有两颗动力“心脏”的智能船舶来了******
“青港拖1”轮 山东港口供图
“青港拖1”轮拥有两颗动力“心脏”,即采用“柴油+电力”双驱动模式。除了柴油发动机推进系统,该船配备的电力推进系统同样能提供最大静水航速11.7节、最大续航力4.5小时的动力。通过自主研发的动力配置方案和转换控制算法,操作者使用同一手柄可以操控两套推进系统,纯电力推进和柴油机推进两种模式可实现一键无缝隙智能切换。
混合动力的汽车对于大家来说早已不陌生,但混合动力的船舶却鲜有听闻。前不久,全国首艘油电混合智能拖轮——“青港拖1”轮在山东港口青岛港启用,该船采用传统柴油机推进和电力推进双驱动模式,在纯电力模式下可实现零油耗、零排放,创造了拖轮绿色作业的新模式,也为航运业技术创新提供了可复制、可推广、可借鉴的经验。
双驱动模式可实现一键切换
2022年12月30日,“青港拖1”轮从山东港口青岛港前湾港区码头离港,正式启用。该船长39米、型宽11.5米、型深5.3米,马力为5200匹,采用“自由航行+助泊作业”两种运行模式,主要用于协助进出山东港口青岛港的大船靠泊、离泊和移泊。
“青港拖1”轮拥有两颗动力“心脏”,即采用“柴油+电力”双驱动模式。除了柴油发动机推进系统,该船配备的电力推进系统同样能提供最大静水航速11.7节、最大续航力4.5小时的动力。通过自主研发的动力配置方案和转换控制算法,操作者使用同一手柄可以操控两套推进系统,纯电力推进和柴油机推进两种模式可实现一键无缝隙智能切换。
“‘青港拖1’轮的柴油机推进系统配置2台主柴油机,单机功率1920千瓦;电力推进系统共配置4套磷酸铁锂电池组,总容量为2760千瓦时。该船的启用,将有效解决传统拖船在航行和作业过程中柴油主机低效能、高油耗、高排放的问题。”“青港拖1”轮船长李瑞峰介绍说,在绝大部分工况下,该船会优先使用锂电池推进模式作业,在满电情况下可支持全船连续作业4.5小时。
据山东港口青岛港轮驳有限公司副总经理张雷介绍,“青港拖1”轮由山东港口青岛港历时18个月自主研发,造价约6000万元,设计使用寿命为30年。
记者了解到,“青港拖1”轮已取得中国船级社授予的6个附加标志,分别为智能航行(N)、智能机舱(M)、智能能效(E)、智能集成平台(I)、混合动力Hybrid、无人机舱AUT-0,并由此成为中国国内首艘取得智能航行附加标志的全回转拖轮、首艘取得混合动力Hybrid附加标志的全回转拖轮、首艘取得4个智能附加标志的全回转拖轮,以及中国国内取得智能船舶附加标志最多的全回转拖轮。
配备6套人工智能系统
1月9日凌晨,“青港拖1”轮接到作业任务,自镰湾河基地出发,来到青岛港前湾港区,与其他拖轮密切配合,连续作业5个多小时,协助矿船、集装箱船舶完成安全靠离工作。早上7时许,“青港拖1”轮又行驶到青岛港油港港区,投入到20万吨级油船“伊兰特”的靠泊作业中。
“‘青港拖1’轮主要在青岛港前湾港区、油港港区、大港港区进行作业。港内水域船舶通航密度大,航行风险高,为此,船上配备了6套人工智能系统,能有效保障船上人员、设备与自身航行安全,提升港区航行、作业的安全性。”李瑞峰说。
记者了解到,“青港拖1”轮使用自主开发的港作拖轮智能化系统,该系统可提供4216个数据点的辅助决策逻辑及解决方案,使船舶的智能化管理成为现实。
“全船共有12568个传感器、6套人工智能建模系统,敷设电缆45公里,为常规拖轮的3倍。”“青港拖1”轮总指导电气工程师颜卓翁介绍,“青港拖1”轮搭载多元融合态势感知辅助避碰、拖轮作业辅助航行、机舱“跑冒滴漏”监测、振动监测、噪声监测、智能巡检等6项国内首创人工智能系统,多项前沿技术首次在船舶上应用。
以“青港拖1”轮搭载的多元融合态势感知辅助避碰系统为例,该系统将微光补偿高清摄像机、激光测距雷达、超声波雷达进行深度融合,采用AI图像处理、回波点云分布、杂波图像抑制等多项技术与边缘检测算法相结合,实现了集检测距离设定、高保真图像呈现、距离精确显示、夜间图像增强等众多功能于一身。
“多元融合态势感知辅助避碰系统是符合港作拖轮工况的最先进辅助避碰系统,可对本船周边的所有目标进行识别、测距并报警,确保‘青港拖1’轮安全行驶和作业。”颜卓翁告诉记者。
同时,配合布于全船的12568个传感器,人工智能系统可随时提取相关数据对船舶状态进行实时监控分析,在保障船舶与航行安全的同时,减少人员依赖,使全船配员可低至8人。
纯电力模式下实现零排放
记者了解到,“青港拖1”轮船舶上层建筑一共有三层,每一层的前壁都是斜面设计,配合左右驾控台滑道椅设计,能最大限度提高驾驶员视野,保证驾驶员在作业过程中进行安全观测的舒适度。该船大桅采用变径支撑设计,既简洁美观,又保证强度;船首甲板机械做到双缆车双锚机独立操作,既互不影响使用,又互为备用。一层生活区内则按照船检规范最新要求,每名船员均设置单独房间,配备必要起居设施,为船员提供舒适的休息环境;生活区内还设置了直通集控室通道。
此外,绿色低碳是“青港拖1”轮最显著的特征,在纯电力模式下,该船可实现零油耗、零排放。“与传统的燃油拖轮相比,‘青港拖1’轮每年可节约近227吨柴油,节省燃油费用120余万元,减少二氧化碳排放700余吨。”李瑞峰介绍说。
自一体化改革发展以来,山东港口坚持自主创新,将智慧绿色港口建设作为驱动港口转型发展的首要手段,“青港拖1”轮即是山东港口以科技实力强化智慧港口建设、完善绿色技术创新体系的重要成果。
“‘青港拖1’轮的启用,为航运业创新发展提供了可复制、可推广、可借鉴的经验,打造了拖轮智慧绿色发展新样板。目前,我们正在规划投用更多的油电混合智能拖轮,并将在新能源化、遥控化、无人化船舶方向继续开展研究攻关,进一步推进绿色低碳港口建设。”张雷告诉记者。(实习记者 宋迎迎)
户外运动爱好者必须了解的常见运动损伤及处理原则******
江苏省体育科学研究所 杨文贤
2022年,借助各大网络平台的分享转发,一系列小众运动如飞盘、腰旗橄榄球、徒步、攀岩这些户外运动受到许多年轻人的追捧,成功吸引到一大批群体成为户外运动的忠实爱好者。
到户外走动是保持健康和接触大自然的好方法,但是户外运动引起的相关伤害也会显著增加。据统计,每年有超过350万的人群因运动或参加娱乐活动而受伤。即使是专业运动员,虽然他们在大多数运动伤病中恢复得相当快,但如果得不到及时解决,也可能意味着运动员生涯的提前结束。
新冠康复后,外出运动是一个好的选择,可以帮助呼吸的恢复,但对于户外运动的新手爱好者而言,不仅要面对如何在冬季寒冷的低温下保持良好运动状态的考验,了解不同运动可能会引起的身体伤害以及学会自我预防及处理,同样也是重中之重。对此,根据运动科学专家Jill Horbacewicz的建议,我们为广大的户外运动爱好者们编制了一份关于运动损伤的友好指南。
以下是最常见的几种户外运动伤害以及如何预防这些伤害的提示。
1.扭伤
扭伤是一种影响韧带的损伤(韧带是连接骨骼和关节的组织)——最常见的形式是过度拉伸导致的撕裂。扭伤通常是由于快速扭转或其他笨拙的运动(包括跌倒)发生的。而其中,踝关节扭伤是最常见的扭伤形式,以疼痛和肿胀为特征。损伤通常发生在外侧韧带上,严重程度可以从拉伤到撕裂。对于户外运动爱好者而言,脚踝扭伤通常发生在精神注意力不集中时。因此,在运动过程中注意不要向前看地形中的突起,认真走好脚下的路,这对徒步爱好者而言尤其重要。
一旦发生扭伤,请立刻停止运动并休息,有条件的可以对受伤部位进行冰敷。如果疼痛严重,请就医进一步治疗。
2.拉伤
肌肉纤维或肌腱撕裂时会出现拉伤,多数情况下是由于突然运动造成的,在网球运动员、高尔夫球手和曲棍球运动员中很常见。拉伤可能导致肌肉痉挛、肿胀和难以移动受影响的身体部位,这通常局限于腿部、手臂、颈部和背部。偶尔可能需要手术来解决严重的拉伤,但大多数情况下通过休息、冰敷以及在某些情况下使用拐杖即可治愈。
3.应力性骨折
在户外运动中,应力性骨折是一种比较常见的损伤情况。这是过度使用导致的损伤,通常体现在小腿或足部骨骼出现裂缝。人们很容易通过疼痛的部位和感受来判断是肌肉问题还是应力性骨折。如果是肌肉问题,身体疼痛的感受会更加弥散,对于应力性骨折,疼痛局限于一个部位且感受更加尖锐。
如果出现骨折,即使是轻度骨折也应被视为需要立即治疗的医疗紧急情况。可能需要石膏来促进愈合,并且恢复时间可能比许多其他类型的运动损伤相关的时间更长,甚至也可能需要手术来修复。
4.足底筋膜炎
足底筋膜炎是一种足部疾病,在跑步者以及以下肢运动为主的项目中最为常见。足底筋膜是一条组织带,从足跟一直延伸到脚趾,它的损伤特点是脚后跟或脚底感到疼痛。导致足底筋膜炎的生物学因素包括旋前困难、高足弓或扁平足、紧绷的跟腱和紧绷的小腿肌肉。
足底筋膜炎的治疗流程可以称为RICE。Rest、Ice、Compression和Elevation的首字母缩写词,这也是绝大部分运动损伤的处理原则。除此以外,可能还需要使用布洛芬来减轻炎症,同时进行拉伸(适当的时候)和按摩以缓解紧绷感。
5.髂胫束综合征
髂胫束综合征也是跑步者以及下肢运动最常见的过度使用损伤之一。髂胫束是一条从臀部外侧向下延伸到膝盖外侧直到胫骨的组织带。疼痛通常是由髂胫束在胫骨外侧(膝盖处)摩擦引起的。当在不平坦的表面上进行下肢运动以及肌肉组织变得紧绷时,该部位的摩擦会变得更加严重。穿破旧或不合适的鞋子也有可能导致髂胫束综合征。
因此,面对这种情况,首选是停止下肢运动,拉伸放松肌肉组织,选择合适的穿戴装备。严重时,可能需要相应的矫形器来解决因身体形态变化产生的力学问题。
6.腰痛
腰痛可能是由于腘绳肌紧绷、肌肉不平衡、核心肌无力、姿势不良、不正确的运动形式和跌倒造成的。大多数腰痛是由肌肉组织的失调和虚弱引起的。为了防止进一步的问题,日常生活中就要时刻注意脊柱的正确形式和中立对齐。
腰痛人群要加强核心,伸展腿部、腰部、腰椎和臀部。锻炼后使用RICE方法缓解疼痛。
7.膝痛
膝痛在热爱运动的人群中并不少见,尤其是跑步者以及其他下肢运动中。大多数膝盖问题源于过度使用、磨损、穿着不正确的鞋子、肌肉不平衡或异常,例如腿长不均匀、弓形腿和膝盖受伤等。
膝盖疼痛的治疗与其他损伤有所不同。通常,膝盖疼痛会随着肌肉力量训练、合适的鞋型或矫形器而消失。如果疼痛持续2周或更长时间,则需要及时向专业人员咨询,例如运动医学医生或足病医生。当然,在日常的预防中,也要注意穿着适合的鞋来进行运动。
说了这么多常见的运动损伤,相信各位发烧友们对于运动损伤一定有了自己的判断。但其实在运动中,最容易被大家忽略的其实是下面这类,我们将其称为“周末勇士”综合征。
整周久坐不动,然后在周末到来时进行大强度运动甚至过度运动极有可能会引起运动损伤。如果你整个冬天都没有跟上一项活动,请不要在夏天到来之际直接加入一项新的运动。你需要慢慢增加强度和频率,让你的身体适应你对它的要求。
最后,为了让大家真正享受到户外运动的乐趣,我们还有更多提示:
●运动前热身;
●佩戴合适的装备:无论是头盔、合适的鞋子、防护垫等,都会降低受伤的风险;
●保持水分:脱水会对性能产生负面影响,并导致肌肉疲劳或过度劳累,从而增加受伤的机会。确保在任何体育活动之前、期间和之后喝大量的水;
●知道何时停止:在受伤时忍耐疼痛或继续运动会很快导致后续受伤和较长的恢复时间。知道何时休息对于保持运动的活跃度至关重要。如果你在项目中已经很累,那么就不要继续运动了,疲劳时受伤的可能性要大得多;
●练习正确的技术:户外运动伤害的另一个主要因素是不正确的技术,它几乎可以影响任何人,无论是什么运动项目,学习如何正确的技术和发力均有助于预防一些最常见的运动损伤。
●小窍门:保护、休息、冰敷、加压、抬高。①保护受伤的部位,不让它受到第二次损伤。②针对限制患处的活动的休息,肌肉及韧带损伤后,局部制动是关键的。③及时的对患处进行冰敷可以减少出血、缓解疼痛、炎症的控制等。④加压一般在受伤后的24—48小时内实施,可以限制患处进一步的肿胀,常使用加压绷带包扎伤口,加压要从离心脏远的那端一层层向近端包扎,切记不要包扎过紧,包扎过紧极易引起局部肌肉坏死。加压时可以配合冰敷同步进行。⑤抬高是将患处抬高,更多的是利用重力帮助血液及组织液回流来减少受伤部位肿胀,缓解疼痛。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)