基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，包括：读取吊装参数根据该参数建立压载方案的目标构建单元；监测船舶的状态信息的传感器单元，其中状态信息包括压载水舱水位高度、各个压载管路的流量、各个阀门的开启状态、吊机运行状态和船舶浮态信息；接收目标构建单元传送的压载方案以及传感器单元传送的船舶状态信息的上位机，所述上位机根据接收到的数据信息制定出压载水调拨优化方案、并通过自检方式判定船舶是否处于安全状态、判断吊装是否应该继续执行，并输出执行指令；接收上位机传送的执行指令信息的PLC控制器，所述PLC控制器根据接收到的指令控制压载设备的动作。

Ballast water allocation optimization system based on ballast scheme database retrieval

【技术实现步骤摘要】
基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统
本专利技术涉及船舶压载调载
，尤其涉及一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统。
技术介绍
现有船舶压载系统配置通常存在调载速度慢、控制精度差和自动化程度低等缺点，难以满足海上海况频繁变化、较好平静海况时段快速完成作业、船舶日益大型化的要求，急需高效自动调配压载系统和技术。基于压载水调拨优化模型和求解算法的计算机辅助设计可以大幅提升压载效率，具有很好的应用价值，但是计算机辅助设计计算的相应时间过长，大大影响压载方案的制定效率，特别是难以满足压载方案的在线实时优化。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，具体包括读取吊装参数根据该参数建立压载方案的目标构建单元；监测船舶的状态信息的传感器单元，其中状态信息包括压载水舱水位高度、各个压载管路的流量、各个阀门的开启状态、吊机运行状态和船舶浮态信息；接收目标构建单元传送的压载方案以及传感器单元传送的船舶状态信息的上位机，所述上位机根据接收到的数据信息制定出压载水调拨优化方案、并通过自检方式判定船舶是否处于安全状态、判断吊装是否应该继续执行，并输出执行指令；接收上位机传送的执行指令信息的PLC控制器，所述PLC控制器根据接收到的指令控制压载设备的动作。进一步的，所述上位机将接收到的压载方案以及每个船舶的状态信息进行分项存储、并存储至数据库内，同时将每一组压载方案对应的压载水调拨优化方案存储至数据库内。进一步的，所述上位机内设置有经验修正模块，当施工过程中采用的压载水调拨优化方案不合适时，则经验修正模块根据吊装过程发生的问题对该吊装参数下的优化压载方案的参数信息进行修改，并将修改之后的压载方案存储至数据库内。进一步的，所述上位机内设置有案例推理模块，所述案例推理模块根据接收的吊装参数进行实例相似度计算、从数据库中搜寻符合该参数下的压载方案并输出。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，本系统基于实例推理的方法原理、基于压载水调拨优化方案获得大量压载水最优调拨方案，同时基于相似度原理、检索已有的压载方案、通过修改参数快速获得新问题的压载方案，从而提升压载方案的制定效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术系统的结构原理图；图2为本专利技术系统中调拨优化方案数据库功能示意图；图3为本专利技术系统中压载水调拨优化方案获取的流程图；图4为本专利技术中数据库修改过程的示意图；图5为本专利技术中方案存储功能流程图；图6为本专利技术中优化方案调取功能流程图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1和图2所示的一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，包括目标构建单元、传感器单元、上位机以及PLC控制器。其中用户通过目标构建单元输入吊装参数，再建立压载方案。其中传感器单元负责监测船舶的状态信息，其中状态信息包括船舶的各个状态，例如压载水舱水位高度、各个压载管路的流量、各个阀门的开启状态、吊机运行状态、船舶浮态等。上位机接收目标构建单元传送的压载方案以及传感器单元传送的船舶状态信息、根据接收到的数据信息制定出压载水调拨优化方案、并通过自检方式判定船舶是否处于安全状态、判断吊装是否应该继续执行，并输出执行指令。PLC控制器接收上位机传送的执行指令信息根据接收到的指令控制压载设备的动作。由于PLC控制器性能稳定、可靠性高、使用简单等优点使其在工业上得到广泛应用，但难以实现复杂算法。优化程序主要采用MATLAB软件实现，MATLAB主要用于科学计算和算法仿真，其配套完善的工具箱，但一般不能直接控制现场设备。因此二者通过OPC技术通信可以扬长避短，实现更理想的控制效果。PLC进行实时数据采样和输出，在MATLAB上实现控制算法，通过OPC技术实现MATLAB与PLC间的数据传送，并利用MATLAB内置的GUI实现软件操作界面。进一步的，上位机通过自检方式判定船舶是否处于安全状态、判断吊装是否应该继续执行，并输出执行指令具体方式为：通过用户在操作界面上输入船舶的具体信息，包括其型长、型宽、型深、吨位、吃水、压载舱室位置、压载舱室水位等等，以及吊装信息，包括吊装质量、起吊位置、回转速度、运行角度终止位置等。通过这些信息可以获得具体的压载水调拨优化方案。自检方式可以是一个计算机控制程序、是将优化程序获得的方案通过进行PLC编程，获得PLC信号数据，并传递给上位机。其中上位机内设置有反馈程序，反馈程序是将PLC控制器获得的传感器基本数据进行运算，转化为相对直观的数据，包括起重机回转角度、吊钩受力、起吊高度、各个压载舱室水位高度、船舶横倾纵倾角度、压载管路流量等，形成图表和动画展示，并通过安全报警程序进行船舶状态识别，使船舶始终保持在安全状态下。进一步的，上位机将接收到的压载方案以及每个船舶的状态信息进行分项存储、并存储至数据库内，本数据库具有如下四个功能，方案录入，方案存储，数据库修改，优化方案调取。对于同一船型，船舶参数不需反复输入，仅输入不同吊装参数即可获得该吊装过程下的优化压载方案。通过方案录入数据库，增加数据库的存储量，不断录入不同种压载方案，能够丰富数据库的内容；当某些压载方案需要调整时，数据库开放修改功能，随船工程师通过工程经验不断完善数据库的内容；方案存储即将录入和修改的优化压载方案输入至数据库进行保存；优化方案调取即根据需要的吊装参数，输入至优化方案数据库，数据库根据一一对应的压载方案进行数据提取，反馈给用户。方案录入功能的运行流程如图3和图4所示，设定录入n个方案，每次计算不同参数下的优化压载方案并录入至数据库，即录入的每个吊装参数对应一个压载方案。进一步的，上位机内设置有经验修正模块，当施工过程中采用的压载水调拨优化方案不合适时，则经验修正模块根据吊装过程发生的问题对该吊装参数下的优化压载方案的参数信息进行修改，并将修改之后的压载方案存储至数据库内。具体工作状态下当施工过程采用优化方案不合适，需要通过人工经验进行修正时，在该吊装过程结束后，随船工程师根据吊装过程发生的问题对该吊装参数下的优化压载方案数据库进行修改，并将修改之后的压载方案存储至存储介质中，日后调取该吊装参数下的优化方案即该修正后的优化压载方案。进一步的，方案存储功能即通过物理存储介质，其中数据库中的吊装参数及其一一对应的优化调拨方案，以供优化方案调取使用，如图5所示。进一步的，上位机内设置有案例推理模块，其中案例推理模块根据案例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，其特征在于包括：/n读取吊装参数根据该参数建立压载方案的目标构建单元；/n监测船舶的状态信息的传感器单元，其中状态信息包括压载水舱水位高度、各个压载管路的流量、各个阀门的开启状态、吊机运行状态和船舶浮态信息；/n接收目标构建单元传送的压载方案以及传感器单元传送的船舶状态信息的上位机，所述上位机根据接收到的数据信息制定出压载水调拨优化方案、并通过自检方式判定船舶是否处于安全状态、判断吊装是否应该继续执行，并输出执行指令；/n接收上位机传送的执行指令信息的PLC控制器，所述PLC控制器根据接收到的指令控制压载设备的动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，其特征在于包括：
读取吊装参数根据该参数建立压载方案的目标构建单元；
监测船舶的状态信息的传感器单元，其中状态信息包括压载水舱水位高度、各个压载管路的流量、各个阀门的开启状态、吊机运行状态和船舶浮态信息；
接收目标构建单元传送的压载方案以及传感器单元传送的船舶状态信息的上位机，所述上位机根据接收到的数据信息制定出压载水调拨优化方案、并通过自检方式判定船舶是否处于安全状态、判断吊装是否应该继续执行，并输出执行指令；
接收上位机传送的执行指令信息的PLC控制器，所述PLC控制器根据接收到的指令控制压载设备的动作。


2.根据权利要求1所述的基于压载方案数据库检索的压载水调拨优化系统，其特征还...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志杰，梁辰，姜健宇，于德义，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21