一种抛石驳船移船控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种抛石驳船移船控制系统及控制方法，通过抛石驳船在移船过程中在船体上设置的定位装置与沿岸地面定位站和控制台的信息交互，对抛石驳船的实时位置进行有效获取，从而通过确定当前船体位置与目标船体位置之间的距离偏差值及距离4个锚点的距离确定出各缆索对应的收放绳长与收放控制策略，通过缆索收放过程的粗控制和精控制有效实现移船时在左右方向、前后方向的位移精确度以及转角精确度，同时通过缆索上设置的拉力传感器和拉力控制保证船体平衡和受力均匀，通过移船时的收放状态、收放顺序、收放绳长及收放速度的控制，有效保证移船时的移船精度的同时，保证移船过程的平缓性和稳定程度。

【技术实现步骤摘要】
一种抛石驳船移船控制系统及控制方法
本专利技术涉及船舶移船的
，具体涉及一种抛石驳船移船控制系统及控制方法。
技术介绍
当前水下交通设施的施工建设项目随着社会经济发展的提升得到了广泛的应用，其建设工程质量和建设速度也在不断得到提升，因而对工程施工精度的要求也日趋提高。在沉管施工过程中，往往采用抛石驳船进行移动施工，然而抛石驳船在水体移动时不可避免地会产生位移误差，从而会对抛石施工带来众多不利影响。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种抛石驳船移船控制系统及控制方法。本专利技术请求保护的技术方案如下：一种抛石驳船移船控制系统，其特征在于：所述移船控制系统包括：安装在船体左右两侧的第一定位装置和第二定位装置；安装在船体内部且位于第一定位装置和第二定位装置之间的船体控制器；分别安装在船体左侧前端的左前绞车和左侧后端的左后绞车；分别安装在船体右侧前端的右前绞车和右侧后端的右后绞车；在沿岸左侧对应设置的左前锚点、左后锚点；以及在沿岸右侧对应设置的右前锚点、右后锚点；用于连接左前锚点与左前绞车的左前缆索、用于连接左后锚点与左后绞车的左后缆索、用于连接右前锚点与右前绞车的右前缆索、用于连接右后锚点与右后绞车的右后缆索；设置于左前缆索、左后缆索、右前缆索、右后缆索上的拉力传感器；设置于沿岸的地面定位站和控制台；所述第一定位装置和第二定位装置实时检测当前船体位置并发送给地面定位站和控制台，地面定位站和控制台根据与目标船体位置之间的位置偏差，确定并控制各缆索的拉力平衡、收放状态、收放顺序、收放绳长及收放速度。进一步地，本专利技术还提供一种抛石驳船移船控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)地面定位站和控制台发送移船激活指令给船体控制器以激活船体移船；2)船体控制器接收设置于左前缆索、左后缆索、右前缆索、右后缆索上的拉力传感器传来的实时拉力信息并发送至地面定位站和控制台中，地面定位站和控制台通过船体控制器控制各绞车以对应调节各缆索上的拉力以保持船体整体平衡；3)第一定位装置和第二定位装置实时检测当前船体位置并发送至地面定位站和控制台，地面定位站和控制台根据当前船体位置与目标船体位置之间的偏差值及距离4个锚点的距离确定出各缆索对应的收放绳长，通过确定的收放绳长与预设的阈值范围比较从而判断对船体移船进行粗控制还是精控制；4)地面定位站和控制台根据确定结果分别通过4个绞车对各缆索先后进行粗控制和精控制；5)确定在前后方向上单位距离内各对应绞车的收放状态、收放顺序、以及收放速度，并将控制修正后的当前船体位置与目标船体位置再次进行比较并重复进行步骤2)-5)直至船体从当前船体位置到达目标船体位置且偏差值落入预设范围内。进一步地，在所述步骤4)的粗控制过程中，对应的移船角度控制包括以下步骤：首先松开左后缆索和右后缆索，接着收紧左前缆索和右前缆索；判断船体是否发生偏移，若船位发生右偏，则松开右后缆索，收紧右前缆索；若船位发生左偏，则松开右前缆索，收紧右后缆索；待船体稳定后，重复上述步骤进行修正，并将修正后的船体当前位置与目标船体位置进行比较，直至两者偏差角度达到粗控制的预设偏差角度范围内。进一步地，在所述步骤4)的粗控制过程中，对应的移船速度控制包括以下步骤：首先判断当前船体位置与目标船体位置之间在前后方向的位移偏差，若位移偏差大于第一阈值，则地面定位站和控制台通过各绞车控制对应缆索的收放速度为V1，并持续判定当前船体位置；若位移偏差大于第二阈值且不大于第一阈值，则地面定位站和控制台通过各绞车控制对应缆索的收放速度为V2；若位移偏差不大于第二阈值，则地面定位站和控制台通过各绞车控制对应缆索的收放速度为V3，且满足第一阈值大于第二阈值，V1>V2>V3；待船体稳定后，重复上述步骤进行修正，并将修正后的船体当前位置与目标船体位置进行比较，直至两者偏差位移达到粗控制的预设偏差位移范围内。进一步地，在前后方向上，船体每移动单位距离，则进行一次对应的移船角度控制和移船速度控制。进一步地，在所述步骤4)的精控制过程中，包括以下步骤：首先松开左后缆索和右后缆索，接着收紧左前缆索和右前缆索；然后设置每台绞车对对应缆索的收放速度为V2并检测当前船体位置(P1)与目标船体位置的偏差值，并与精控制的预设偏差范围进行比较，根据比较结果进行下述对应操作；1)如当前船体位置与目标船体位置的偏差值仅存在前后方向上的偏差时，无需纠偏，继续上述对应缆索的松开和收紧及偏差检测直至船体由当前船体位置运动至目标船体位置；2)如当前船体位置与目标船体位置的偏差值仅存在左右方向上的偏差时，需要纠偏，控制松开左前缆索与左后缆索同时收紧右前缆索与右后缆索，或控制收紧左前缆索与左后缆索同时松开右前缆索与右后缆索，且设置对应缆索的收放速度为V3，并满足V3小于V2；3)如当前船体位置与目标船体位置的偏差值同时存在左右方向和前后方向上的偏差时，控制收紧左前缆索与右前缆索，同时松开左后缆索与右后缆索，且设置对应缆索的收放速度为V4，并满足V4小于V3；间隔单位时间检测当前船体位置与目标船体位置的偏差值并重复上述判定及对应操作，直至船体从当前船体位置到达目标船体位置且偏差值落入精控制的预设偏差范围内。进一步地，当前船体位置与目标船体位置之间的偏差值包括前后方向上的前后偏差、左右方向上的左右偏差、以及角度偏差。进一步地，船体从当前船体位置到达目标船体位置的精控制的预设偏差范围为前后偏差＜0.1m，左右偏差＜0.1m，角度偏差＜0.1°。本专利技术相对于现有技术所取得的有益效果是：1)通过抛石驳船在移船过程中在船体上设置的定位装置与沿岸地面定位站和控制台的信息交互，对抛石驳船的实时位置进行有效获取，从而通过确定当前船体位置与目标船体位置之间的距离偏差值及距离4个锚点的距离确定出各缆索对应的收放绳长与收放控制策略，通过缆索收放过程的粗控制和精控制有效实现移船时在左右方向、前后方向的位移精确度以及转角精确度，同时通过缆索上设置的拉力传感器和拉力控制保证船体平衡和受力均匀，通过移船时的收放状态、收放顺序、收放绳长及收放速度的控制，有效保证移船时的移船精度的同时，保证移船过程的平缓性和稳定程度。附图说明图1是本专利技术系统的系统示意图；图2是本专利技术方法的步骤流程图；图3是本专利技术粗控制中的移船角度控制的示意图；图4是本专利技术精控制中仅存在前后方向上的偏差时的示意图；图5是本专利技术精控制中仅存在左右方向上的偏差时的示意图；图6是本专利技术精控制中同时存在左右及前后方向上的偏差时的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术专利的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛石驳船移船控制系统，其特征在于：所述移船控制系统包括：/n安装在船体左右两侧的第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)；/n安装在船体内部且位于第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)之间的船体控制器(PLC)；/n分别安装在船体左侧前端的左前绞车(S1)和左侧后端的左后绞车(S2)；/n分别安装在船体右侧前端的右前绞车(F1)和右侧后端的右后绞车(F2)；/n在沿岸左侧对应设置的左前锚点(B1)、左后锚点(B2)；以及在沿岸右侧对应设置的右前锚点(A1)、右后锚点(A2)；/n用于连接左前锚点(B1)与左前绞车(S1)的左前缆索(BS1)、用于连接左后锚点(B2)与左后绞车(S2)的左后缆索(BS2)、用于连接右前锚点(A1)与右前绞车(F1)的右前缆索(AF1)、用于连接右后锚点(A2)与右后绞车(F2)的右后缆索(AF2)；/n设置于左前缆索(BS1)、左后缆索(BS2)、右前缆索(AF1)、右后缆索(AF2)上的拉力传感器；/n设置于沿岸的地面定位站和控制台(D)；/n所述第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)实时检测当前船体位置(P1)并发送给地面定位站和控制台(D)，地面定位站和控制台(D)根据与目标船体位置(P2)之间的位置偏差，确定并控制各缆索的拉力平衡、收放状态、收放顺序、收放绳长及收放速度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抛石驳船移船控制系统，其特征在于：所述移船控制系统包括：
安装在船体左右两侧的第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)；
安装在船体内部且位于第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)之间的船体控制器(PLC)；
分别安装在船体左侧前端的左前绞车(S1)和左侧后端的左后绞车(S2)；
分别安装在船体右侧前端的右前绞车(F1)和右侧后端的右后绞车(F2)；
在沿岸左侧对应设置的左前锚点(B1)、左后锚点(B2)；以及在沿岸右侧对应设置的右前锚点(A1)、右后锚点(A2)；
用于连接左前锚点(B1)与左前绞车(S1)的左前缆索(BS1)、用于连接左后锚点(B2)与左后绞车(S2)的左后缆索(BS2)、用于连接右前锚点(A1)与右前绞车(F1)的右前缆索(AF1)、用于连接右后锚点(A2)与右后绞车(F2)的右后缆索(AF2)；
设置于左前缆索(BS1)、左后缆索(BS2)、右前缆索(AF1)、右后缆索(AF2)上的拉力传感器；
设置于沿岸的地面定位站和控制台(D)；
所述第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)实时检测当前船体位置(P1)并发送给地面定位站和控制台(D)，地面定位站和控制台(D)根据与目标船体位置(P2)之间的位置偏差，确定并控制各缆索的拉力平衡、收放状态、收放顺序、收放绳长及收放速度。


2.一种抛石驳船移船控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)地面定位站和控制台(D)发送移船激活指令给船体控制器(PLC)以激活船体移船；
2)船体控制器(PLC)接收设置于左前缆索(BS1)、左后缆索(BS2)、右前缆索(AF1)、右后缆索(AF2)上的拉力传感器传来的实时拉力信息并发送至地面定位站和控制台(D)中，地面定位站和控制台(D)通过船体控制器(PLC)控制各绞车以对应调节各缆索上的拉力以保持船体整体平衡；
3)第一定位装置(G1)和第二定位装置(G2)实时检测当前船体位置(P1)并发送至地面定位站和控制台(D)，地面定位站和控制台(D)根据当前船体位置(P1)与目标船体位置(P2)之间的偏差值及距离4个锚点的距离确定出各缆索对应的收放绳长，通过确定的收放绳长与预设的阈值范围比较从而判断对船体移船进行粗控制还是精控制；
4)地面定位站和控制台(D)根据确定结果分别通过4个绞车对各缆索先后进行粗控制和精控制；
5)确定在前后方向上单位距离内各对应绞车的收放状态、收放顺序、以及收放速度，并将控制修正后的当前船体位置(P1)与目标船体位置(P2)再次进行比较并重复进行步骤2)-5)直至船体从当前船体位置(P1)到达目标船体位置(P2)且偏差值落入预设范围内。


3.根据权利要求2所述的一种抛石驳船移船控制方法，其特征在于：在所述步骤4)的粗控制过程中，对应的移船角度控制包括以下步骤：
首先松开左后缆索(BS2)和右后缆索(AF2)，接着收紧左前缆索(BS1)和右前缆索(AF1)；
判断船体是否发生偏移，若船位发生右偏，则松开右后缆索(AF2)，收紧右前缆索(AF1)；若船位发生左偏，则松开右前缆索(AF1)，收紧右后缆索(AF2)；
待船体稳定后，重复上述步骤进行修正，并将修正后的船体当前位置(P1)与目标船体位置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁志兵，吴晨，马育祎，许青，
申请(专利权)人：镇江市亿华系统集成有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32