一种船舶航行过程的监测方法、装置、电子设备及介质与流程

本技术涉及船舶航行监测，具体涉及一种船舶航行过程的监测方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、船舶在人们的日常生活中占据举足轻重的地位，它们不仅是海上与河流运输的支柱，还促进了文化交流和旅游观光的发展。

2、作为海上与河流运输的核心载体，船舶具备承载大宗货物与众多人员的能力，实现了长距离、高效益的运输。通过海运，全球的商品和资源得以顺畅流通，从而满足人们日常生活和生产的多样化需求。然而，船舶在长时间的航行过程中，会受到风浪、海流等自然力的影响，这些力量可能导致船体结构受到损伤或产生疲劳。船舶的结构健康状态直接关系到其航行安全与货物卸载效率。一旦船体结构出现问题，不仅可能影响船舶的稳定性和操纵性能，还可能对船员的生命安全和货物的完整性构成严重威胁。故对船舶结构健康进行监测，是确保船舶安全航行的关键措施。目前，船舶结构健康监测主要依赖于人工进行，由于船舶结构需监测的数据较多，人工记录数据会出现遗漏的情况，从而导致监测结果的准确率较低。

3、因此，亟需可解决上述技术问题的一种舶航行过程的监测方法、装置、电子设备及介质。

技术实现思路

1、本技术提供了一种舶航行过程的监测方法、装置、电子设备及介质，该方法通过自动对目标船舶的船舶结构进行监测，并对监测数据进行实时分析，有效解决了人工对船舶结构监控进行监测时因记录失误导致的问题，提高了监测结果的准确性。

2、第一方面，本技术提供了一种舶航行过程的监测方法，应用于船舶监测平台中，方法包括：根据目标船舶的结构设计数据，以及各个传感器测量的初始参数，构建目标船舶的物理模型；在目标船舶工作过程中，获取各个传感器测量的监测数据；将监测数据输入物理模型进行仿真分析，得到仿真模拟结果；根据仿真模拟结果评估目标船舶的结构健康状况。

3、通过采用上述技术方案，根据传感器实时获取目标船舶在工作过程中的监测数据，基于自动化获取监测数据可避免人工记录可能出现的失误，再根据目标船舶的结构设计数据构建物理模型，再将监测数据输入物理模型中进行仿真分析，可得到仿真模拟结果，减少人为因素对数据处理的干扰，后续基于仿真模拟结果评估船舶结构的健康状况，提高监测结果的准确性。

4、可选的，在根据目标船舶的结构设计数据，以及各个传感器测量的初始参数，构建目标船舶的物理模型之前，方法还包括：获取目标船舶对应的结构设计数据，结构设计数据包括船舶船体形状数据、船舶材料数据以及船舶结构图纸数据；根据结构设计数据建立目标船舶的船舶结构模型。

5、通过采用上述技术方案，对目标船舶的船体形状数据、船舶材料数据以及船舶结构图纸数据进行收集，再根据结构设计数据构建一个高度还原实际目标船舶结构的模型，能够准确反映船舶的几何形状，船舶结构模型为后续对目标船舶的分析提供可靠的基础。

6、可选的，根据目标船舶的结构设计数据，以及各个传感器测量的初始参数，构建目标船舶的物理模型，具体包括：基于目标船舶的多个连接部件，在多个连接部件中各自安装多个传感器，一个连接部件安装一个传感器；获取传感器对连接部件的测量参数，测量参数为初始参数；将测量参数与船舶结构模型进行集成，得到物理模型。

7、通过采用上述技术方案，基于目标船舶的多个连接部件，在各个连接部件上安装传感器，可实时获取连接部件的测量参数，再将实时获取的测量参数与船舶结构模型进行集成，以构建物理模型，物理模型不仅考虑目标船舶的整体结构，还融入了实际运行过程中的测量数据，实现对目标船舶的船舶结构健康的监测，为目标船舶的安全运行提供支持。

8、可选的，在目标船舶工作过程中，获取各个传感器测量的监测数据；具体包括：获取目标船舶对应的航行灯光颜色；判断航行灯光颜色与预设灯光颜色是否相同；若航行灯光颜色与预设灯光颜色相同，则确认目标船舶处于工作状态，获取目标传感器对目标连接部件的监测数据，目标传感器为多个传感器中任意一个传感器，目标连接部件为多个连接部件中任意一个连接部件，监测数据包括应力数据、振动数据、温度数据以及应变数据。

9、通过采用上述技术方案，获取目标船舶对应的航行灯光颜色，再将航行灯光颜色与预设灯光颜色进行比较，可自动化判断出目标船舶是否处于工作状态，在确认目标船舶处于工作状态后，获取目标传感器对目标连接部件的监测数据，再依次对获取的监测数据进行处理，可及时对目标船舶的结构健康进行获取，以便于后续根据结构健康制定合理的维修计划。

10、可选的，在将监测数据输入物理模型进行仿真分析，得到仿真模拟结果之前，方法还包括：获取目标船舶对应的第一重量和第二重量，第一重量为目标船舶的自身重量，第二重量为目标船舶运载货物的重量；根据第一重量和第二重量确定目标船舶的静态载荷；获取目标船舶的目标环境数据，目标环境数据包括风速数据和、风浪数据、波浪数据以及船舶运动数据；根据目标环境数据确定动态载荷。

11、通过采用上述技术方案，对目标船舶的自身重量和运载货物的重量进行获取，即第一重量和第二重量，再根据第一重量和第二重量计算出静态载荷，静态载荷有助于仿真分析中更真实地模拟目标船舶在静态条件下的受力情况，再获取目标船舶的目标环境数据，动态载荷有助于更准确地模拟目标船舶在实际工作环境中的动态受力情况，基于准确的载荷数据可预测目标船舶在不同情况下的状况，确保目标船舶的安全运行。

12、可选的，将监测数据输入物理模型进行仿真分析，得到仿真模拟结果，具体包括：根据静态载荷和动态载荷确定目标船舶的第一环境数据；将物理模型中第二环境数据更换为第一环境数据，第二环境数据为初始环境数据；将监测数据输入物理模型中进行仿真分析，得到仿真模拟结果。

13、通过采用上述技术方案，将静态载荷和动态载荷进行结合确定第一环境数据，可准确反映目标船舶在实际工作环境中的受力情况和运动状态，再将物理模型中第二环境数据替换为第一环境数据，使物理模型更贴合目标船舶的实际情况，再将监测数据输入物理模型中进行仿真分析，可得到仿真模拟结果，基于仿真模拟结果可反映目标船舶当前的结构监控状况。

14、可选的，结构健康状况包括损伤状况、裂纹状况以及腐蚀状况。

15、通过采用上述技术方案，对结构健康状况进行评估，不同的结构监控状况对目标船舶的安全性影响各不相同，需根据仿真模拟结果输出不同的结构健康状况，以便于根据不同的结构健康状况采取不同的处理方案，以确保目标船舶的航行安全。

16、在本技术的第二方面提供了一种舶航行过程的监测装置，装置为船舶监测平台，船舶监测平台包括获取单元、处理单元以及评估单元；获取单元，根据目标船舶的结构设计数据，以及各个传感器测量的初始参数，构建目标船舶的物理模型；在目标船舶工作过程中，获取各个传感器测量的监测数据；处理单元，将监测数据输入物理模型进行仿真分析，得到仿真模拟结果；评估单元，根据仿真模拟结果评估目标船舶的结构健康状况。

17、可选的，获取单元用于获取目标船舶对应的结构设计数据，结构设计数据包括船舶船体形状数据、船舶材料数据以及船舶结构图纸数据；处理单元用于根据结构设计数据建立目标船舶的船舶结构模型。

18、可选的，处理单元用于基于目标船舶的多个连接部件，在多个连接部件中各自安装多个传感器，一个连接部件安装一个传感器；获取单元用于获取传感器对连接部件的测量参数，测量参数为初始参数；处理单元用于将测量参数与船舶结构模型进行集成，得到物理模型。

19、可选的，获取单元用于获取目标船舶对应的航行灯光颜色；处理单元用于判断航行灯光颜色与预设灯光颜色是否相同；若航行灯光颜色与预设灯光颜色相同，则确认目标船舶处于工作状态，获取单元用于获取目标传感器对目标连接部件的监测数据，目标传感器为多个传感器中任意一个传感器，目标连接部件为多个连接部件中任意一个连接部件，监测数据包括应力数据、振动数据、温度数据以及应变数据。

20、可选的，获取单元用于获取目标船舶对应的第一重量和第二重量，第一重量为目标船舶的自身重量，第二重量为目标船舶运载货物的重量；处理单元用于根据第一重量和第二重量确定目标船舶的静态载荷；获取单元用于获取目标船舶的目标环境数据，目标环境数据包括风速数据和、风浪数据、波浪数据以及船舶运动数据；处理单元用于根据目标环境数据确定动态载荷。

21、可选的，处理单元用于根据静态载荷和动态载荷确定目标船舶的第一环境数据；将物理模型中第二环境数据更换为第一环境数据，第二环境数据为初始环境数据；将监测数据输入物理模型中进行仿真分析，得到仿真模拟结果。

22、可选的，处理单元用于结构健康状况包括损伤状况、裂纹状况以及腐蚀状况。

23、在本技术第三方面提供一种电子设备，电子设备包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，存储器用于存储指令，用户接口和网络接口用于与其他设备通信，处理器用于执行存储器中存储的指令，使得一种电子设备执行如本技术上述中任意一项的方法。

24、在本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有指令，当指令被执行时，执行本技术上述中任意一项的方法。

25、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

26、1、根据传感器实时获取目标船舶在工作过程中的监测数据，基于自动化获取监测数据可避免人工记录可能出现的失误，再根据目标船舶的结构设计数据构建物理模型，再将监测数据输入物理模型中进行仿真分析，可得到仿真模拟结果，减少人为因素对数据处理的干扰，后续基于仿真模拟结果评估船舶结构的健康状况，提高监测结果的准确性。

27、2、对目标船舶的船体形状数据、船舶材料数据以及船舶结构图纸数据进行收集，再根据结构设计数据构建一个高度还原实际目标船舶结构的模型，能够准确反映船舶的几何形状，船舶结构模型为后续对目标船舶的分析提供可靠的基础。

28、3、基于目标船舶的多个连接部件，在各个连接部件上安装传感器，可实时获取连接部件的测量参数，再将实时获取的测量参数与船舶结构模型进行集成，以构建物理模型，物理模型不仅考虑目标船舶的整体结构，还融入了实际运行过程中的测量数据，实现对目标船舶的船舶结构健康的监测，为目标船舶的安全运行提供支持。

29、4、获取目标船舶对应的航行灯光颜色，再将航行灯光颜色与预设灯光颜色进行比较，可自动化判断出目标船舶是否处于工作状态，在确认目标船舶处于工作状态后，获取目标传感器对目标连接部件的监测数据，再依次对获取的监测数据进行处理，可及时对目标船舶的结构健康进行获取，以便于后续根据结构健康制定合理的维修计划。