船舶与海洋工程学院船池是开展船舶水动力性能研究与试验教学的重要基础设施,拖车系统作为核心试验装备,通过按设定速度牵引船模运动,配合测量系统完成阻力、自航及耐波性等试验,为船舶设计优化与性能评价提供试验依据。在长期科研与教学实践中,船池积累了大量实体船模、实体桨模及相关试验数据。为进一步加强船池试验资源的规范管理与共享利用,在学校仪器设备开放共享基金(项目编号:KFGX2026002)支持下,船池拖车系统机组围绕实体船模、实体桨模与试验数据三类资源,开展存储设施改造、模型档案整理和一体化数据库建设,初步形成实体模型有序存储、模型信息规范管理、试验数据关联利用的管理体系,为大型仪器平台提升科研服务能力与资源共享效能提供支撑。

图1 船池拖车系统
(一)优化船模存储,完善动态管理
实体船模是船舶水动力试验的重要载体,也是实验室长期积累的科研资源。针对以往船模集中摆放在船池大厅、占用试验空间、缺乏统一存储规划等问题,机组结合模型尺寸、场地条件和转运需求,在船池外侧沿墙设计加工专用临时存储架,通过分层布置与集中存放,优化实体船模存储布局,释放室内试验作业空间,改善试验现场环境。
同时,机组进一步完善实体船模周转与保管流程,将模型管理纳入平台日常运行:试验完成后及时转运模型,登记模型信息及存放时间,并结合保存价值和后续使用需求,分批清理废弃船模,实现存储资源动态管理。通过设施改造与流程优化,模型查找、取用与周转的便利性得到提升,为具有复用价值的实体船模持续服务教学科研提供保障。

图2 实体船模存储空间优化前后对比
(二)规范桨模管理,建立对应档案
实体桨模是螺旋桨敞水试验和船舶自航试验的重要基础,其几何参数、标识信息及保存状态直接关系到试验选型与结果追溯。针对以往桨模分散装箱、查找不便、参数记录与实物对应不清等问题,机组开展实体桨模系统清点与整理,并根据不同直径桨模的存储需求,设计加工专用挂置式存储箱,实现集中、分区、可视化存放,改善桨模保管条件,提高查找与取用效率。
机组对现有实体桨模逐一编号、校核参数,梳理桨型、叶数、直径、螺距比、盘面比和旋向等关键信息,建立实物标签、参数清单与存储位置之间的对应关系,形成便于查阅和核对的桨模资源档案。通过存储设施建设与参数档案整理相结合,推动实体桨模由分散收纳向规范存储、参数化管理转变,为试验选型、模型复用、历史试验追溯及船桨数据关联提供支撑。

图3 实体桨模存储空间优化前后对比

图4 实体桨模编号整理与参数校核
(三)推进数据集成,提升智能利用
面向船舶与螺旋桨试验资料的关联利用需求,机组采用 Python 语言和 Flask 框架,基于浏览器/服务器架构(B/S),结合 SQLite 关系型数据库,开发船桨一体化试验数据管理平台。通过关系数据建模,将船舶主尺度、船模信息、桨模参数、试验工况及测点数据进行关联组织,并与图纸、报告、照片和视频等原始文件统一归档,形成可追溯的项目数字档案。平台集成多格式文件解析、元数据提取与规则识别功能,支持完整项目文件夹或压缩包批量导入,自动识别相关参数和试验类型,对资料进行分类整理,建立"自动解析—人工复核—确认入库"的处理流程,减少逐项整理和重复录入,提高历史试验资料数字化归集的效率与便利性。

图5 船桨一体化试验数据库资料导入与检索界面
在使用端,平台支持船型、排水量、航速及推进配置等多条件组合检索,并提供阻力曲线、螺旋桨敞水特性曲线和自航推进因子可视化展示。用户能够以船舶或试验项目为入口,关联查阅船模信息、桨模参数、试验结果与原始资料,实现跨类型试验数据与多格式文件的集中调用。通过自动化归集、关联检索和专业曲线展示,平台将分散保存的历史资料转化为可检索、可追溯、可复用的科研数据资源,为相似船型查找、历史试验结果对比和船桨匹配研究提供支持,提升大型仪器平台试验资源的利用效率与共享服务能力。

图6 船桨一体化试验数据库项目档案与资料展示
项目围绕船池拖车系统的运行与科研服务需求,统筹推进实体模型管理和试验数据资源建设,通过存储设施改造、模型参数校核与数字化平台开发,改善试验现场环境,完善船模、桨模及相关资料的保存和利用方式,初步形成实体资源有序存储、模型信息规范管理、船桨数据关联调用的管理体系。相关建设既为模型周转、试验准备和日常保管提供便利,也促进了历史试验资料的系统归集与科研价值挖掘。
项目执行期间,平台使用机时显著增加,共享服务效益明显提升,支撑科研项目38项,指导学生获科创奖励8项,形成实验技术研究论文、软件著作权登记等成果,提交发明专利申请2项。初步建立了实体模型与数字资源协同管理、持续维护和共享利用的工作机制,为同类平台推进资源规范管理与科研数据数字化建设提供了实践参考,并为后续探索人工智能赋能试验能力提升奠定了基础。
作者单位:船舶与海洋工程学院
撰稿人:宋磊
审核:冯大奎 朱翔