3?仔，ap=0.25dB，as=50dB，初始阶数可以由文献[5]确定为M=42。
在此例中，选定初始种群为600，截断概率为0.5，交叉概率为0.1，变异概率为0.01。在运用BP网络时，设置网络隐含层的神经元数为5个（当神经元数为3，4，5时，其输出精度都相仿。一般的讲，网络神经元的选择原则是：在能够解决问题的前提下，再加上一个到两个神经元用以加快误差的下降速度。而当神经元数过大时，会产生其它的问题）。在隐含层选择作为传递函数，用作为网络训练函数，则由改进的遗传算法设计出来的结果M=48（窗函数法设计M=61，频率采样法M=61）。
4结论
本文方法对遗传算法进行了改进，利用改进的遗传算法成功地完成了对FIR低通滤波器的优化设计。例子表明文中的滤波器设计的结果优于窗函数法和频率采样法，得到了较低的滤波器阶数。也进一步证明了遗传算法全局搜索功能强和BP神经网络算法局部搜索能力强。通过改变参数，也可以实现其他类型的优化设计。
参考文献：
[1]王秋生，袁海文，黄娇英.基于遗传算法和余弦序列的数字滤波器设计[J].电子测量与仪器学报，2008增刊：212.
[2]邵仕泉.基于BP神经网络的遗传算法在数字滤波器设计中的应用[D].成都：电子科技大学，2005.
[3]周燕.遗传算法与BP神经网络相结合的说话人识别系统[J].传感器与微系统，2009,28（6）:98-99.
[4]Robert Meddins. Introduction to Digital Signal Processing[M]. Newnes,2000.
[5]余成波.数字信号处理及MATLAB实现（第2版）[M].北京：清华大学出版社，2008.
[6]杨福宝.基于遗传算法的FIR数字滤波器的优化设计[J].武汉理工大学学报，2002,26（4）：55.
中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：
航行于海面上的船舶，由于风浪的作用，其受力和运动非常复杂，因此固定在船舶上的绑扎桥受集装箱斜拉力情况也比较复杂。.在利用有限元方法分析绑扎桥的时候，首先要建立合适的力学求解模型，然后利用大型商业有限元软件ANSYS对绑扎桥结构进行求解分析。
本文主要是针对两层绑扎桥这一新形式的结构进行有限元强度及优化设计，为绑扎桥结构的力学性能分析以及进一步的优化设计提供一种有效的有限元数值解决方案。
1、基本假设条件
利用有限元方法对绑扎桥结构进行分析时，需要把结构的实际物理模型转化成数学模型，并根据有关受力分析离散成有限元计算模型，这一过程实际上是把一个真实模型简化为一个理想模型，采用的基本假设条件如下：
（1）忽略模型的局部缺陷以及不均匀等特点，不考虑由于焊接不完整等因素而产生的结构间断问题，即分析中采用的模型连续性能的均匀模型；
（2）绑扎桥的侧向受力特别小，且对称，因此在绑扎桥受力分析中忽略侧向力。
（3）绑扎桥通过螺栓与船舱连接，可以简化为绑扎桥与船舱简支连接。
绑扎桥优化设计
2.1力学模型
绑扎桥主要受集装箱对其斜拉力的作用，斜拉力的大小与方向与很多因素有关，譬如风速、浪高、船体倾斜度等。在本项目中，我们只分析极限受力状况下，绑扎桥受力变形状况。单根绑扎载荷按230KN加载，绑扎桥极限受力状况详见图1。
图1绑扎桥受力示意图
绑扎桥拓扑优化设计
根据上述力学模型，基于ANSYS建立了绑扎桥的拓扑优化分析模型，拓扑优化的目标是寻找承受单载荷或多载荷的物体的最佳材料分配方案。这种方案在拓扑优化中表现为“最大刚度”设计。绑扎桥拓扑优化设计流程如图:2所示：
图2拓扑优化示意图
绑扎桥参数优化设计
基于ANSYS建立了绑扎桥的拓扑优化分析模型，对绑扎桥参数优化分析。ANSYS参数优化设计如图3所示，首先建立初始有限元模型，然后求解，形成参数化结果、定义参数化变量、约束条件和目标函数，然后ANSYS自动搜寻设计域，进行优化设计。对绑扎桥进行优化分析，设计变量为角度、跨距、板厚等变量，约束边界条件为绑扎桥内应力不超过材料屈服应力，位移满足绑扎桥最小位移要求，目标函数为质量最小，经过ANSYS参数优化设计，最终绑扎桥设计如图3所示：
图3ANSYS参数优化设计流程图
图4绑扎桥参数优化设计后的有限元模型
小结
基于ANSYS拓扑优化设计和参数化优化设计，对绑扎桥进行了优化设计。进过优化设计后的绑扎桥，无论是在强度上（绑扎桥应力小于钢材屈服应力），还是在刚度上（绑扎桥位移小于限制位移），均满足要求，且钢材总用量减少了近10%，取得了不错的经济效益。
参考文献
【中图分类号】TU275.3【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0284-02
前言
在船舶建造、使用过程中，大多数压力管路都是在高于或低于其安装温度下操作的，加之流体介质或周围环境的温度变化影响，压力管路的热胀冷缩现象是普遍存在的。试验证明，以一根2m、外径273mm、壁厚为8mm、两端固定的碳钢直管为例，当温度由安装时的20℃升高到250℃后，由于管子变形受阻，在直管中将受到3536460N的压缩力，相应得压缩应力为531MPa。之所以会产生这样大的热膨胀力和热应力，主要是因为管子的热膨胀受到了阻止。为了保证安装后的管路在热状态下稳定和安全的运行，减少管路受热膨胀时产生的应力，利用管路自身的柔性吸收其位移形变的Ω型自然补偿方法，因其结构简单、运行可靠、投资少被多数管路设计广泛采用。
管路自然补偿的计算比较复杂，本文通过利用理论简化公式和图表，对于Ω型管路进行受力比对分析，总结出适用于实船管路优化布置的设计基准，并运用管路应力解析程序在计算机上进行模拟论证，以证明优化设计具有实际的指导意义和可行性。
1 非补偿管路与补偿管路的差异
1.1 管路伸缩量的设计基准
设计基准：由船体偏差引起的伸缩量+由管路温度变化引起的伸缩量。
船体偏差引起的伸缩率：
K： 经验系数（一般约0.1） D： 管子直径
分析：在固定点间的管长（L）、管径（D）一定时，理论上弯管臂长宽度（B）越长，应力比越小，管路应力越小，补偿的效果越好，而在实船设计过程中，管路的布置受空间限制的条件下，B值应当考虑其合理性。在D、B值一定时，缩短L的长度，即减小固定点的间距也是一种提高管路补偿能力的方法。
2 Ω型管路自然补偿的优化设计计算与分析
Ω型管路自然补偿[4]：又称为方形管路补偿，是由同一个平面内四个
图1 Ω型补偿管路典型图
参照Ω型管路参数（表1），通过方案1和方案2的计算与综合分析，得出Ω型管路：
① U=20000 Ⅰ型 a=2b 普通管路 B普通/液压≥465，蒸汽管路B蒸汽≥2320，计算应力均满足要求且利于管路综合布置；
② 设计许用应力基准[5]：普通、液压管子13Kg/ mm2蒸汽管子10Kg/mm2；
③ B值设计基准：普通/液压管子/蒸汽 10D以上（D：管子公称通径）；
A值设计基准：A=2B-2R （R：弯曲半径）。
3 Ω型管路补偿优化设计最佳方案及软件模拟验证
实船设计模型
（固定点或导架支点对称均布）
4 结束语
通过实船管路的计算分析和模拟验证，本文得出的Ω型补偿管路的优化设计基准兼顾一定的经济性、适用性和可操作性，为今后各种船型船舶上Ω型管路优化设计和实际应用提供了技术支持，对船舶建造质量的提升具有深远的意义。
参考文献
[1] GB 150-1998钢制压力容器[S].
[2] 欧贵宝，朱加铭.材料力学[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 2003，（1）.
前言
安徽地处华东、长江三角洲腹地，水运条件优越，水运经济发达。船舶、锚地、码头、船员数量众多，船员上下码头频繁，为船员、工作人员提供服务的港内交通船也颇具规模。港内交通船的特点是吨位小、航程短、航次多、航行海况复杂。由于其设计和建造的成本相对较低，造成目前各式交通船数量多，质量却良莠不齐，对港区管理带来一定难度，对船员安全也不能保障。因此对港内交通船设计方案的优化显得尤为必要。
现状及存在的问题
1.潜在的安全威胁
倾覆。交通船吨位小、航速快，抵御风浪能力不强，航行状况复杂，一般定员5-10人，一旦倾覆，必将造成船毁人亡，人身安全、财产利益受到损失。
触碰。交通船在往返接送船员和工作人员中，需要频繁停靠在码头或大型船舶舷侧，触碰过程中导致交通船舷侧变形、锈蚀、甚至船体破损渗漏，将会带来险情或事故。
人员落水。交通船吨位小，如有风浪，横摇是不可避免的。尤其是上下船时，人员可能集中至交通船一侧，增加了船舶横倾角度，同时也增加了人员落水的可能。
驾驶盲区。交通船一般不设专用驾驶室，导致驾驶员视线不足，驾驶时看不清船头状况。驾驶盲区的存在会导致驾驶员无法迅速做出正确的判断，增加了事故的发生率。
2. 人性化设计不足
目前交通船都比较简易，既不美观，也不舒适。而其作为服务工具，应当在可控的成本范围内尽量提高其舒适性和美观度，在规范允许的前提下为船员提供方便、实用的服务。
交通船优化设计方案的内容
目前港内交通船主要有开敞客舱和封闭客舱两种，本文针对优化后封闭式客舱交通船展开论述。
本船为航行于长江B级航区的钢质港内交通船，双螺旋桨推进，载客7人，船员2人。主要依据中华人民共和国海事局《内河小型船舶法定技术检验规则》（2007）、中国船级社《内河小型船舶建造规范》（2006）设计。
总长：11.60m 船长：10.80m 型宽：3.50m 型深：1.00m
吃水：0.40m 排水量：12.683t
具体布置情况如图所示。
图1 侧视图
图2 舱底平面图
1. 安全性优化
1.1稳性
船舶稳性是指正浮于水面上的船舶当其某一舷在受到外力作用时（如风浪袭击、人员及货物移动、船舶触碰等等），会使船身向另一舷倾斜，当外力取消之后，船舶经过数次左右摇摆，又回复到原来正浮状态、抵御倾斜自动复原的能力。根据倾斜方向，船舶有横稳性和纵稳性，由于船长L比船宽B要大得多，后者一般不危及船舶的安全，船舶倾覆主要由于横稳性不足引起。
船宽和干舷的取值大小，对船舶稳性好坏有着直接影响。一般型宽越大、干舷越大，对稳性越有利。
本交通船船长10.80m，型宽3.5m，型深1m，宽深比B/D=3.5，长宽比L/D=10.8；而规范要求值B/D≦4.5，L/D≦30，满足其要求。干舷0.6m，为型深的60%，干舷富足量充足。经核算，满载出港时：初稳性衡准数：10.377，稳性面积衡准数：4.91，风压稳性衡准数：8.081，回航静倾角衡准数：9.99，极限静倾角衡准数：9.99。
可以看出上述主尺度比例的交通船，稳性富裕量较大，安全可靠。
1.2抗沉性
船舶在航行过程中，一旦发生碰撞或触礁等情况，都有可能使船体破损，对船舶、人命和财产安全构成威胁，严重时会导致沉船事故。所以，船舶抗沉性对船舶安全有着很大的影响。
所谓船舶抗沉性，是指船舱破损浸水后船舶仍能保持一定的浮性和稳性的性能。船舶的抗沉性是用水密舱壁将船体分隔成适当数量的舱室来保证的。这样，就能以储备浮力来补偿船体破损进水所失去的浮力，保证了船舶的不沉，也为堵漏施救创造了有利条件。
本交通船在FR2、FR9、FR10、FR17设置了4道水密横舱壁，设有首尾两个水密舱，客舱区域两舷设置水密纵舱壁，并且在水密舷舱中填充泡沫，在船舶发生破损时可提供浮力。经上述设置，本船可承受单舱破损。
1.3储备浮力
储备浮力是指船舶设计水线面以上船体水密部分的体积所能提供的浮力。
船体在水面上的漂浮位置或吃水与船的排水量相关。排水量和载重量的变化会引起吃水的变化。因此，不同的吃水反映了不同的装载量和排水量。考虑到船在航行中可能发生的意外重量增加，如海损破舱进水，风浪袭击进水等，满载水线应位于上甲板以下一段距离处，使满载水线以上尚有一定的水密容积，该容积入水后能提供储备浮力。储备浮力的大小与船舶的安全性密切相关。
加大储备浮力，船舶不易沉没，能提高船的安全性， 相对0.4m设计吃水的排水量，本交通船实际营运排水量为10.505t，留有2.178t的储备浮力，极大保障了船舶安全性。
1.4船体结构
船体结构强度同稳性、抗沉性都是保障船舶航行安全的基本性能。
本交通船舷侧采用主肋骨制，相对于交替肋骨制，提高了局部抗碰撞的能力；在舷侧设置贯通护舷材和防碰靠把，以减少停靠时所带来的碰撞威胁。
1.5安全设施
船员在上下船之时，由于船舶受风浪影响产生摇晃，船员有掉入水中的危险。本交通船在客舱、机舱围壁设置贯通的风暴扶手、舷侧设置栏杆、甲板设置防滑条，以提高人员行走及上下船的安全性。
2.人性设计优化
2.1外观
本着环保、美观、耳目一新的设计理念，本交通船颜色采用交替彩色油漆。水线以下为黑色，水线以上白色为主，兼以蓝色，黄色，色调简洁、醒目。
整体船型为流线型，视觉效果流畅、时尚，同时减小船舶阻力，提高船舶快速性，增加了船舶经济性能。
2.2客舱
客舱的高度、座椅类型影响船员乘坐时的舒适性。本交通船客舱净空高度2.0m，宽度2.5m，长度4.0，配7把靠背椅，设行李存放处，左右侧壁设风雨密窗，可用于乘客观光，前部设自闭式风雨密门。
客舱宽敞、明亮，提高了乘客的舒适感。
2.3机舱
由于机舱的特殊性，柴油机噪音大，舱室内温度高，空间狭小，工作环境恶劣，为操作维修带来不便。本交通船机舱净空高度1.8m，左右舷设风雨密窗、后部设自闭式风雨密门，并设有通风系统，内部除机械设备外，还留有供检修的空间，这样有效改善了机舱环境。
2.4驾驶室
本交通船为升高、封闭式驾驶室，前部设弧形玻璃窗，左右舷设风雨密舷窗，配休息床铺一张，给长期在船上工作的船员提供一个舒适的工作环境。升高式驾驶室的设置，使驾驶员视线开阔，减少了盲区对驾驶的影响，舒适的同时也增加了安全性。
中图分类号：U662.2
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2016）01-0063-02
我国的内河流与众多，由于各个内河流域的航道水文条件都不尽相同，因此，其船舶的航行速度也不同。但是，内河流域的浅水航道因为自身的水文特点，对船舶推动装置的要求就更高，如果船舶在航行中遇到天气条件不好的状况，那么航道的航行条件就更复杂。由于内河浅水航道的水文特点，因此，其中的航行船舶体积都比较小，因此，在进行船舶推动装置设计时，要从船舶的整体方面进行考虑。
1内河浅水航道航行船舶动力推进装置设计的意义
随着我国船舶制造业的快速发展，内河浅水航道的航行速度也在不断提高，但是，由于内河浅水航道具有内河河道宽度不够，水面和河底距离较短的特点，因此，内河航道经常会发生船舶浅水现象。在内河浅水航道的某些区域，甚至会发生船舶及其损害事故，基于这些原因，进行内河航道航行船舶动力推进装置设计，就显得非常重要。以额尔古纳河到恩和哈达之间的内和浅水航道为例，这个航道全长950km，航道中水深最浅处为0.6m，属于航道类型中的Ⅵ级航道，因此，对于这个航道的维护、疏浚等管理工作，水运部门已经购置了多艘船舶进行工作，并且购置、建造了航道维护工程船舶，利用这些工程船舶来进行航道作业。但是，在内河浅水航道航行时，船舶的拖轮会受到航道条件的严重影响，影响船舶的航行速度，因此，对内河浅水航道航行的船舶动力推进装置进行优化设计意义非常重大。
2内河浅水航道航行船舶动力装置运行状况
内河浅水航道的一些航行区域的自然水位、泥沙等情况对航行不利，要求船舶在航行过程中对航行条件有较好的适应能力，能够在内河浅水航道航行中实现自由移动、拖带、拖拽等目的。
2.1辅助作业船动力装置运行现状
内河浅水航道的辅助作业船在吃水1.0m的情况下，船舶能够获得最大的推动力，在这一情况下航行速度最快。船舶的排水量在1000t左右时，其拖带的排水量也为1000t左右，我们最常见的就是挖沙船。内河浅水航道的辅助作业船舶在托在浮船坞或者驳船调遣等机器进行运输工作时，在吃水0.7m的情况下，可以通过港内作业实现排水的目的，排水量大约在120t左右，这种辅助作业船有工作船、空驳船等，这些船舶可以进行内移作业，实现船舶的运行目的。
2.2拖带船动力推进装置运行现状
内河浅水航道的拖带船的航速被定为6km/h，这种船舶是内河浅水航道航行船舶中较为经济的一种，通过对这种船舶的阻力计算，它在运行过程中的总功率在320kw至360kw之间，因此，我们可以推算出船舶在进行自由航行时的航速可以大于18km/h。以额尔古纳航道为例，它的全里程为949km，所以，拖带船在吃水0.9m情况下，能够持续航行1000km，这种船舶在额尔古纳航道中的自持力为7天。如果在吃水0.7m的情况下，进行港内作业，它能够持续航行500km，自持力为3天。
2.3船舶的动力推进装置设计要求
内河浅水航道航行船舶的动力推进装置设计要求，要根据具体的内河航道来分析，主要的考虑因素包括船舶结构，机电设备，排水量、稳定性、人员数量空间等因素。
3内河浅水航道航行船舶动力推进装置设计
3.1船舶动力推进装置种螺旋桨的功率消耗计算
对于船舶动力推进装置种螺旋桨的功率消耗计算方法，主要有以下几个步骤：①先对螺旋桨的直径进行限定，限定值为1200mm；②对船舶航速进行确定，确定航速为13.0kn；③在系柱推力总共为26t时，船舶的航速就为4kn，这种情况下的船舶排水量为305t；④这时就可以计算出船舶螺旋桨的轴功率高于276kW。
3.2船舶动力推进装置设计的考虑要素
根据内河浅水航道的维护特点，要求巷道的维护疏浚船舶数量不要太多，一艘船舶对航道的维护疏浚效果最好，所以为了实现航道维护疏浚工作目的，要采用大型的耙吸挖泥船。目前，超大型耙吸挖泥船一般都在14万亩以上，这样的船舶船长一般为150m到210m之间，吃水情况一般维持在10.3m到16m之间，因此这种船舶的体积较大，因此，船舶得到动力推进装置对船舶本身的操纵性的影响非常大，所以推力推进装置在大型的耙吸挖泥船上的运用非常重要，是对船舶作业的影响非常大。而一般在0.5万亩到13万亩之间的耙吸挖泥船，它的体积和和疏浚性能等方面都比较良好，适合长时间在内河浅水航道中航行、作业。下表是典型耙吸挖泥船的主要数据和各种影响因素：
3.3内河浅水航道船舶动力推进装置的设计功率
摘要：配送是物流活动中不可缺少的一个重要环节，是连接物流活动上下游的纽带。在海洋石油勘探开发中，岸基公司的配送作业发挥着重要的作用，是海洋石油勘探开发有力的后勤保障。本文通过分析海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业的特点，提出了配送作业的优化设计方案，为配送作业提供了理论支持，对岸基公司配送作业的发展有一定的借鉴意义。
关键词：海洋石油配送作业优化
1 概述
1.1 选题背景。
物流管理是指在社会再生产过程中，根据物质资料实体流动的规律，应用管理的基本原理和科学方法，对物流活动进行计划、组织、指挥、协调、控制和监督，使各项物流活动实现最佳的协调与配合，以降低物流成本，提高物流效率和经济效益。配送是指在经济合理区域范围内，根据客户的要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。
中国的海洋石油勘探开发已经进入了快速发展的阶段，随着海洋石油工程业务量的逐步扩大，其岸基公司的配送作业也日益增多。虽然我国对物流管理中配送方面的研究日趋成熟，但针对海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业方面的研究却寥寥无几。本文旨在通过对海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业进行优化设计，提高配送效率，降低配送成本，实现岸基公司配送业务的全面发展。
1.2 研究方法和研究内容。
研究内容主要包括：分析海洋石油工程的特点及其对配送的影响；综合分析得出优化岸基公司配送的途径，为岸基公司的配送管理提供理论上的借鉴。
研究方法主要包括：SWOT分析方法；运筹学线路优化；ABC分类法。
2岸基公司的配送作业特点分析
在海洋石油勘探开发中，配送对象主要为海洋中作业的船舶和平台；配送的物资依此可以分为两大类，一类为船舶所需的油料、备件等材料和设备，另一类为平台所需的钻具、套管和泥浆料等材料和设备。由于海洋自然环境的多变性、海洋石油勘探开发的复杂性、船舶和平台物资需求的多样性，造成了岸基物资配送的高难度性，主要体现在以下几个方面。
2.1 海洋环境复杂多变，船舶和平台的生产动态及其物资需求容易受到影响，相对应的配送作业也极其容易受到牵连。
2.2 受地理环境的影响，船舶和平台分布范围较广、地理跨度较大，配送过程非常复杂。
2.3 船舶可以靠泊码头，其物资可以通过车辆配送。但平台在生产期间位于海中，其物资必须由船舶配送。
2.4 船舶和平台所需物资种类繁多，大小各异，包装不一，配载难度高。
3岸基公司的配送作业优化设计
3.1岸基公司的配送模式SWOT分析。
配送模式主要分为自备型配送模式、合作型配送模式、专业型配送模式、综合型配送模式。
自备型配送模式是指配送中心仅为本公司的生产提供配送服务，配送中心具有一定的配送能力，完全可以满足公司配送业务发展的需要。合作型配送模式是指若干相关联或相类似的企业由于共同的配送需求，在充分发掘利用各企业现有物流资源基础上，联合创建的配送组织形式，参加合作的企业在一定的市场区域或地理空间范围内有相似的配送需求。专业型配送模式是指专业化的配送中心，在一定市场范围内为其他公司提供配送服务而获取盈利的配送组织形式。综合型配送模式是指企业以供应链为指导思想，对生产中的各环节实现全方位综合配送，能够高效运行的配送模式。
本文用SWOT分析法，根据岸基公司配送业务的特点，分析其具有的优势、劣势、机会和威胁来确定其配送模式，SWOT分析如表所示。
优势S
1、配送中心仓储设施过硬，有足够的堆场、库房、料棚等仓储设施；
2、配送中心的装卸能力较强，叉车和吊车等机具齐全；
3、配送中心的分拣能力较强，有集成化的包装工具；
4、配送中心有高素质的管理人员和操作人员；
劣势W
1、配送中心缺乏专业的物流技术人才；
2、配送中心物流信息系统不够完善，对客户需求反应不够及时；
3、配送中心的配送流程不够完善，配送成本较高；
机会O
1、国家和沿海地方政府大力发展海洋石油勘探开发，有着政策上的支持；
2、通过与国外石油公司的合作，可以引进先进的管理理念和管理技术；
威胁T
1、实力较强的第三方配送公司有可能争夺岸基公司的配送业务的市场份额；
由于海洋石油勘探开发的权力掌握在少数几家国有企业中，因此其配送服务也由这几家国有企业旗下的岸基公司提供， 外部公司难以进入该配送市场。正是因为如此， 海洋石油勘探开发的岸基公司多采用自备型的配送模式， 这在很大程度上制约了配送作业的发展。岸基公司需要以供应链为指导思想，全面系统地优化和整合企业内部资源、业务流程，对生产过程中的各环节实现全方位综合配送，形成的高效运行的物流配送模式。
3.2 岸基公司的配送分类管理优化。
配送分类管理就是利用ABC分析法，根据客户需求的缓急程度和物资的重要性进行划分，按不同的类别分别制定不同的配送计划。生产任务的重要性决定了客户需求的缓急程度，可将客户分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。根据物资的重要性可划分为A、B、C三类，A类：主要的生产物资，对生产能否顺利进行起决定性的作用；B类：介于A类与C类之间，对生产有影响，但不会造成停产；C类：对生产影响不大的物资，发生缺货后几乎对生产没有影响。
根据分类管理的方法，可以按照下表的配送顺序(表中数字1表示最优先配送，2表示次优先，其余依此类推)进行配送。
物资类别
需求类别
A类物资
B类物资
C类物资
Ⅰ类需求
1
3
5
Ⅱ类需求
2
4
8
Ⅲ类需求
6
7
9
3.3 岸基公司的配送方式优化。
3.3.1 二级仓库的设立。
由于海洋石油勘探开发区域分散，配送作业面临地理跨度大的特点，因此，通过计算配送成本与在某一区域设立二级仓储成本，比较两者大小。如果配送成本高于仓储成本，则可以在某一区域内设立二级仓库，从而增加集中配送的机会，减少配送次数，从而降低配送成本。
仓储成本与配送成本的关系如下图所示。
当配送成本和仓储成本相等时，可以达到物流成本最低值，实现配送和仓储的最优化管理。
3.3.2 一对多的配送线路。
在海洋石油勘探开发中，某一特定海域内往往分布多艘船舶和平台，所以某一区域内的配送作业也面向多个对象。岸基公司的配送作业对象主要是船舶和平台，对船舶主要运用车辆运输，对平台主要运用船舶运输。现以平台为配送对象，船舶为运输工具为例，优化一对多配送的线路设计。
假定配送中心A向四个平台B、C、D、E进行物资配送，各平台相对应的位置如下图所示。
运输距离如下表所示。
A
B
C
D
E
A
35
50
40
70
B
35
15
20
35
C
50
15
35
30
D
40
20
35
25
E
70
35
30
25
配送路线的起点是A，第一行非零最小数为35，即A到B距离最短；再以B为起点，第二行非零最小数为15，即B到C距离最短……依次类推，得出最短配送路线为ABCEDA，总距离为35+15+30+25+40=145。
3.3.3 实施JIT配送方式。
JUST IN TIME起源于准时制生产，理念是“在恰当的时候，把恰当的商品以恰当的质量、恰当的数量送到恰当的地点”，即实现在生产过程中基本没有积压的物资。将JIT应用于配送作业中，就是要做到“不入即出”，减少库存物资，降低库存成本，提高配送服务水平。
岸基公司的配送中心、物资需求方（船舶和平台）、物资供应商三者之间通过加强物流信息的沟通，保证物流信息快速有效地传递，实现JIT的配送方式，可以提高整个供应链的运作水平，实现效率的最大化。
4结论与展望
本文主要研究了海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业的特点，并针对其特点进行了配送模式、配送方式和配送分类管理方面优化设计，提出了可供岸基公司借鉴的措施和建议。
本文仅仅对海洋石油勘探开发中的岸基公司的配送作业进行了初步的探讨，提出的优化设计方案有待进一步完善。要真正实现配送作业的最优化管理，需要与采购管理、库存管理相结合，以整个物流系统为着眼点，进行全面深入的研究，探索采购管理、库存管理和配送管理的整体优化设计，从而在整体上降低公司的物流成本。
参考文献
［1］ 钱芝网，赵丹.物流运筹学.中国时代经济出版社.2008
