[发明专利]一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台

说明书

本发明公开了一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，包括综合管理与评估系统、ROV模拟器、船舶动力定位模拟器、可视化仿真系统、沉浸式投影系统、船舶半物理仿真操控台、通用吊机座椅、绞车仿真系统、系泊动力学仿真模型及海洋环境仿真模型。本发明可以用于作业人员的技能培训，提高海上作业人员的操作水平和应急反应能力，降低作业人员的技能培训成本，且通过模拟的作用还能进行风险分析，提高作业的安全性，并降低海上作业的时长和成本。

技术领域

本发明属于海洋虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台。

背景技术

随着深水油气开发日益加快，海洋工程作业由浅海逐步走向深海，深水水下作业的复杂程度空前提升，特别是海上油气田施工作业具有环境复杂、作业状态难以预判、风险巨大以及人员培训困难的特点。

目前针对系泊回接方案暂无有效的手段进行全面的风险点分析，这给海上施工的安全性带来了巨大的挑战。而系泊回接作业大多基于工作人员的经验，而开展实际训练的成本高昂且无法保障装备安全性。

因此，现在海上系泊回接方案并不能进行风险分析，且作业人员的技能培训成本高，作业的安全性低，海上作业的时间长、成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提供一种能进行风险分析、降低作业人员的技能培训成本、提高作业的安全性，并降低海上作业时长及成本的深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，其特征在于：包括综合管理与评估系统，用于配置训练科目并发出运行控制指令；ROV模拟器，用于接收操控指令及环境参数，并解算ROV的推力分配及运动姿态；船舶动力定位模拟器，用于检测船舶的位置及作用在船舶上的力，还用于艏向的测量；可视化仿真系统，用于对作业船舶、半潜平台及系泊缆进行碰撞干涉检查，并动态地渲染生成作业三维场景图像；沉浸式投影系统，用于接收所述可视化仿真系统的数字图像信号，并通过图像边缘融合及亮度矫正对多路图像信号进行拼接显示；船舶半物理仿真操控台，用于模拟所述作业船舶的驾驶；通用吊机座椅，用于模拟作业吊机的操控；绞车仿真系统，用于接收所述船舶半物理仿真操控台中的操控信号，并解算绞绳的运动数据，以显示绞车的运行状态信息；系泊动力学仿真模型，用于通过集中质量法及Morsion方程快速求解系泊缆的拉力及位姿信息；海洋环境仿真模型，用于模拟各作业工况下的海洋环境。

更进一步地，所述综合管理与评估系统包括作业科目设计单元以及仿真运行管理单元。

更进一步地，所述ROV模拟器包括ROV水动力模型、六自由度运动模型、推力控制数学模型、多功能机械手操控手柄及ROV信号采集与转换单元。

更进一步地，所述船舶动力定位模拟器包括动力系统、测量系统、控制系统及推进器系统。

更进一步地，所述可视化仿真系统包括实时三维场景渲染单元、碰撞干涉检查单元及作业场景模拟库。

更进一步地，所述沉浸式投影系统包括360度投影系统、180度投影系统及图像拼接融合单元。

更进一步地，所述船舶半物理仿真操控台包括操控面板、全回转手柄、舵向控制手柄及船舶信号采集与转换单元。

更进一步地，所述通用吊机座椅包括虚拟操控触摸屏、物理面板按钮、吊机信息采集与转换单元、吊机控制手柄及音频通讯设备。

更进一步地，所述绞车仿真系统包括绞车缆绳运动模型及信号转化模块。

更进一步地，所述海洋环境仿真模型包括波浪数学模型、海风数学模型及海流数学模型。