海洋石油平台工作船协同设计仿真平台架构设计
简易海洋石油平台导航系统设计简析

简易海洋石油平台导航系统设计简析作者:郭建文来源:《中国科技博览》2014年第24期[摘要]对海洋石油平台导航系统的设计进行简要介绍,结合简易海洋石油平台的特点,探索适宜的简易平台导航系统设计方案。
[关键词]简易平台导航系统无线电信标中图分类号:G876 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)24-0065-01引言海洋石油平台是用于海洋石油开采和生产的海上设施,一般采用钢结构形式,通过导管架安装在海洋中,为了保护平台及周边船舶和飞行器的安全,需要在平台上设计、安装专用的导航系统,向过往船舶和飞行器发出特定的声、光和无线电信号,以避免碰撞,保证平台及船舶和飞行器的安全。
1 常用海洋石油平台导航系统常用的导航系统一般由导航控制盘、导航灯、航空障碍灯、雾笛、光电开关、雾探测器、电池系统等主要部分组成。
导航控制盘一般包括信号发生器、控制电路、充电器和逆变器等部分;信号发生器主要是依据相应的技术标准,产生固定频率的特定信号,用于驱动声、光信号装置;控制电路主要是对导航系统的运行进行自动监测和控制,实现系统的自动运行,依据国际规范,海上石油平台使用的导航系统必须能够满足96小时连续工作;充电器主要是为电池组进行充电,同时为系统运行提供电力;逆变器是在系统失去外部电源供应的情况下将电池组储存的电能转化为交流电供给系统使用。
导航控制盘一般安装在平台电气间或中央控制室内,电池组一般安装在电池间内。
导航灯是一种经过特殊设计的信号灯,能够按照技术标准要求发出一定强度的特殊光学信号,以便船舶能够在一定距离之外识别出海上石油平台的存在,避免发生碰撞事故。
导航灯一般安装在平台的每个角或对角安装。
光学信号的编码采用的是莫尔斯U码,信号周期为15秒(0.5秒亮;0.5秒熄;0.5秒亮;0.5妙熄;1.5秒亮;11.5秒熄)。
多个导航灯的运行受导航控制盘的统一控制,同步工作。
导航灯内部的发光光源一般为大功率白炽灯泡,为了保证导航灯的可靠性,灯具内部安装有自动灯泡监测和更换装置,当正在使用的灯泡失效后会自动更换灯泡,每套装置一般设有6个灯泡。
《2024年船舶跟踪与态势估计仿真平台设计与实现》范文

《船舶跟踪与态势估计仿真平台设计与实现》篇一一、引言随着全球贸易的日益繁荣和海洋运输的快速发展,船舶的实时跟踪与态势估计成为了保障海上安全、提高运输效率的重要手段。
船舶跟踪与态势估计仿真平台的设计与实现,对于提升海上交通管理、救援反应能力以及船舶运营效率具有重要意义。
本文将详细介绍船舶跟踪与态势估计仿真平台的设计与实现过程。
二、平台设计目标船舶跟踪与态势估计仿真平台的设计目标主要包括以下几个方面:1. 实时性:平台应具备实时跟踪船舶的能力,确保数据的准确性和时效性。
2. 精度:对船舶的态势估计应具有较高的精度,为决策提供可靠依据。
3. 可扩展性:平台应具备良好的可扩展性,以适应不同规模的船舶和不同海域的跟踪需求。
4. 用户体验:界面友好,操作简便,方便用户快速上手。
三、平台架构设计船舶跟踪与态势估计仿真平台的架构设计主要包括以下几个部分:1. 数据采集层:负责从各类传感器、通信设备等获取船舶数据。
2. 数据处理层:对采集的数据进行预处理、滤波、去噪等操作,确保数据的准确性和可靠性。
3. 态势估计层:利用算法对船舶的航行状态进行估计,包括位置、速度、航向等。
4. 仿真层:基于态势估计结果,进行仿真模拟,为决策提供支持。
5. 用户交互层:提供友好的用户界面,方便用户查看船舶跟踪和态势估计结果。
四、关键技术实现1. 数据采集与传输:通过传感器和通信设备实时采集船舶数据,并传输至平台进行处理。
2. 态势估计算法:采用先进的算法对船舶的航行状态进行估计,包括基于卡尔曼滤波的航位推算、基于卫星定位的航位修正等。
3. 仿真模型构建:根据船舶的航行状态和海况信息,构建仿真模型,模拟船舶的航行轨迹和态势变化。
4. 用户界面设计:采用直观的图表和动画展示船舶跟踪和态势估计结果,方便用户查看和分析。
五、平台实现与测试1. 编程语言与开发环境:平台采用C++编程语言,使用Qt框架进行界面开发,数据库采用MySQL或Oracle等关系型数据库。
基于虚拟现实的海洋工程仿真系统设计

基于虚拟现实的海洋工程仿真系统设计近年来,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术在各个领域得以广泛应用,其中包括海洋工程领域。
海洋工程涉及复杂的海洋环境和工程任务,因此,基于虚拟现实的海洋工程仿真系统成为了一种有效的工具。
本文将针对基于虚拟现实的海洋工程仿真系统的设计进行探讨。
海洋工程仿真系统通过虚拟现实技术提供了一种以真实感观体验海洋环境和工程任务的方式。
这种系统不仅可以提供真实感的视觉信息,还能模拟真实的声音、触觉和运动感,使用户感觉自己身临其境,仿佛置身于真实的海洋工程场景之中。
在设计基于虚拟现实的海洋工程仿真系统的过程中,需要考虑以下几个关键因素:海洋环境模拟、工程任务模拟、用户界面设计和交互方式。
首先,海洋环境模拟是基于虚拟现实的海洋工程仿真系统的重要组成部分。
该系统需要模拟不同海洋环境的特征,例如海浪、海流、潮汐和水下能见度等。
通过使用粒子系统、流体模拟和光线追踪等技术,可以实现逼真的海洋环境模拟,使用户能够感受到真实的海洋场景。
其次,工程任务模拟是基于虚拟现实的海洋工程仿真系统的核心内容之一。
该系统可以模拟不同类型的海洋工程任务,例如海底管线布放、海底油井钻探和海洋结构物建设等。
通过利用物理引擎和动态碰撞检测等技术,可以实现真实的物理交互效果,使用户能够参与到工程任务中,并对任务执行情况进行评估和优化。
第三,用户界面设计是基于虚拟现实的海洋工程仿真系统设计的重要考虑因素之一。
该系统需要设计直观易用的用户界面,使用户能够方便地操作系统,并获得所需的信息。
通过合理布局控件、使用直观的图形和图标,可以提高用户的操作体验和工作效率。
最后,交互方式是基于虚拟现实的海洋工程仿真系统设计中的关键要素之一。
这种系统可以通过手柄、头盔、体感设备等硬件设备与用户进行交互。
例如,用户可以通过手柄来操作工程任务中的机械臂,通过头盔来观察海洋环境以及完成任务。
基于虚拟现实的海洋工程仿真系统设计可以应用于多个方面。
海洋平台钢结构的承重详细设计

海洋平台钢结构的承重详细设计本文主要论述海上石油钻井平台钢结构在承重状态下的详细设计,以实际项目为例,介绍承重设计的整个过程以及相关软件的应用方法,目的在于提高设计人员的工作效率、减少错误的发生。
包括如下几个部分:一、工况概述和初步设计;二、型材选用和结构力学计算;三、节点分析和加强。
标签:承重;有限元;UC值;节点1 工况概述和初步设计海上石油钻井平台是以钢结构为主体的多专业协同工作的采油平台,钢结构作为承受所有荷载的载体,力学计算就成为钢结构设计的主要依据。
本文以平台改造项目为例,论述承重状态下的详细设计的基本方法和工作思路。
1.1 工况概述:平台改造项目的目的是为了在平台上增加一台设备,以更好的进行原油处理,减少资源浪费。
该设备重70吨外形尺寸为长2米宽12米,放置于平台东侧,目前设备就位区没有结构,需要增加结构放置设备。
1.2 初步设计:首先,要进行节点设计,我们初步设计了28个节点,节点的名称和坐标如下:设备放置于节点6、7、N、M围成的方形区域内。
该设备的重量荷载是以面荷载的形式施加到节点6、7、N、M所连接的梁格上的。
2 型材选用和结构力学计算接下来可以选择H型钢了,由于该项目承重设备重量较大所以我们尽量选择屈服强度较大的H型钢进行设计,大梁选用H588X300X12X20的H型钢屈服强度355MPa,小梁选用H300X300X10X15的H型钢屈服强度355MPa。
将这两种型钢的数据输入SACS5.2。
梁格的规格确定以后还要选择甲板板的规格,按照规范选择8毫米厚的碳素结构钢材质为Q235B,输入SACS5.2。
选择好材料就可以开始结构力学计算了,我们先根据初步设计的蓝图建立SACS5.2的力学模型,经过计算发现单靠H型钢的悬臂结构无法满足该设备的承重要求,因此考虑增加斜撑,选择直径为273毫米壁厚为10毫米的20#钢的无缝钢管。
同时需要增加两个节点作为斜撑的支点,T号节点坐标为(0,0,-4)U号节点坐标为(0,18,-4)。
海洋平台的设计及建造施工

第四章海洋平台的设计及建造施工第一节平台结构设计的一般步骤海洋平台的结构设计首先是根据平台作业海域的环境条件、海底土壤特性、平台的使用要求、安全性、营运性能、建造工艺和维护费用以及业主的期望等选择平台的结构型式方案。
由于平台长期固定或系泊于特定的海域中作业,它不像一般船舶那样,遇到大风浪可以避航,因此,在结构设计中正确的确定海洋环境条件显得非常重要.海洋环境条件一般包括海域的水深、风暴、波浪、海流、潮汐、海底冲刷和滑移、冰情和地震等.这些海洋环境因素对平台的安全和作业效率有极大的影响。
为了设计出满足各项设计条件,同时经济性能优良的平台结构,往往需要选择多种方案进行分析比较,最后选定最佳的方案.因此平台结构设计实际上是一个逐步逼近或试探的过程,例如挪威阿柯(AKER)集团设计的“阿柯—H3”号半潜式平台就选择了A至H的8中方案进行分析、筛选,最后选定了H方案中的第3种修改方案,平台也因而取名为“阿柯—H3”。
一般初步选定一种结构型式,确定平台主要尺寸,具体进行总体布置后,如果是移动式平台则需要进行运动性能和稳性的分析,倘若不满足设计任务要求和有关范围的规定,那么这种结构型式就要被淘汰。
为了进行结构安全性校核,需要进行外载荷计算、强力构件尺寸的初步确定和构件材料的选取等工作,最后进行结构的总体强度分析。
外载荷计算包括确定平台的浮力、结构重量、平台的甲板载荷,由风、浪、流、冰、地震引起的环境载荷等,这些载荷直接影响着构件的布置、连接和尺寸的大小,是决定结构设计优劣的重要因素.对于固定式平台,还需进行桩基计算以及桩—土—结构相互作用的分析。
平台的所有强力构件都必须符合规范的强度标准,否则应修改构件的尺寸和材料品种,直到满足要求为止.在结构强度尺寸确定后应对在总体布置时估算的结构重量进行校核,看其与实际的是否一致,若相差较大还需要进行调整.结构设计的最后一个阶段是局部节点结构设计,平台节点是重要的结构部位,它的强度和施工工艺往往直接影响平台总体结构的寿命.图4—1为平台结构设计的一般流程。
《2024年船舶跟踪与态势估计仿真平台设计与实现》范文

《船舶跟踪与态势估计仿真平台设计与实现》篇一一、引言随着全球贸易的繁荣和海洋运输的不断发展,船舶的监控与态势估计变得日益重要。
船舶跟踪与态势估计仿真平台的设计与实现,为船舶的实时监控、路径规划、避障决策等提供了有效的技术支持。
本文将详细介绍船舶跟踪与态势估计仿真平台的设计思路、实现方法及其实用价值。
二、平台设计思路1. 需求分析在平台设计之初,首先进行需求分析。
考虑到船舶监控的实时性、准确性以及态势估计的复杂性,平台需要具备以下功能:船舶跟踪、航道规划、态势估计、数据存储与分析等。
同时,平台应具备友好的用户界面,方便用户进行操作。
2. 架构设计根据需求分析,平台采用模块化设计,主要包括数据采集模块、数据处理模块、态势估计模块、用户界面模块等。
其中,数据采集模块负责收集船舶的实时数据,数据处理模块负责对数据进行处理与存储,态势估计模块负责对船舶的态势进行估计与预测,用户界面模块则提供友好的用户操作界面。
三、实现方法1. 数据采集数据采集模块通过卫星定位系统、雷达、S(船舶自动识别系统)等设备,实时收集船舶的航行数据,包括经纬度、航速、航向等。
同时,模块还需收集环境数据,如海况、气象等信息。
2. 数据处理数据处理模块对采集到的数据进行预处理,包括数据清洗、格式转换等。
然后,将处理后的数据存储到数据库中,以便后续的态势估计与数据分析。
3. 态势估计态势估计模块采用机器学习、深度学习等技术,对船舶的航行数据进行训练与建模,实现对船舶态势的实时估计与预测。
模块可根据船舶的航行历史、环境因素等,预测船舶的未来航行轨迹,为航道规划、避障决策等提供支持。
4. 用户界面用户界面模块采用图形化界面设计,方便用户进行操作。
界面应具备实时显示船舶位置、航向、航速等功能,同时还应提供航道规划、避障决策等工具,帮助用户更好地监控与管理船舶。
四、实用价值船舶跟踪与态势估计仿真平台的设计与实现,具有以下实用价值:1. 提高船舶监控的实时性与准确性:平台可实时收集并处理船舶的航行数据,提高监控的实时性与准确性。
船舶与海洋工程建造仿真实训中心建设方案及详细要求

附件:船舶建造仿真实训系统详细要求第一部分系统组成船舶建造仿真实训系统由二部分组成,一是演示部分,二是模拟操作部分。
一、演示部分:船舶建造工艺流程子系统内容及要求仿真模拟对象:某典型船厂(中等以上规模)、典型船舶(中型油船或散货船)、常规建造工艺1.船厂厂区及设施演示例举一中等以上规模船厂,以立体效果仿真模拟演示船厂的厂区布置型式、厂区各车间及主要造船设施分布。
要求:船厂各种设施要齐全(如船台和船坞,门式吊车及塔吊均有)。
初始页面上显示“船厂厂区及设施”字样,点击后进入厂区外观画面(可浏览),浏览画面从各角度可视,画面下方有厂区各区域名称按扭,点击名称或厂房等即可进行入车间内部,显示其仿真的典型设备,各车间、设施等要有文字显示其名称。
2.船舶内部结构及布置演示以常规大中型油船(或散货船),演示整个船舶的三维结构及内部设备系统等布置。
要求:初始页面上显示“船船结构及布置”,点击出现船型画面,其下方显示船型名称,点击不同船型名称即出现该船立体仿真船体外观,其画面下方设置船舶各部位名称按扭。
点击相应按扭或船舶某个部位即能显示该区域船体内部情况(包括内部结构及舾装设备等)。
船舶各部位结构及设备等要有文字显示其名称。
3.船体建造常规工艺流程演示船舶建造工艺流程应选取某典型油船(或散货船)、典型中等以上规模船厂(同船厂厂区演示部分)为例来演示。
以模拟仿真的形式演示船舶从放样、号料、钢材加工(边缘加工、成形加工)、小组立、中组立、大组立或总组立、船台(或船坞)搭载、舾装和涂装、船舶下水及试验等整个建造主要工艺流程。
工艺流程主要过程:钢材进入材料码头,由平板车和桥式起重机送入钢材堆场,钢材在堆场分类整理后通过输送带送入钢材预处理间进行预处理;预处理结束后在理料间对钢材进行分类整理,然后送入钢料加工车间进行切割、成形加工;加工后的零件按照所属组立在理料间进行集配,形成托盘。
将托盘送入装焊场地中的指定工位,进行装焊作业,形成小组立——中组立——大组立——总组立;舾装件加工集配完成后,以托盘的形式送入大组立或总组立装焊阶段进行安装;最后完成船台(船坞)搭载,完成船上舾装涂装后;进行船舶下水及船舶试验、交船等。
《2024年船舶跟踪与态势估计仿真平台设计与实现》范文

《船舶跟踪与态势估计仿真平台设计与实现》篇一一、引言随着海洋运输的日益繁荣,船舶跟踪与态势估计成为了重要的研究领域。
船舶跟踪技术能够帮助我们实时掌握船舶的动态信息,而态势估计则能够预测船舶的未来航行趋势。
为了更好地服务于航海业,提高海上运输的安全性和效率,设计并实现一个船舶跟踪与态势估计仿真平台显得尤为重要。
本文将详细介绍该仿真平台的设计与实现过程。
二、平台设计1. 设计目标本仿真平台的设计目标为:实现船舶的实时跟踪、态势估计、历史轨迹回放及预测分析等功能,以满足航海领域对船舶动态信息的需求。
2. 系统架构本平台采用C/S(客户端/服务器)架构,分为客户端和服务器两部分。
服务器负责处理船舶动态数据,包括数据采集、处理和存储等;客户端则负责展示船舶的实时跟踪信息、历史轨迹回放及预测分析结果。
3. 模块设计(1)数据采集模块:负责从各种传感器和通信设备中获取船舶的动态数据,包括经度、纬度、速度、航向等。
(2)数据处理模块:对采集到的数据进行预处理,如滤波、去噪等,以保证数据的准确性和可靠性。
(3)态势估计模块:利用机器学习、神经网络等算法对船舶的动态数据进行分析,以预测船舶的未来航行趋势。
(4)存储模块:将处理后的数据存储到数据库中,以便后续分析和查询。
(5)客户端展示模块:将船舶的实时跟踪信息、历史轨迹回放及预测分析结果以图表、曲线等形式展示给用户。
三、平台实现1. 数据采集与处理本平台采用多种传感器和通信设备进行数据采集,包括GPS、S(船舶自动识别系统)等。
采集到的数据经过预处理后,再通过数据处理模块进行分析和存储。
在数据处理过程中,我们采用了多种算法和技术,如卡尔曼滤波、数据插值等,以提高数据的准确性和可靠性。
2. 态势估计算法实现本平台采用了多种机器学习和神经网络算法进行态势估计。
其中,基于深度学习的长短时记忆网络(LSTM)在处理时序数据方面表现出色,能够有效地预测船舶的未来航行趋势。
我们通过大量实际数据对算法进行训练和优化,以提高预测的准确性和可靠性。
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设计 与 并行协 同。通 过优 化船 舶 设计流 程和
制 定相 关标准 规 范 ,并 结合船 舶产 品设计 开 展 l 化验证 ,形 成并行 协 同可 视化 的系统 : 程
I 作模 式 ,实现 对海 洋石 油平 台工作船 设计 过 程和 产 品数 据 的有效 管 理和控 制 。 22 功 能要求 . 利 用 可 视 化 的 计 算 机 仿 真 技 术 和 虚 拟
现 实技 术 ,对 船舶产 品的功 能 仿真试验 阶段 ,此协 同设计 仿真 平 台能够在 三维 沉浸
感 的虚拟 环境 中再 现一 个具 体 的工艺 过程 , 并 且 允 许 实 时操 作 工 艺 设 备 或 改 变 相 关 参 数 ,使 得用 户在 产 品开 发或 生产规 划阶 段对 产 品的工 艺过 程进 行仿 真和评 估 ,同时辅助
使得海 洋 开发活 动不 断加 强 ,国 内、国际对
海 洋 石 油平 台 工 作 船 协 同设 计 仿 真 平 台是在 系统 工程 的思想 指导下 ,以船舶 总体
设计 为核心 ,按照 建立数 字化 设计 体系 、研
与 海 洋 石 油 开 发 相 关 的重 大 海 洋 工 程 装 备 的需 求也 日益 增加 ,特 别 是在 资源 勘探 、采
先 进 设计技术 的核 心 。 以 C D S AD 5三 维 设计 系 统应 用与 开发成 果 为技术基 础 ,将 能够 进
行船舶初步设计和详细设计的 NP AA软件 , 能够 进 行 生 产 设 计 的 C D S 软 件 , 以及 AD 5
W n c i l 设计管理 平 台等软 件系统 按照 协 idh l
求的船 舶数 字化设计平 台的体系框架及其 系统 组成 ,并对 船舶协 同设 计仿真 平 台建设 的相关技术及其解决途径进行 了分析和研
究 ,从 而为 该船 舶产 品的研 究开 发打下 了坚 实 的技术基 础 。 关 键 词 : N P ;CD S ;DVS O : A A A D5 IIIN W nc i l idh l:协 同设计 仿真 平 台
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《 科技 与蕾理》2 1 弟 2期 00年
实 现 海 洋 石 油平 台 . 作 船 的全 过 程 数 字化 I :
品动 态数 据 结构 设计 、三维 设计 图表 自动 生 成技 术研 究 等 ,为产 品现 实 的建造 过程 提供
完 备 的 图纸 、产 品数 据和 管理控 制信 息 。 ( )虚 拟仿 真试 验功 能 4
分 析 ,按 照海 洋石 油平 台工作船 协 同设计 仿 真 平 台 的 设计 目标 及 功 能要 求进 行 整 体 规
划 ,进而对 本 协 同设 计仿真 平 台 的构 架进行
研 究设 计 。 2 、研 究 内容 2 1设计 目标 .
由于世 界 范围 内的石 油能源 日益紧 缺 ,
调度 。
艺 和优 化 生产 工艺 。 ( )设计 管理 与控 制功 能 5 在 海 洋 石 油 平 台工 作 船 协 同 设 计 仿 真 平 台上 ,应 具备 建立 包括 项 目管理 、设计 文 档 管理 、工 作流 管理 、产 品结 构配 置管 理 、
《 技与管理》2 1 第 2期 科 0 0年
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i 数 字 化
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海洋石油平台工作船协同设计仿真平台架构设计
官 羽
摘 要 :本文 以系 统工 程 的理 论为指 导 , 以船 舶总 体设计 的全 过程 为对象 ,按照 建立 数字 化设计 体 系的要 求 ,在 对船舶 产 品工程 研制 的特 点及 需求 认真分 析 的基础 上 ,提 出 了满足 并 行 、协 同 、集 成 的船舶研 制模 式要
1 、概述
同设计仿真的 目 标进行集成,构建适合海洋
石 油 平 台工 作船 的建 造 周 期 短 和 建造 工 艺
复杂 等特殊要求 的协 同设计仿真 平台。为 此 ,通 过对 构 成 此平 台的 N P 、C J S 、 A A ^ D 5 )
DV SO 、W nc i l等各 个 功能软 件进行 I IIN idh l
设计过 程 的进 行 ,从 而 能够体 验既 定生 产工
行可 行性 论证 ,进行 可制 造性 、可 加工性 和 可 维修性 的数 字化虚 拟 测试 ; 以企 业数据 库 为共 享平 台 , 对现 实制 造过 程 的计划 、资源 、 组织 进行分 析和 系 统优化 ;利用 计 算机数 字 化 信 息 技 术 实 现 数 字 产 品 生产 线 和 实 物产 品生 产线 并行协 调工 作 , 以及对 资源 的及 时
油作 业 、海 上施 工 、海 上运 输 、海 洋调 查等 领域迅 速 发展 ,这 为重 大海 洋工程 装备 产业
制 现代 化舰 船产 品 的要 求 ,在 结构 化 、模 块 化 、层 次化 的企业数 字模 型基 础上 ,综合 运 用 C D CE PM等 数字化 使 能工具和 系 统 , A 、A 、 D 建 立船 舶 的并行协 同设 计仿真 平 台 ,使 各软 件 系统 间 的协调工 作达 到系统 最优 化 、功能
设 计 、详 细 设计 、生产设计 全 过程 的一体 化 设 计 。根 据信 息共享 、过程 集 成 的要 求建 立 覆 盖船 舶设计 各专 业 、面 向船 舶设计 全过 程 的并行 、 同、 协 集成 的船 舶数字 化 设计环 境 ,
精确化 、信息化、集成化和高可靠性的根本 保证 ,依靠 计算 机 的协 同 设计仿 真技术 又是
发展 带来 了广 阔 的发展 空间 。海洋 石 油平 台 工作船 是 公认 的高 附加值 、高技术 含量 的高
新技术船舶,公司根据 国际市场的需要和处 于内陆的特 点,将该类型船舶作为重点发展
战略船 型 。 先 进 的 船 舶 设 计 技 术 是 实 现 船 舶 制 造
最大化,从而实现海洋石油平 台工作船初步