[发明专利]开敞式码头系泊缆力预警方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于开敞式码头船舶的系泊缆绳缆力的预测和预警方法以及相应的预警系统。涉及专利分类号G06计算；推算；计数G06F电数字数据处理G06F19/00专门适用于特定应用的数字计算或数据处理的设备或方法。

背景技术

迄今为止，国内外现有的开敞式码头系泊作业尚未建立完备的自动化控制系统，多依靠天气预报和目测海况(少部分港口附近设立了海域波浪监测装置)决定船舶离靠泊时间。系泊作业期间通常依靠缆绳载荷监测系统监测缆绳张力，缆绳张力超过设定级别后通过快速脱缆系统解缆，无法实现缆绳张力自动调节，一旦20多根缆绳有个别缆绳超过设定级别，就需要全部解缆，否则失去效能的缆绳张力会快速分解到相邻缆绳，造成断缆事故。

开敞式码头系泊作业依靠系泊缆力载荷监测系统作为技术支持，作业效率低，由于其缺乏缆力预警功能，在极端海况条件下常有断缆事故发生，并且不能进行分布式协同操作与信息共享，无法保证实时性和快速性。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种开敞式码头系泊缆力预警方法，具有如下步骤：

—采集当前/历史在港船舶的系泊缆力数据、船舶所处的环境动力数据以及船舶属性数据，处理后形成环境缆力船舶规则；

—根据当前进港船舶的缆绳数据以及船舶属性数据，在所述的环境缆力船舶规则中选择与当前进港船舶属性数据以及缆绳数据欧式距离最短的规则，提取距离最短规则中的系泊缆力数据，作为所述当前进港船舶的预测系泊缆力数据。

作为优选的实施方式，所述的环境动力数据至少包括：包含风级和风速的风力数据；包含浪高和周期的海浪数据以及包含潮位、流速和流向的潮流数据。

更进一步的，所述的欧式距离为经过环境动力数据权重调整后的欧式距离，计算公式如下：

式中，w₁、w₂、w₃、w₄、w₅和w₆分别表示风速、风向、浪高、潮位、流速、流向的权重系数；x_i1……x_i6分别表示进港船舶对应的环境缆力船舶规则中风速、风向、浪高、潮位、流速、流向的实测值；x_j1……x_j6分别表示风速、风向、浪高、潮位、流速、流向在所述的环境缆力船舶规则中的记录值。

更进一步的，还具有权重确定步骤。

作为优选的实施方式，所述的处理后形成环境缆力船舶规则具体为：

—对所述的实时系泊缆力数据进行清洗：对脏数据、遗失数据和异常数据进行处理，确保数据分布在各要素的合理范围内，即MIN≤DATA≤MAX；

—按时间关键字关联清洗后的实时系泊缆力数据、环境动力预报数据以及船舶属性数据，形成所述的环境缆力船舶规则。

更进一步的，得到预测系泊缆力数据之后还具有步骤：

—根据未来时间段内的环境动力预报参数和所述的预测系泊缆力数据，生成预测缆力区间曲线；

—根据所述的曲线给出预测缆力区间的预测曲线，同时根据监控得到的实时数据给出实时监测曲线。

一种基于开敞式码头系泊缆力预警方法的系统，包括：

数据采集单元，该单元获取当前船舶的实时缆力监测数据、环境动力预报数据以及船舶属性数据；

预测规则库，该库中存储缆力数据的环境缆力船舶规则；

处理单元，该单元根据所述数据采集单元采集的数据，根据基于权重调整的欧式距离算法选择与当前船舶欧式距离最短的环境缆力船舶规则，选取当前规则中的缆力数据，作为未来时间内的预测缆力数据。

更进一步的，还具有权重知识库，该库中存储风速、风向、浪高、潮位、流速、流向参与最短欧式距离运算时的权重系数。

由于采用了而上述技术方案，本发明公开的一种开敞式码头系泊缆力预警方法，能够及时的完成缆力预测趋势曲线的绘制以及预警指令发布，为系泊缆力自动调节给出了调节条件和范围，为监控中心确定船舶进出港及在泊位作业最优时间窗口提供了有效依据，进而实现港口及航道资源的合理调度和高效利用。预警信息和预警指令的同步发布，使监控中心和远程操作者能及时调节和控制缆力，避免断缆事故的发生。

附图说明