CCS三维稳性系统COMPASS-iStability

COMPASS为CCS船舶规范计算软件(产品库 求购 供应)品牌，旗下分为CSR船、海船、海工、内河船等几个业务领域。内河船对应COMPASS-Inland，其下细分为船舶稳性、总纵强度等子系统，COMPASS-iStability为内河船舶稳性计算系统，其前任是“船舶静水力计算与稳性衡准程序”。

2017年以前，国内用户基本上全是采用“船舶静水力计算与稳性衡准程序”进行内河船舶的稳性计算与衡准校核，为内河船舶水上安全做出了巨大贡献。随着IT技术的迅速发展，程序在操作系统的兼容性等方面表现出若干不适应，且由于原程序采用二维技术的“基因缺陷”，CCS决定采用全新的三维技术对该程序进行更新换代，研发完成新一代稳性计算衡准系统COMPASS-iStability。

该系统的突出特点是，采用三维交互和命令流技术进行建模替代型值表，采用三维网格积分替代平面近似积分，使稳性建模和计算均突破了船体形状的限制。建模中以下特殊设计也是用户非常欢迎和期待的：支持Undo/Redo，这一机制目前据了解在国内外船舶专业计算软件中尚无先例，但AutoCAD/Office中很早就已实现，用户也已普遍接受和期待，支持拾取与捕捉，支持船舶特有的肋位/站位坐标表达，支持引用表达式，支持引用对象的自动更新联动，这一特点也是用户很期待的。

那么相比上一代计算系统，新计算系统能带给用户哪些更好使用体验？一是船舶三维可视，所见即所得；二是三维求解替代二维近似计算，计算结果更精确；三是使多尾、球首、凸形甲板、首尾升高等以往难以处理的特殊船形，成为常规；四是使浮船坞(船型 船厂 买卖)、三体船等以往无法支持的新颖/特殊船型，变为可行；五是通过该系统的发布应用，将极大提高CCS在船舶性能计算领域的核心技术竞争力。

COMPASS-iStability研发完成并已正式发布，如图1所示，可实现静水力、舱容、完整稳性、破损稳性、许用重心高度、倾斜试验计算，提供《内河船舶法定检验技术规则》2011、2015修改通报、2016修改通报三种可选衡准。

图1   COMPASS-iStability界面

该系统在模型表达、人机交互、计算算法这三个方面全面实现了三维化，提供图形三维交互建模与命令流快速建模两种建模方式，以满足初学者和高级用户等不同用户群的需求，同时采用了全新的三维网格单元计算算法，使系统从建模和计算两方面均突破了船体线型的限制，能更好地适应球艏、双尾等非常规/特殊线型船舶的设计开发与安全衡准，包括开槽式挖泥船(船型 船厂 买卖)、多体船、浮船坞等。

通过长方体、圆柱体、球体等规则体测试，以及散货船(船型 船厂 买卖)、集装箱船(船型 船厂 买卖)、液货船(船型 船厂 买卖)、客船(船型 船厂 买卖)、工程船(船型 船厂 买卖)等16艘实船测试（与“船舶静水力计算与稳性衡准程序”和NAPA计算结果进行了比较），COMPASS-iStability计算系统的可靠性得以验证。

目前，该系统已在全国超过100家单位（集团）得以应用，其友好性和先进性获得业界认可，被广泛应用于船舶设计科研、审图检验和高校教学，覆盖了长江、珠江、黑龙江、京杭运河、黄河、闽江等全国绝大部分通航水域，已有华中科技大学、武汉理工大学、武汉船舶职业技术学院、无锡交通高等职业技术学校、嘉兴南洋职业技术学院等多所高校将其列为高校教学实训平台。

在三维建模功能设计方面，稳性计算中船体建模是非常关键的，模型的好坏和准确性与计算结果息息相关。除支持三维图形交互可视外，本系统在建模中还实现了以下特殊设计：一是支持Undo/Redo，这是当前用户需求十分迫切，而当前绝大多数船舶工程软件尚不具备的能力，它使用户操作更得心应手，不必担心误操作；二是支持两种建模方式，类似NAPA和Ansys的命令流快速建模，以及类似Patran的操作面板交互式建模，可迎合不同用户群的建模需求；三是支持图形对象拾取与特征点捕捉。四是支持船舶行业特有的肋位坐标、站位坐标表示坐标点的X坐标分量；五是支持引用表达式表示坐标点或坐标分量；六是支持点线关联引用并自动联动。

COMPASS-iStability在模型表达、人机交互、稳性计算算法这三个方面全面实现了三维化，提供了图形三维交互建模与命令流快速建模两种建模方式，可满足初学者和高级用户等不同用户群的需求，同时也突破了船体形状的限制，从而能更好地适应球艏、双尾等非常规/特殊线型船舶的设计开发，包括开槽式挖泥船、多体船、浮船坞、半潜船(船型 船厂 买卖)等。

该系统的研发完成标志着我国内河船舶稳性计算衡准软件从二维到三维的升级换代，其在业界的全面广泛应用，将有效提升我国在稳性专业计算衡准领域的技术能力和整体水平，为内河水上通航安全提供更好地保障服务。

我们期待，通过CCS在该领域专业团队和业界的共同努力下，通过该系统从高校教学实训到实船设计、审图检验、营运安全评估等各领域的全面应用下，以及在应用过程中持续不断的交流反馈和升级拓展下，将该系统打造成为享誉全球的稳性计算软件品牌，从而全面提升我国船舶设计制造业的整体水平和技术竞争力。（作者：CCS武汉规范研究所  陈志飚 陈庆任）