[发明专利]基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建方法

说明书

本发明公开一种基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建方法，包括：S1、根据实际的智能船舶靠离泊时的港池环境信息，获取预加载在靠离泊算法测试环境中的风速数学模型、风速离散样本信息和海浪的数学模型、海浪的频谱信息；S2、根据所述风速数学模型和风速离散样本，建立用于加载在测试环境中的指定时间段内的连续风速；S3、根据所述海浪的数学模型、海浪的频谱信息，建立用于加载在测试环境中模拟的海浪信息；S4、在智能船舶靠离泊算法测试环境中加载指定时间段内的连续风速，以及指定时间段内模拟的海浪信息。上述方法解决了现有技术中无法对智能船舶靠离泊算法测试环境中风浪进行模拟的缺陷。

技术领域

本发明涉及船舶测试领域，尤其涉及一种基于三维仿真的智能船舶 靠离泊算法测试环境构建方法及构建系统。

背景技术

船舶运输在国民经济的发展过程中扮演着重要的角色，其靠离泊过 程在当今的海洋运输中是重要问题之一。在船舶靠离泊过程中，气象、 水文等环境信息的复杂程度难以估量，港口水域的限制性对船舶的操纵 性和驾引人员的技术能力提出的极大考验，同时，来自本船、环境及它 船的多种不确定因素也变得活跃，采用经典控制理论难以获得令人满意 的控制效果。而且随着水深的增大，港池风浪流较大，泊稳性条件较差， 给船舶靠离泊安全带来一定影响。为了测试船舶靠离泊算法，综合分析 船舶进出港和靠离泊的安全性，确定船舶安全靠离泊条件，需对船舶靠 离泊环境进行模拟研究。

为此，如何构建一种全面的智能船舶靠离泊测试环境，进而合理模 拟靠离泊过程中海上环境对本船的影响成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试 环境构建方法，用于解决现有技术中无法对智能船舶靠离泊算法测试环 境中风浪进行模拟的缺陷。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测 试环境构建方法，包括：

S1、根据实际的智能船舶靠离泊时的港池环境信息，获取预加载在 靠离泊算法测试环境中的风速数学模型、风速离散样本信息和海浪的数 学模型、海浪的频谱信息；

S2、根据所述风速数学模型和风速离散样本，建立用于加载在测试 环境中的指定时间段内的连续风速；

S3、根据所述海浪的数学模型、海浪的频谱信息，建立用于加载在 测试环境中模拟的海浪信息；

S4、在智能船舶靠离泊算法测试环境中加载指定时间段内的连续风 速，以及指定时间段内模拟的海浪信息。

可选地，所述步骤S1包括：

S11、选用SwemaAir300型热线式风速仪和SWA03型万向微风速热 线探头，对智能船舶靠离泊时港池的至少一个泊位区域的海面进行风速 采样，获得采样的风速信息即风速离散样本信息；

存储采样的风速信号即风速离散样本信息；

其中，采样时距离海面的高度为140-180cm的距离。

可选地，所述步骤S1包括：

S12、根据所述采样的风速信号，计算风速平均值；

S13、根据风速湍流度的特性信息、风速平均值和采样的风速信号， 获取计算时间内风速的波动信息；

S14、根据所述风速的波动信息、风速平均值和采样的风速信号，获 取风速数学模型。

可选地，所述步骤S12中的平均风速为：

其中，风速采集的一个离散样本{v_i}＝(i＝1,2,...,N)信息，N是样本容量。