一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法及系统与流程

本申请属于海上风电建设，特别的涉及一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法及系统。

背景技术：

1、在全球能源危机日益严峻的背景下，清洁能源的开发和利用成为国家能源结构转型的主要方向，目前我国拥有丰富的海上风能资源，具备开发风电的理想市场条件和巨大资源潜力。随着海上风电行业的蓬勃发展，海上风电场的规模和装机容量越来越大，与此同时，海上风电场的运维工作也日益引起关注。例如，海上风电场的施工期和运行阶段各类施工船舶、运维船舶频繁出现，在恶劣海况下，船舶失控后可能与升压站平台发生碰撞从而对升压站结构产生不可逆的损伤，进而影响平台的作业安全。

2、海上风电运维船在实施风机运维工作时，顶靠风机的运维通道，以便于运维人员以及运维物资能从船上转移到风机平台上。除了运维船以外，船舶的类型还包括货船、客船、渔船、拖船、科学研究船、救援船、船舶工程船等。不同类型的船舶在正常作业或者意外顶靠风机时，不可避免的对风机平台产生碰撞。海上风机结构长期服役在恶劣的海洋环境中，加之重复的长期碰撞，结构容易产生各种各样的损伤，导致动力特性发生改变，承载能力下降，严重时甚至引起结构失效，造成巨大的经济损失以及不良的社会影响。因此，降低海上风机在运行过程中受到船舶撞击的影响，是现阶段海上风电建设与运营中亟待解决的问题。

3、当前用于对海上风机结构在运营期内与船舶发生碰撞的监测识别技术一般以判断船舶是否与海上风机结构发生碰撞为主，无法对碰撞的船舶进行分类，进而易影响船舶碰撞预警的准确性以及可靠性。

技术实现思路

1、本申请为解决上述提到的当前用于对海上风机结构在运营期内与船舶发生碰撞的监测识别技术一般以判断船舶是否与海上风机结构发生碰撞为主，无法对碰撞的船舶进行分类，进而易影响船舶碰撞预警的准确性以及可靠性等技术问题，提出一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法及系统，其技术方案如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法，包括：

3、基于至少两个加速度传感器所采集到的船舶历史加速度信号，确定出与至少两种船舶类型对应的历史碰撞加速度信号；

4、对每种船舶类型所对应的历史碰撞加速度信号进行特征提取处理，得到相应的时频域特征，并根据所有船舶类型所对应的时频域特征生成船舶碰撞数据库；

5、获取由所有加速度传感器所采集到的当前加速度信号，并基于船舶碰撞数据库对当前加速度信号进行识别处理；

6、根据当前加速度信号所对应的识别结果生成船舶预警信号，并将船舶预警信号发送至用户终端。

7、第二方面，本申请实施例提供了一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警系统，包括：

8、数据采集模块，用于基于至少两个加速度传感器所采集到的船舶历史加速度信号，确定出与至少两种船舶类型对应的历史碰撞加速度信号；

9、数据库建立模块，用于对每种船舶类型所对应的历史碰撞加速度信号进行特征提取处理，得到相应的时频域特征，并根据所有船舶类型所对应的时频域特征生成船舶碰撞数据库；

10、碰撞识别模块，用于获取由所有加速度传感器所采集到的当前加速度信号，并基于船舶碰撞数据库对当前加速度信号进行识别处理；

11、碰撞预警模块，用于根据当前加速度信号所对应的识别结果生成船舶预警信号，并将船舶预警信号发送至用户终端。

12、第三方面，本申请实施例还提供了一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警系统，包括处理器以及存储器；

13、处理器与存储器连接；

14、存储器，用于存储可执行程序代码；

15、处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现本申请实施例第一方面或第一方面的任意一种实现方式提供的用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法。

16、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令当被处理器执行时，可实现本申请实施例第一方面或第一方面的任意一种实现方式提供的用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法。

17、在本申请实施例中，可在对海上风机结构进行船舶碰撞预警时，基于至少两个加速度传感器所采集到的船舶历史加速度信号，确定出与至少两种船舶类型对应的历史碰撞加速度信号；对每种船舶类型所对应的历史碰撞加速度信号进行特征提取处理，得到相应的时频域特征，并根据所有船舶类型所对应的时频域特征生成船舶碰撞数据库；获取由所有加速度传感器所采集到的当前加速度信号，并基于船舶碰撞数据库对当前加速度信号进行识别处理；根据当前加速度信号所对应的识别结果生成船舶预警信号，并将船舶预警信号发送至用户终端。通过对由加速度传感器所采集到的船舶历史加速度信号进行特征提取处理，并基于与每种船舶类型对应的时频域特征生成船舶碰撞数据库，以结合该船舶碰撞数据库对实时采集到的当前加速度信号快速识别处理，不仅可利用历史数据来有效提高船舶碰撞预警的可靠性，还可根据该船舶碰撞数据库快速确定出相应的船舶类型，以提高船舶碰撞预警的准确性。

技术特征：

1.一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于至少两个加速度传感器所采集到的船舶历史加速度信号，确定出与至少两种船舶类型对应的历史碰撞加速度信号，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每种所述船舶类型所对应的历史碰撞加速度信号进行特征提取处理，得到相应的时频域特征，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述将与每种所述船舶类型对应的方差、峭度以及近似熵作为相应的时频域特征之前，还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所有所述船舶类型所对应的时频域特征生成船舶碰撞数据库，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述船舶碰撞数据库对所述当前加速度信号进行识别处理，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述分别对所述当前信号标识以及所述船舶碰撞数据库中的每个所述碰撞信号标识进行相似性计算处理，得到相应的相似性结果之后，还包括：

8.一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警系统，其特征在于，包括：

9.一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警系统，其特征在于，包括处理器以及存储器；

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种用于海上风机结构的船舶碰撞预警方法及系统，通过对由加速度传感器所采集到的船舶历史加速度信号进行特征提取处理，并基于与每种船舶类型对应的时频域特征生成船舶碰撞数据库，以结合该船舶碰撞数据库对实时采集到的当前加速度信号快速识别处理，不仅可利用历史数据来有效提高船舶碰撞预警的可靠性，还可根据该船舶碰撞数据库快速确定出相应的船舶类型，以提高船舶碰撞预警的准确性。技术研发人员：王卿,刘强,闫星宇,王博特,占晓明,周唐涛,陈浙新受保护的技术使用者：浙江华东测绘与工程安全技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27