【技术实现步骤摘要】
本申请涉及系泊控制方法，具体涉及基于多源输入的缆绳张紧系统及系泊结构运动控制方法。
技术介绍
1、在系泊结构中，对系泊结构的稳定控制是一个复杂而关键的问题，尤其是在面对恶劣海况和极端环境条件时，海洋环境力，包括波浪、海流、风力，以及海洋潮位的变化均对系泊结构有着显著的影响。这些力的作用会导致系泊船只产生复杂的运动响应，如摇摆、升沉和漂移等。在一些海况下，这些力可能会导致系泊缆绳断裂，从而影响船舶作业安全性。如何根据环境数据预测船舶姿态，并根据预测姿态数据调整船舶姿态，以提高系泊结构的稳定性，是本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种基于多源输入的缆绳张紧系统及系泊结构运动控制方法，能够根据环境数据预测船舶姿态，并根据预测姿态数据调整船舶姿态，从而提高系泊结构的稳定性。
2、第一方面，本申请提供的一种基于多源输入的系泊结构运动控制方法，包括：获取潮汐数据、风力数据、缆绳张力数据；根据所述缆绳张力数据得到各个缆绳的监测张力值；若判断至少一个所述监测张力值大于预设拉力则同时开始对各个缆绳进行放绳；若判断各个所述监测张力值均小于预设拉力则执行以下步骤：停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据；从所述姿态预测数据中取样多个预测数据；分别比对多个所述预测数据与标准数据的多个差度比例；基于多个所述差度比例提取中位差度的所述预测数据标记为中位数据；比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度
3、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据包括：根据所述潮汐数据和所述风力数据得到海浪数据；获取历史预设时刻的历史姿态以及当前时刻的当前姿态；以及根据所述海浪数据、所述历史姿态和所述当前姿态，基于cnn和gru或cnn和lstm组合模型进行船舶姿态预测，得到所述姿态预测数据。
4、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：获取装卸货数据；根据所述装卸货数据得到船位升降数据；根据所述船位升降数据以及收放绳系数，换算收放绳长度；以及基于所述收放绳长度同时对各个所述缆绳进行收放绳。
5、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述从所述姿态预测数据中取样多个预测数据包括：将所述未来预设时间段按照预设步长均等分，得到多个时间节点；以及提取多个所述时间节点对应的多个所述预测数据。
6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据包括：若所述中位数据相对于所述标准数据，对应于船舶预测艏向高于船舶艏向标准姿态，则得到第一艏向偏离度并生成第一补偿数据；此时，所述根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变包括：根据所述第一补偿数据，收紧头缆和首倒缆、放绳尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内降低所述第一艏向偏离度对应的幅度；或者；所述比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据包括：若所述中位数据相对于所述标准数据，对应于船舶预测艏向低于船舶艏向标准姿态，则得到第二姿态偏离度并生成第二补偿数据；此时，所述根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变包括：根据所述第二补偿数据，放绳头缆和首倒缆、收紧尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内升高所述第二姿态偏离度对应的幅度。
7、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，在所述根据所述第一补偿数据，收紧头缆和首倒缆、放绳尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内降低所述第一艏向偏离度对应的幅度的执行过程中，所述方法还包括：基于第一速度比例系数同步收紧头横缆，基于第二速度比例系数同步放绳尾横缆；其中，所述第一速度比例系数正比于所述头横缆和所述头缆的船岸绳长比例，所述第二速度比例系数正比于所述尾横缆和所述尾缆的船岸绳长比例。
8、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，在所述根据所述第二补偿数据，放绳头缆和首倒缆、收紧尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内升高所述第二姿态偏离度对应的幅度的执行过程中，所述方法还包括：基于第三速度比例系数同步放绳头横缆，基于第四速度比例系数同步收紧尾横缆；其中，所述第三速度比例系数正比于所述头横缆和所述头缆的船岸绳长比例，所述第四速度比例系数正比于所述尾横缆和所述尾缆的船岸绳长比例。
9、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述若判断至少一个所述监测张力值大于预设拉力则同时开始对各个缆绳进行放绳包括：设定放绳步长；以及以所述放绳步长间断式对各个所述缆绳进行放绳。
10、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述以所述放绳步长间断式对各个所述缆绳进行放绳包括：在以所述放绳步长执行单次放绳时，以预设检测时长持续检测所述缆绳张力数据；计算所述预设检测时长内，所述缆绳张力数据的平均张力；以及取样所述平均张力归集到所述监测张力值的数据集中。
11、第二方面，本申请提供一种基于多源输入的缆绳张紧系统，包括：数据获取模块，配置为：获取潮汐数据、风力数据、缆绳张力数据；根据所述缆绳张力数据得到各个缆绳的监测张力值；张力调控模块，与所述数据获取模块通讯连接，所述张力调控模块配置为：若判断至少一个所述监测张力值大于预设拉力则同时开始对各个缆绳进行放绳；姿态控制模块，与所述数据获取模块通讯连接，所述姿态控制模块配置为：若判断各个所述监测张力值均小于预设拉力则执行以下步骤：停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据；从所述姿态预测数据中取样多个预测数据；分别比对多个所述预测数据与标准数据的多个差度比例；基于多个所述差度比例提取中位差度的所述预测数据标记为中位数据；比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据；以及根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变。
12、本申请在应用时有以下技术效果：本申请通过综合潮汐、风力和缆绳张力等多种环境和结构数据，提高了对系泊结构运动控制的适应性和准确性。通过监测缆绳张力数据，能够实时判断缆绳是否接近预设拉力，并及时采取放绳措施，以避免缆绳断裂，确保系泊结构的安全。利用cnn和gru或cnn和lstm或cnn和lstm的组合模型进行船舶姿态预测，通过对连续姿态数据进行采样和计算差度比例，提取中位差度的预测数据作为中位数据，避免了极端值的影响，提高了预测的稳定性和可靠性。根据中位数据与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，包括：获取潮汐数据、风力数据、缆绳张力数据；根据所述缆绳张力数据得到各个缆绳的监测张力值；若判断至少一个所述监测张力值大于预设拉力则同时开始对各个缆绳进行放绳；若判断各个所述监测张力值均小于预设拉力则执行以下步骤：停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据；从所述姿态预测数据中取样多个预测数据；分别比对多个所述预测数据与标准数据的多个差度比例；基于多个所述差度比例提取中位差度的所述预测数据标记为中位数据；比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据；以及根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变。
2.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据包括：根据所述潮汐数据和所述风力数据得到海浪数据，或者根据记录的历史海浪数据基于人工智能
3.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，还包括：获取装卸货数据；根据所述装卸货数据得到船位升降数据；根据所述船位升降数据以及收放绳系数，换算收放绳长度；以及基于所述收放绳长度同时对各个所述缆绳进行收放绳。
4.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述从所述姿态预测数据中取样多个预测数据包括：将所述未来预设时间段按照预设步长均等分，得到多个时间节点；以及提取多个所述时间节点对应的多个所述预测数据。
5.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据包括：若所述中位数据相对于所述标准数据，对应于船舶预测艏向高于船舶艏向标准姿态，则得到第一艏向偏离度并生成第一补偿数据；此时，所述根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变包括：根据所述第一补偿数据，收紧头缆和首倒缆、放绳尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内降低所述第一艏向偏离度对应的幅度；或者；所述比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据包括：若所述中位数据相对于所述标准数据，对应于船舶预测艏向低于船舶艏向标准姿态，则得到第二姿态偏离度并生成第二补偿数据；此时，所述根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变包括：根据所述第二补偿数据，放绳头缆和首倒缆、收紧尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内升高所述第二姿态偏离度对应的幅度。
6.根据权利要求5所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，在所述根据所述第一补偿数据，收紧头缆和首倒缆、放绳尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内降低所述第一艏向偏离度对应的幅度的执行过程中，还包括：基于第一速度比例系数同步收紧头横缆，基于第二速度比例系数同步放绳尾横缆；其中，所述第一速度比例系数正比于所述头横缆和所述头缆的船岸绳长比例，所述第二速度比例系数正比于所述尾横缆和所述尾缆的船岸绳长比例。
7.根据权利要求5所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，在所述根据所述第二补偿数据，放绳头缆和首倒缆、收紧尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内升高所述第二姿态偏离度对应的幅度的执行过程中，还包括：基于第三速度比例系数同步放绳头横缆，基于第四速度比例系数同步收紧尾横缆；其中，所述第三速度比例系数正比于所述头横缆和所述头缆的船岸绳长比例，所述第四速度比例系数正比于所述尾横缆和所述尾缆的船岸绳长比例。
8.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述若判断至少一个所述监测张力值大于预设拉力则同时开始对各个缆绳进行放绳包括：设定放绳步长；以及以所述放绳步长间断式对各个所述缆绳进行放绳。
9.根据权利要求8所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述以所述放绳步长间断式对各个所述缆绳进行放绳包括：在以所述放绳步长执行单次放绳时，以预设检测时长持续检测所述缆...
【技术特征摘要】
1.一种基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，包括：获取潮汐数据、风力数据、缆绳张力数据；根据所述缆绳张力数据得到各个缆绳的监测张力值；若判断至少一个所述监测张力值大于预设拉力则同时开始对各个缆绳进行放绳；若判断各个所述监测张力值均小于预设拉力则执行以下步骤：停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据；从所述姿态预测数据中取样多个预测数据；分别比对多个所述预测数据与标准数据的多个差度比例；基于多个所述差度比例提取中位差度的所述预测数据标记为中位数据；比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据；以及根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变。
2.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述停止对各个所述缆绳进行放绳，将所述潮汐数据和所述风力数据导入姿态模拟模型中，计算未来预设时间段内的姿态预测数据包括：根据所述潮汐数据和所述风力数据得到海浪数据，或者根据记录的历史海浪数据基于人工智能预测未来的海浪数据；获取历史预设时刻的历史姿态以及当前时刻的当前姿态；以及根据所述海浪数据、所述历史姿态和所述当前姿态，基于cnn和gru或cnn和lstm组合模型进行船舶姿态预测，得到所述姿态预测数据。
3.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，还包括：获取装卸货数据；根据所述装卸货数据得到船位升降数据；根据所述船位升降数据以及收放绳系数，换算收放绳长度；以及基于所述收放绳长度同时对各个所述缆绳进行收放绳。
4.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述从所述姿态预测数据中取样多个预测数据包括：将所述未来预设时间段按照预设步长均等分，得到多个时间节点；以及提取多个所述时间节点对应的多个所述预测数据。
5.根据权利要求1所述的基于多源输入的系泊结构运动控制方法，其特征在于，所述比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据包括：若所述中位数据相对于所述标准数据，对应于船舶预测艏向高于船舶艏向标准姿态，则得到第一艏向偏离度并生成第一补偿数据；此时，所述根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准数据的偏离姿态的相反姿态进行转变包括：根据所述第一补偿数据，收紧头缆和首倒缆、放绳尾缆和尾倒缆，反馈控制直至所述船舶艏向在所述未来预设时间段内降低所述第一艏向偏离度对应的幅度；或者；所述比对所述中位数据和所述标准数据的偏离度，生成姿态补偿数据包括：若所述中位数据相对于所述标准数据，对应于船舶预测艏向低于船舶艏向标准姿态，则得到第二姿态偏离度并生成第二补偿数据；此时，所述根据所述姿态补偿数据卷放缆绳以反馈控制当前姿态，朝向所述中位数据相对于所述标准...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁梦，孙铭远，蔡连财，陈超核，赵帅，姜永，常雨润，袁海平，
申请(专利权)人：中远海运特种运输股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。