[发明专利]一种基于原油转驳船的原油输送系统的动力定位方法

权利要求书

1.一种基于原油转驳船的原油输送系统的动力定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，将与CTV固定的引导缆固定于VLCC上，FPSO与CTV之间、CTV与VLCC之间连接有油管，连接FPSO与CTV之间的油管为第一油管，连接CTV与VLCC之间的油管为第二油管；

S200，当FPSO通过输油路径开始输油，通过第一油管和第二油管从CTV中转输油到VLCC，划分CTV与VLCC之间的安全区域；其中，输油路径为FPSO通过第一油管输油给CTV，CTV通过第二油管输油到VLCC；

S300，构建安全区域内的防拉断弹性控制模型；

S400，判断CTV是否在安全区域内，如果不在则通过CTV的定位调整系统通过防拉断弹性控制模型进行防拉断弹性控制；

其中，在S200中，划分CTV与VLCC之间的安全区域的方法为：

在FPSO开始输油的时刻，令VLCC的中心位置为圆心O_B，以O_B到VLCC船身上的最远位置的距离为最大半径R_B，或者将VLCC船的外接球的半径作为R_B，以O_B为圆心、R_B为半径的圆形区域作为VLCC的安全区域，以CTV的中心位置为圆心O_C，以O_C到CTV船身上最远距离位置的距离为最大半径R_c，或者将CTV的外接球的半径作为R_c，以O_C为圆心、R_c为半径的圆形区域作为CTV的安全区域，以VLCC的安全区域为SAFEV、CTV的安全区域SAFEC，将SAFEC中SAFEV的补集作为CTV与VLCC之间的安全区域，以下将CTV与VLCC之间的安全区域简称为安全区域；

其中，在S300中，构建防拉断弹性控制模型的方法为：

S301，令C为CTV的几何中心点的位置，B为VLCC的几何中心点位置，P为FPSO的几何中心点的位置，O表示圆心，以O_p表示FPSO的几何中心位置，T表示船头位置或者船尖位置，以G表示油管接头位置，R为等效半径或者R为船头位置到油管接头距离的一半，J表示经度，W表示纬度，A表示航向角，带下标P、B、C的J、W、A分别表示P、B、C的位置的经度、纬度和角度；

S302，以P点的位置为基准位置O_p基(J_P基,W_P基)实时修正C、B点的位置信息，具体方法包括：测量实时的O_p、O_C、O_B位置分别为：O_p实(J_P实,W_P实)、O_C实(J_C实,W_C实)、O_B实(J_B实,W_B实) 和航向角A_C实、A_B实，其中，J_P实、W_P实分别表示实时采集到的P点的经度和纬度位置, J_C实、W_C实分别表示实时采集到的C点的经度和纬度位置，J_B实、W_B实分别表示实时采集到的B点的经度和纬度位置，令A_C实、A_B实分别表示实时采集到的C点和B点航向角；

实时修正C、B点的位置信息为、：

，

；

其中，△J_P= J_P实﹣J_P，△W_P=W_P实﹣W_P；

其中，基准位置数据O_p基(J_P,W_P)的获取方式为：以开始输油的时间为T1，以CTV脱离安全区域的时间为T2，计算时间段t=T2-T1；记开始输油的时刻的CTV的初始航向角为A_C初、开始输油的时刻的VLCC的初始航向角为A_B初；

监测最近时间段t内P点的O_p实(J_P实,W_P实) 位置得到O_p位置集合A，剔除A中CTV的位置不在安全区域时的各个O_p位置元素，计算A元素中各个位置的算术平均值作为O_p基(J_P,W_P)；

S303，设置第一约束关系为：R_C+R_B+D1≤≤R_C+R_B+D2，其中，为到的欧式距离，参数D1为最小弹性距，参数D2为最大弹性距，D1、D2的值通过以下步骤获取：

令引导缆与CTV固定的位置点为第一端点，引导缆固定于VLCC的位置点为第二端点；

记CTV的初始航向角为A_C初，在航向角为A_C初时CTV的载体纵轴在水平面的投影直线与第一端点到第二端点的直线L1的夹角为△a1，记录此时的第一端点位置为CTV弹性基准点PC，记此时的第二端点位置为VLCC弹性基准点PB，

采集最近时间段t内CTV所有的航向角A_C实得到集合A1，令航向角△maxCV为集合A1最大的角，以航向角△MinCV为A1中最小的角；

采集最近时间段t内VLCC所有的航向角A_B实得到集合A2，令航向角△maxBV为集合A2最大的角,以航向角△MinBV为A2中最小的角；

当航向角为△maxCV时，令CTV的载体纵轴在水平面的投影直线与连接第一端点到第二端点的直线L2的夹角为△a2，记此时的第一端点在L2上所在的位置的点为PC1，以点PC1在L1上的投影点为PCJ1；记点PC1到PC、PC1到PCJ1、PC到PCJ1的欧式距离分别为DC1、DC2、DC3；计算得到TempC1=Min (DC1、DC2、DC3)；其中，Min函数为求括号中各个元素的最小值；

当航向角为△MinCV时，令CTV的载体纵轴在水平面的投影直线与连接第一端点到第二端点的直线L3的夹角为△a3，记此时的第一端点在L3上所在的位置的点为PC2，以点PC2在L1上的投影点为PCJ2；记点PC2到PC、PC2到PCJ2、PC到PCJ2的欧式距离分别为DC4、DC5、DC6；计算得到TempC2=Max(DC4、DC5、DC6)；其中，Max函数为求括号中各个元素的最大值；

当航向角为△maxBV时，令VLCC的载体纵轴在水平面的投影直线与连接第一端点到第二端点的直线L4的夹角为△a4，记此时的第二端点在L4上所在的位置的点为PB1，以点PB1在L1上的投影点为PBJ1；记点PB1到PB、PB1到PBJ1、PB到PBJ1的欧式距离分别为DB1、DB2、DB3；计算得到TempB1=Min(DB1、DB2、DB3)；

当航向角为△MinBV时，令VLCC的载体纵轴在水平面的投影直线与连接第一端点到第二端点的直线L5的夹角为△a5，记此时的第二端点在L5上所在的位置的点为PB2，以点PB2在L1上的投影点为PBJ2；记点PB2到PB、PB2到PBJ2、PB到PBJ2的欧式距离分别为DB4、DB5、DB6；计算得到TempB2=Max(DB2、DB2、DB3)；

D1=Min(TempC1、TempC2、TempB1、TempB2)；

D2=Max(TempC1、TempC2、TempB1、TempB2)；

令第一约束关系为防拉断弹性控制模型。