[发明专利]基于自适应算法的非自航船舶智能移位系统和移位方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程的船舶定位移位领域，更具体地，涉及一种基于自适应算法的非自航船舶智能移位系统及移位方法。

背景技术

诸如海上堤坝、人工岛、跨海桥梁、海底管道等海洋工程，都要求施工船舶定位误差小于0.5米，为了达到精确定位移船，施工船舶大都通过锚机收放缆绳实现移位，不需要船舶动力系统，所以目前的海上施工船舶也多为非自航船舶。不过现有的非自航船舶定位移船控制大多依赖简单的人工控制装置，控制过程需要多名操作人员，同时由于海上施工船舶受风浪等作用力影响相当显著，实际操作中需要经验丰富的操作人员根据不同工况综合协调控制各锚机缆绳的收放，最终实现船舶的定位移动，不过目前这种人工移船定位操作方式落后、人力需求大，并且施工速度和精度也难以保证。

发明内容

本发明的目的，即克服现有技术的不足，提供一种基于自适应算法的非自航船舶智能移位系统和基于该系统的船舶智能移位方法，使用该系统和方法可以实现移船过程的自动化，并大大提高移船作业的速度和精度。

为了达到上述第一方面之目的，采用如下技术方案：

在计算机上安装船舶智能移位系统，通过向变频器发送通讯指令，控制各锚机协同工作，实现移船过程的自动化。

为了达到上述第二方面之目的，采用技术方案：

船舶智能移位系统实时接收GPS定位信息，在不同风浪流作用下，分析移船过程的运动状态，调整船舶定位偏差，提高移船作业的速度和精度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的船舶智能移位系统及方法通过在施工图纸上加载大地坐标系，使GPS模块的实时定位信息与施工图纸上的目标位置信息有机结合，确保船舶位移符合施工要求，控制单元通过对来自GPS模块的信息对锚机的转动不断进行调整，可以及时对外界因素的干扰进行修正，实现了移船过程的自动化，进一步保证了移船的精确性，使船舶及时在受风、浪等荷载作用和潮位涨落的影响下也能自动调整船舶的运动，应用该系统的船舶的移船过程自动完成，在节省人力资源成本的同时提升了移船的速度和精度。同时，本发明的船舶智能移位系统采用电动锚机为动力，在施工船舶领域拥有更广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明所述船舶智能移位系统的组成示意图。

图2是本发明所述船舶智能移位系统的锚机分布示意图。

图3是本发明所述移位方法中船舶移位过程示意图

图4是本发明所述移位方法中自适应算法结构图。

图5是本发明所述移位方法中自适应算法的寻优流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明：

参见图1-图2，一种基于自适应算法的非自航船舶智能移位系统，包括控制单元6和与控制单元相连的GPS模块，还包括固定于船舶上的锚机51-54及分别用于控制锚机51-54的变频器71-74，所述变频器71-74与控制单元6相连，所述锚机的数量至少为2，分别设置于船舶甲板的不同位置，每个锚机分别通过缆绳与独立的锚点1-4连接，控制单元6包括中心处理模块和与中心处理模块连接的施工图纸加载模块，其中：

中心处理模块用于根据GPS模块的定位信息生成船舶运动路径并指令变频器控制锚机51-54动作；

施工图纸加载模块用于读取施工图纸并在施工图纸中加载大地坐标系；

GPS模块用于获取定位信息并反馈给控制单元6；

锚机51-54用于通过收放缆绳改变船舶的位置，每台锚机的供电系统按照电源—变频器—锚机的形式连接。

在本实施例中，控制单元6为PC，锚机的数量为4，分别设置于船舶的四个角点附近，上述GPS模块包括两台形成差分式定位系统的GPS定位仪，为了保证系统的通用性，GPS模块和变频器71-74之间均通过RS485通讯线与计算机的COM口连接。

在移位作业开始前，将非自航船舶由拖轮牵引至施工地段，抛四口边锚并收紧锚缆，使边锚分别与锚点1-4通过缆绳连接。

参见图3，一种基于上述船舶智能移位系统的移位方法，包括以下步骤实现：

S1：GPS模块测量自身所在的位置并生成定位信息；

为了实现对船舶的精确定位，GPS模块包括两台移动式GPS定位仪81和82，其中一台起到坐标定位的作用，另一台起到控制船舶角度的作用，两台GPS定位仪配合形成差分式定位系统，GPS模块通过数据转接线接入控制单元。

S2：控制单元读取GPS模块的定位信号并计算船舶在大地坐标系中的当前坐标；