[发明专利]一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统和方法，系统包括：运动轨迹规划模块，用于生成船舶靠离泊的运动参考轨迹；船舶数据管理模块，用于采集船舶在被拖轮拖动过程的船舶运动数据；数据交互综合处理模块，用于构建船舶靠离泊运动预测模型，采用船舶靠离泊运动预测模型根据运动参考轨迹预测拖轮的运动控制数据；比较船舶运动数据与运动参考轨迹的偏移大小，根据偏移大小的比较结果生成拖轮的运动调整数据；拖轮数据管理模块，用于根据数据交互综合处理模块预测的运动控制数据控制多个拖轮运动状态，并根据数据交互综合处理模块生成的运动调整数据调整多个拖轮运动状态。本发明能更加准确的控制船舶靠离泊过程中的路径和姿态。

技术领域

本发明涉及船舶控制技术领域，尤其是一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统和方法。

背景技术

拖轮是指用来拖动驳船和轮船的船舶，拖轮的特点是结构牢固、稳定性好、船身小、主机功率大、牵引力大、操纵性能良好，它主要拖带载运物资的驳船和各种作业船，按照使用地区的不同，拖船可分为远洋拖船、内河拖船、沿海拖船、港内拖船、海洋救援拖船等种类。

目前在通过拖轮拖动船舶进行靠离泊时，一般需要多个拖轮配合实现对船舶进行拖动，需要多人进行指挥，由多个拖轮进行交互配合实现对船舶进行靠离泊，且目前在对拖轮拖动船舶进行靠离泊控制系统仅仅根据船舶的运动轨迹进行计算拖轮的牵引的数据信息，但是实际操作过程中，还会受到多种干扰因素的影响，例如转船力矩、动力、风、流等横向干扰力，因而导致目前拖轮拖动船舶进行靠离泊的控制方式难以使船舶达到期望靠泊路径和姿态。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统和方法，能够更加准确的控制船舶靠离泊过程中的路径和姿态。

根据本发明的第一方面实施例的一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统，包括：

运动轨迹规划模块，用于生成船舶靠离泊的运动参考轨迹；

船舶数据管理模块，用于采集船舶在被拖轮拖动过程的船舶运动数据；

数据交互综合处理模块，用于构建船舶靠离泊运动预测模型，采用所述船舶靠离泊运动预测模型根据所述运动参考轨迹预测多个拖轮的运动控制数据；比较所述船舶运动数据与所述运动参考轨迹的偏移大小，根据偏移大小的比较结果生成拖轮的运动调整数据；

拖轮数据管理模块，用于根据数据交互综合处理模块预测的运动控制数据控制多个拖轮运动状态，并根据数据交互综合处理模块生成的运动调整数据调整多个拖轮运动状态。

根据本发明实施例的一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统，至少具有如下有益效果：本实施例通过船舶靠离泊运动预测模型根据运动参考轨迹预测拖轮的运动控制数据，并通过运动控制数据控制拖轮运动状态，同时比较船舶运动数据与运动参考轨迹的偏移大小，根据偏移大小的比较结果生成拖轮的运动调整数据，然后根据运动调整数据调整拖轮运动状态，通过反馈的方式，降低船力矩、动力、风和流等横向干扰力的作用，使船舶的实际运动轨迹接近运动参考轨迹，从而更加准确的控制船舶靠离泊过程中的路径和姿态。

根据本发明的一些实施例，所述构建船舶靠离泊运动预测模型，其具体为：

采用Agent开发分布式交互仿真环境构建船舶靠离泊运动预测模型。

根据本发明的一些实施例，所述采用所述船舶靠离泊运动预测模型根据所述运动参考轨迹预测多个拖轮的运动控制数据，包括：

将所述运动参考轨迹导入所述船舶靠离泊运动预测模型；

采用所述船舶靠离泊运动预测模型预测出多个拖轮运动轨迹和多个拖轮运动数据。

根据本发明的一些实施例，所述比较所述船舶运动数据与所述运动参考轨迹的偏移大小，根据偏移大小的比较结果生成拖轮的运动调整数据，包括：