冰区操作船体监测与辅助决策系统指南
第1节 通则
- 目的：为冰区航行船舶的冰区操作船体监测与辅助决策系统（监测与决策系统）提供设计、安装、使用、维护的技术指导，通过测量、记录船舶冰区操作过程中的结构响应、冰载荷，监测、评估和记录船体结构的安全状态，并为用户提供选择系统、设定数据测量和记录方法、确定安全阈值报警范围的技术参考。
- 应用：系统应具备独立启动/关闭功能，在船舶进入冰区前启动，驶出后关闭。系统需提供实时测量信息，当信息接近/超过结构安全阈值时，提供安全预警/报警和操作决策建议，并能通过已有测量信息预报后续数据变化趋势。
- 定义：明确了CCS规范、监测与决策系统、监测参数、安全阈值、评定指标、预警、报警、安全提示、冰级规范、标准冰区操作模式、非标准冰区操作模式、实时、短期预报等术语。
- 附加标志：符合要求的船舶可申请HMS-ICE及适用操作扩展附加符号，如HMS-ICE（Turn，Glancing）。
- 图纸和资料：提交传感器布置图、电力系统图等文件资料，并备查软件说明、使用手册。
- 检验与试验：规定了初次检验、年度检验/中间检验/特别检验、临时检验的项目和要求。
- 船上保存的文件：要求保存使用手册和维护校准日志。
第2节 冰区操作船体监测与辅助决策系统
- 一般规定：为采用标准冰区操作模式的船舶安装系统的基本要求，系统需实时监测冰带区构件应力，提供安全预警/报警和操作建议。
- 外界信息：系统应能识别或获得并显示冰区环境信息（气温、海水温度、海冰类型及厚度、海冰密集度等）和船舶状态（浮态、速度、加速度、航向等）、航行轨迹等信息。
- 数据存储：满足CCS钢规第8篇第21章第3节的要求。
- 冰区操作船体监测位置：主要通过在水线附近船体构件上布放应变传感器监测结构响应，传感器布置位置基于冰载荷分布趋势选择。
- 典型结构监测节点设计：规定了强肋骨、纵桁、纵骨、肋骨、船体外板等典型结构节点的应变（应力）监测装置设计原则。
- 数据处理：采集的数据需经过低通滤波、剔除异常值等处理，并消除环境温度影响。
- 安全阈值确定：系统专门用于监测冰载荷作用下船体结构的响应，安全阈值由测点位置、构件属性和许用应力等因素确定，用于评定构件安全状态。
- 短期监测预报：系统应具备短期监测预报功能，基于已有监测数据反映未来1～2小时内监测数据的变化趋势，当预报的评定指标达到1.0时，设置安全提示。
- 辅助决策：根据冰区环境、船舶状态和预警/报警信息，给出辅助决策以支持船长选择合适的操作措施。
第3节 非标准冰区操作模式的补充要求
- 一般规定：如有非标准冰区操作模式的需求，建议根据冰区操作特点，在第2节基础上，再考虑本节要求。
- 冰区转弯操作：建议在靠近型线收缩的肩部和尾部结构关键部位的左右舷各增加设置1个监测位置，并根据监测情况提出降速慢行、增大转弯半径等操作建议。
- 冰区冲撞操作：建议在首部至船舶结构型线收缩处之间结构关键部位左右舷各设置1个监测位置，并在首部外板、距离尾部0.5L~0.7L位置的典型横剖面关键部位等处设置监测位置，并根据监测情况提出控制冲撞速度、避免高速冲撞等操作建议。
- 冰区尾向操作：建议在船舶尾部、尾部过渡区的关键部位左右舷各设置1个监测位置，并根据监测情况提出保持合适的螺旋桨浸没、低航速和吊舱连续旋转等操作建议。
- 冰区浅水操作：建议在船首、船尾的底部区的关键部位左右舷各设置1个监测位置，并根据监测情况提出降低航速、调整航向、绕航避让等操作建议。
- 冰区斜向操作：建议在船体斜向破冰位置处的船体外板上至少设置2个三向应变（应力）监测位置，并根据监测情况提出避免用于厚冰层或冰脊、调整吃水至设计水线附近等操作建议。
- 冰区长期驻留操作：建议在船中区域两舷沿高位冰区水线、低位冰区水线至少各设置4个监测位置，并在高位冰区水线以上、低位冰区水线以下、船底一侧等处设置监测位置，并根据监测情况提出关注底部冰区操作船体监测情况、降低航速、调整航向等操作建议。
第4节 船体局部冰载荷监测
- 一般规定：冰载荷监测是冰区操作船舶结构损伤识别、安全评估和冰载荷研究的重要技术手段，应满足本节要求。
- 冰载荷监测的传感器布置：应在水线附近布置阵列式应变传感器，对识别冰载荷所需的结构响应进行监测，并规定了传感器布置方案和数量要求。
- 冰载荷监测的监测节点设计：规定了强肋骨、纵桁、肋骨、纵骨、船体外板等部位的监测节点设计要求。
- 统计计算：应计算最大值、最小值、平均值、标准偏差等统计参数，并基于统计分布评估超过规定值的概率。
- 冰载荷监测方法：可采用影响系数矩阵法，并规定了船体冰区操作船体监测结构的应变刚度矩阵确定方法。
