【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于疏浚控制工程领域，具体而言是涉及一种耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法。
技术介绍
1、耙吸挖泥船施工作业涉及疏浚过程控制和船舶航行控制两大部分，疏浚过程控制主要包括控制耙头的对地角度以及耙头的入土深度等参数，船舶航行控制主要包括控制船舶的航向以及航速。随着自动化智能化技术的发展，挖泥船疏浚作业逐步从全自动智能化迈向无人操控时代，而相较于船舶航行控制的智能化水平，耙吸挖泥船疏浚过程智能化方面相对较弱，并且虽然现有船舶配备了航向控制系统，但是该系统相对封闭，不能与疏浚控制相结合，无法实现浚驾结合优化，从而导致疏浚效率依然处于较低水平。为了实现耙吸挖泥船施工作业自动化减员、智能化提升效率，需要疏浚控制和船舶航行智能化协同，浚驾合一方能实现。
技术实现思路
1、为克服现有技术中的疏浚船控制系统的疏浚效率较低水平、无法实现浚驾结合优化，现提供如下技术方案：
2、一种耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，包括如下步骤：
3、s1-疏浚土质模型的建立：
4、拟合不同土质类型与疏浚控制参数之间的关系，得到不同土质类型所对应的最佳疏浚控制参数；
5、s2-初始疏浚控制参数的确定：
6、钻孔勘测船进入施工区域进行钻孔作业，得到施工区域内各钻孔位置的土质层信息，并由土质层信息结合挖深确定疏浚作业船初始工作的预计土质类型，进而确定初始疏浚控制参数；
7、s3-航向控制：
8、通过对疏浚作业船进行推力分配从而控制其航向，使
9、s4-最佳疏浚控制参数的获取：
10、疏浚作业船按照初始疏浚控制参数进行初始疏浚作业，通过疏浚作业船的船舶监测系统获取泥浆颗粒粒径，进而确定实际土质类型，由实际土质类型获取相应的最佳疏浚控制参数；
11、s5-效率航速的确定：
12、结合最佳疏浚控制参数以及耙头尺寸信息，确定效率航速；
13、s6-浚驾合一：
14、控制疏浚工作船工作在最佳疏浚控制参数以及效率航速下,并随着疏浚作业船位置不断更新。
15、进一步的，所述步骤s1-疏浚土质模型的建立，包括如下步骤：
16、s1.1-拟合疏浚控制参数与泥泵浓度之间的关系：
17、所述泥泵浓度与疏浚控制参数均可通过船舶历史监测数据获取，所述疏浚控制参数包括耙头入土深度、对地角度、泥泵真空度以及经济航速；采用多元非线性回归法拟合泥泵浓度与疏浚控制参数之间的关系；
18、s1.2-拟合泥泵浓度与耙头泄漏量之间的关系：
19、所述耙头泄漏量和泥泵浓度均可通过船舶历史监测数据获取，并结合一元线性回归分析和最小二乘法拟合两者关系；
20、s1.3-拟合泥浆颗粒粒径、泄漏率、以及耙头泄漏量之间的关系：
21、所述泥浆颗粒粒径、泄漏率、以及耙头泄漏量均可通过船舶历史监测数据获取，并基于最小二乘法拟合三者关系；
22、s1.4-土质类型的确定：
23、不同土质类型由泥浆颗粒粒径确定，所述泥浆颗粒粒径，并通过泥浆颗粒粒径确定与之对应的土质类型。
24、s1.5-确定最佳疏浚控制参数
25、以泥浆颗粒粒径、泄漏率、耙头泄漏量以及泥泵浓度为中间参数，建立疏浚土质模型，得到不同泥浆颗粒粒径所对应的不同土质类型与疏浚控制参数之间的关系，进一步得到不同土质类型所对应的最佳疏浚控制参数。
26、进一步的，所述步骤s2-初始疏浚控制参数的确定，包括如下步骤：
27、s2.1-施工条件的确定：
28、根据施工要求确定挖泥施工区域、疏浚作业路线、目标挖深以及施工次数；
29、s2.2-钻孔作业及水文勘测：
30、疏浚钻孔船对挖泥施工区域p进行钻孔作业以及水文勘测，得到原始环境信息；所述原始环境信息包括土质层信息以及水文信息；
31、s2.3-初始疏浚控制参数的确定：
32、结合土质层信息、目标挖深以及施工次数，确定初始疏浚时的预计土质类型，并由疏浚土质模型获取预计土质类型对应的最佳疏浚控制参数，作为初始疏浚控制参数。
33、进一步的，所述步骤s3-航向控制中，由船舶各推进器的动力参数确定约束条件，并在约束条件内寻找推力分配目标函数的最小值，进而获得最优的推力分配组合。
34、进一步的，所述步骤s4-最佳疏浚控制参数的获取，包括如下步骤：
35、s4.1-初始疏浚作业
36、通过所述步骤s3确定疏浚作业船的航向，通过所述步骤s2.3确定疏浚作业船的初始疏浚控制参数，疏浚作业船按照确定的航向进入疏浚区域，并按照初始疏浚控制参数进行初始疏浚作业；
37、s4.2-实际土质类型的确定
38、由疏浚作业船的船舶监测系统获取初始疏浚作业时的泥浆颗粒粒径r,并通过泥浆颗粒粒径r获取疏浚作业中对应的实际土质类型；
39、s4.3-最佳疏浚控制参数的确定
40、通过步骤s1建立的疏浚土质模型，确定实际土质类型所对应的最佳疏浚控制参数。
41、进一步的，所述步骤s5-效率航速的确定中，通过单位时间内耙头最大切削土方量、耙头入土深度、以及耙头宽度，确定疏浚效率最高的效率航速。
42、进一步的，所述步骤s6-浚驾合一，获取步骤s4.3确定的最佳疏浚参数控制船舶疏浚设备，获取步骤s5确定的效率航速控制船舶动力设备，重复所述步骤s4-s5,直至疏浚作业船完成施工作业。
43、本专利技术的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法能够有效协调耙吸挖泥船智能疏浚系统和航行控制系统，操纵耙吸挖泥船按照最佳匹配速度沿着规划路径开展疏浚作业，能够有效减少人工操纵误差，进一步提升智能疏浚水平和加强挖泥船作业安全性能，提升疏浚作业效率。
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1.一种耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，所述步骤S3-航向控制中，由船舶各推进器的动力参数确定约束条件，并在约束条件内寻找推力分配目标函数的最小值，进而获得最优的推力分配组合。
5.根据权利要求4所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，所述步骤S4-最佳疏浚控制参数的获取，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，所述步骤S5-效率航速的确定中，通过单位时间内耙头最大切削土方量、耙头入土深度、以及耙头宽度，确定疏浚效率最高的效率航速。
7.根据权利要求6所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，所述步骤S6-浚驾合一，获取步骤S4.3确定的最佳疏浚参数控制船舶疏浚设备，获取步骤S5确定的效率航速控制船舶动力设备，重复所述步骤S4-S
...【技术特征摘要】
1.一种耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征在于，所述步骤s3-航向控制中，由船舶各推进器的动力参数确定约束条件，并在约束条件内寻找推力分配目标函数的最小值，进而获得最优的推力分配组合。
5.根据权利要求4所述的耙吸挖泥船的浚驾合一控制方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红升，庞景墩，吴易，陈磊，孔宇，张潇临，林直，徐庆，
申请(专利权)人：中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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