[发明专利]基于海浪图像遥感和人工智能海洋浮体运动预报系统

说明书

本发明涉及船舶与海洋工程领域，具体公开了基于海浪图像遥感和人工智能海洋浮体运动预报系统，包括：海洋环境传感器模块，用于获取浮体所在位置及周围的海洋环境大数据；浮体动力响应传感器模块，用于获取浮体动力响应大数据；数据预处理模块，用于判断海洋环境大数据和浮体动力响应大数据是否存在超阈值情况，若存在则直接生成第一报警指令，若不存在，则判断洋环境大数据和浮体动力响应大数据中是否存在非关联特征参数异常情况，若存在则生成第二报警指令。本方案可用于军、警、民的生产及安全信息采集、传输、汇集、存储以及浮体危险情况的预测，尤其是能够在出现未训练的样本时，进行提前的预警。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程领域，特别涉及基于海浪图像遥感和人工智能海洋浮体运动预报系统。

背景技术

海洋平台是人们探索海洋、开发海洋矿产资源的重要工具，广泛应用于海洋工程汇中的各个领域。从海洋平台的设计到营运的全生命周期内，海洋风浪环境及其所导致的海洋平台运动响应始终是平台海上作业与平台结构安全的主要影响因素。过大的海浪与平台运动会对海上吊装、采油、钻井、动力定位、平台直升机起飞降落等作业带来不利影响。

海洋风浪是引起平台运动外部激励的主要因素，而平台运动又会对平台海上作业和平台结构安全造成威胁。因而，平台周围海浪及平台的运动性能进行实时预报，对保障海洋浮体作业安全具有重要的意义。一方面，通过预报，可为开展钻井作业、直升机起飞降落、平台海上安装、平台起重作业等，提供一个安全的作业窗口；另一方面，海洋风浪及平台运动的实时预报信息又可作为动力定位系统的控制决策输入，提高海洋平台的定位性能。

关于浮体运动的实时预报，现有的方法主要基于海浪理论和浮体水动力学的建模方法。由于物理过程复杂，这类建模方法实现困难，需要很长的研制周期，而且需要投入的研究成本较大。而随着计算机水平的发展，人工智能技术得到了飞速发展，由于其具有强大的学习能力，人工智能技术被广泛用于分析复杂的物理问题。

针对这一情况，中国专利公开号为CN 107545250 A的文献中，公开了一种基于海浪图像遥感和人工智能的海洋浮体运动实时预报系统。首先由海洋环境传感器模块获得海洋环境大数据，同时由浮体动力响应传感器模块获得浮体动力响应大数据，然后将两类数据传送给数据存储，再存储到数据库中，接着利用数据存储中存储的数据训练来训练人工智能学习模块，建立基于海洋图像输入的反应浮体运动的人工智能预报模型，最后由训练后的人工智能预报模型，并基于海洋环境大数据和浮体动力响应大数据，建立浮体运动响应实时预报模块，并将结果全部传送到辅助决策模块和计算机中。该发明声称为受浮体运动影响的海上作业提供安全的作业窗口和辅助决策信息，解决了如何在浮体发生摇荡情况下进行安全、高效作业的问题。

但是在实际使用过程中，该方案主要是通过获得浮体所在位置及周围的海洋环境大数据，然后获得浮体动力响应大数据，在然后存储到数据库中，利用大数据对浮体运动实时预报模型进行深度学习，对神经网络模型进行大量训练，建立基于海洋图像输入的反应浮体运动的人工智能预报模型；最后由训练后的人工智能预报模型，并基于传感器系统实时采集的海洋环境大数据和浮体动力响应大数据，建立浮体运动响应实时预报模块。这样的设计本质上就是依靠单一的神经网络模型，是最为基础的人工智能模型，在使用过程中，如果海洋环境大数据和获得浮体动力响应大数据出现了未训练的样本，则无法得到相关的预测结果。

发明内容

本发明提供了基于海浪图像遥感和人工智能海洋浮体运动预报系统，能够在出现未训练的样本时，进行提前的预警。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

基于海浪图像遥感和人工智能海洋浮体运动预报系统，包括：

海洋环境传感器模块，用于获取浮体所在位置及周围的海洋环境大数据；

浮体动力响应传感器模块，用于获取浮体动力响应大数据；