一种海洋平台起重机群防碰撞方法和系统与流程

本发明涉及海洋平台起重机群监控领域，特别涉及一种海洋平台起重机群防碰撞方法和系统。

背景技术：

海洋平台起重机主要是在海洋平台上使用的起重机，是一种海洋平台装卸货物和吊运人员到平台上面的设备，是海洋石油生产中最重要的生产和安全设备之一，其安全可靠性、可维修性、可抗风性及耐腐蚀性要求很高。它具有起重能力大，操纵方便，耐冲击，制动性能好，安全可靠，装卸货效率高与对货物的适应性好等特点,它和陆用起重机的执行标准不同，由于海面环境恶劣所以海洋平台起重机采用的安全系数一般在10倍，而陆用起重机一般采用的安全系数为2-3倍,所以防撞监控尤其重要。随着海洋平台工程项目的工作覆盖面积越来越大、工作进度要求越来越快，往往需要布置很多海洋平台起重机，海洋平台起重机碰撞事故时有发生。因此，保证海洋平台起重机施工中的安全，防止海洋平台起重机发生碰撞，是使用海洋平台起重机时需要注意的重大问题。

现有技术对海洋平台起重机群的防碰撞问题进行了一定的研究。比如可以采用一种海洋平台起重机群区域防碰撞监控装置，该装置将嵌入式单片机安装在海洋平台起重机侧控制台上与远程监控中心无线连接装置配合，依据海洋平台起重机群发过来的状态数据判断海洋平台起重机群内的海洋平台起重机是否有碰撞危险；或者建立一种能保证各个海洋平台起重机之间信息 正常交互和当网络出现故障时能够按一定协议恢复网络通讯的系统，确保海洋平台起重机群中海洋平台起重机之间不发生碰撞事故。上述方法都只能防止海洋平台起重机之间发生碰撞，而没有考虑到作业现场的其他的障碍物，难以避免海洋平台起重机与周边建筑物及其他障碍物不发生碰撞，难以真正确保海洋平台起重机在施工时的安全。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种海洋平台起重机群防碰撞方法和系统，解决了现有技术难以保证海洋平台起重机施工安全的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种海洋平台起重机群防碰撞方法，包括以下步骤：

步骤1，利用Zigbee Network采集海洋平台起重机群的碰撞参数，所述碰撞参数包括环境参数和海洋平台起重机群中所有海洋平台起重机的运转参数；

步骤2，根据所述碰撞参数，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型对海洋平台起重机群的运行状态进行监控和动态预测，判断是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则生成碰撞报警信息；

步骤3，根据所述碰撞报警信息控制海洋平台起重机改变运行轨迹。

本发明的有益效果是：本发明的海洋平台起重机防碰撞方法可以实现对海洋平台起重机群信息采集和海洋平台起重机群管理，防止海洋平台起重机群内海洋平台起重机之间发生碰撞，同时也防止海洋平台起重机与周边建筑物及其他障碍物发生碰撞，有效提高防碰撞方法的可靠性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述环境参数包括海洋平台起重机工作环境的风速信息、障碍物的位置信息和/或周边建筑的位置信息；所述海洋平台起重机的运转参数 包括海洋平台起重机承载重物的重量信息、海洋平台起重机承载重物的高度信息、海洋平台起重机塔臂的旋转角度信息和/或海洋平台起重机所处的位置信息。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案综合考虑了海洋平台起重机的各种碰撞参数，能够更加全面有效的对海洋平台起重机进行保护，不仅防止海洋平台起重机群内海洋平台起重机之间发生碰撞，同时也防止海洋平台起重机与周边建筑物及其他障碍物发生碰撞。

进一步，所述碰撞报警信息包括碰撞时间、碰撞位置、发生碰撞的海洋平台起重机编号和用于改变海洋平台起重机运行轨迹的控制指令。

进一步，所述步骤2具体为：

建立三维坐标系；

根据所述碰撞参数，在三维坐标系中显示海洋平台起重机群中所有海洋平台起重机的分布、运行状态和周边建筑和/或障碍物，建立防碰撞模型；

根据所述防碰撞模型模拟所有海洋平台起重机的当前运行轨迹和未来运行轨迹，判断海洋平台起重机之间以及海洋平台起重机与障碍物、周边建筑之间是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则计算碰撞发生的时间和位置，生成碰撞报警信息。

进一步，步骤3具体为：

在将发生碰撞的海洋平台起重机的控制界面上，以语音方式显示所述碰撞报警信息，并以声光方式提示驾驶员改变海洋平台起重机的运行轨迹；

判断所述海洋平台起重机的运行轨迹是否按照防碰撞指令改变，若是，则继续监控所述海洋平台起重机的运行状态，直到消除碰撞隐患；若否，则将所述碰撞报警信息发送给对应海洋平台起重机的控制终端，自动控制海洋平台起重机的伸缩电机继电器和回转电机继电器，改变海洋平台起重机的运行轨迹。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案采用两种方式改变海洋平台起重机的运行轨迹，当驾驶员忽视了所述声光碰撞报警信息时，还可以通过海洋平台起重机的控制终端自动改变海洋平台起重机的运行轨迹，更加有效提高本发明防碰撞方法的可靠性。

一种海洋平台起重机群防碰撞系统，包括Zigbee Network网络、计算平台服务器和设置在海洋平台起重机上的控制终端，

所述Zigbee Network网络用于利用Zigbee Network采集海洋平台起重机群的碰撞参数，所述碰撞参数包括环境参数和所有海洋平台起重机的运转参数；

所述计算平台服务器用于根据所述碰撞参数，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型对海洋平台起重机群的运行状态进行监控和动态预测，判断是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则生成碰撞报警信息；

所述控制终端用于根据所述碰撞报警信息控制海洋平台起重机改变运行轨迹。

本发明的有益效果是：本发明海洋平台起重机群防碰撞监控系统，实时性好，简单易用，有效的提高了海洋平台起重机碰撞监测控制的水平，减少了海洋平台起重机之间碰撞的发生，减少海洋平台起重机与建筑物及其他障碍物碰撞的发生，满足安全施工的需要，适用于海洋平台起重机群联合作业。

进一步，所述Zigbee Network网络包括多个感知节点和与所述感知节点分别进行无线连接的网关，每个感知节点分别设置在海洋平台起重机的不同部位，且根据设置位置，在每个感知节点上配备用于采集碰撞参数的传感器。

进一步，所述Zigbee Network网络包括6个感知节点，分别为节点0～节点5；所述节点0设置在海洋平台起重机的大臂前端，节点0上设有用于采集海洋平台起重机承载重物的重量信息的重力传感器；所述节点1设置在海洋平台起重机的吊钩处，节点1上设有用于采集障碍物位置信息和周边建 筑位置信息的超声波传感器；所述节点2设置在海洋平台起重机的起升机构处，节点2上设有用于采集海洋平台起重机工作环境的风速信息的风速传感器；所述节点3设置在海洋平台起重机的变幅机构处，节点3上设有用于采集海洋平台起重机承载重物的高度信息的高度传感器；节点4设置在所述海洋平台起重机的塔臂处，节点4上设有用于采集海洋平台起重机塔臂的旋转角度信息的角度传感器；节点5设置在所述海洋平台起重机的基柱顶端，节点5上设有用于采集海洋平台起重机所处的位置信息的位置传感器。

进一步，还包括管理者客户端，所述管理者客户端用于接收所述计算平台服务器发送的碰撞报警信息，且用于管理者查看计算平台服务器显示的海洋平台起重机群的运行状态，并向所述海洋平台起重机发送控制指令。

进一步，所述管理者客户端包括台式机、笔记本、智能手机和/或平板电脑。

附图说明

图1为本发明一种海洋平台起重机群防碰撞方法的流程示意图；

图2为本发明一种海洋平台起重机群防碰撞系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明海洋平台起重机群防碰撞方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤1，利用Zigbee Network采集海洋平台起重机群的碰撞参数，所述碰撞参数包括环境参数和海洋平台起重机群中所有海洋平台起重机的运转参数；所述环境参数包括海洋平台起重机工作环境的风速信息、障碍物的位 置信息和/或周边建筑的位置信息；运转参数包括海洋平台起重机承载重物的重量信息、海洋平台起重机承载重物的高度信息、海洋平台起重机塔臂的旋转角度信息和/或海洋平台起重机所处的位置信息。

步骤2，根据所述碰撞参数，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型对海洋平台起重机群的运行状态进行监控和动态预测，判断是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则生成碰撞报警信息。

优选实施例中，所述步骤2具体为：

建立三维坐标系；

根据所述碰撞参数，在三维坐标系中显示海洋平台起重机群中所有海洋平台起重机的分布、运行状态和周边建筑和/或障碍物，建立防碰撞模型；

根据所述防碰撞模型模拟所有海洋平台起重机的当前运行轨迹和未来运行轨迹，判断海洋平台起重机之间以及海洋平台起重机与障碍物、周边建筑之间是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则计算碰撞发生的时间和位置，生成碰撞报警信息。所述碰撞报警信息包括碰撞时间、碰撞位置、发生碰撞的海洋平台起重机编号和用于改变海洋平台起重机运行轨迹的控制指令。

步骤3，根据所述碰撞报警信息控制海洋平台起重机改变运行轨迹。

优选实施例中，所述步骤3具体为：

在将发生碰撞的海洋平台起重机的控制界面上，以语音方式显示所述碰撞报警信息，并以声光方式提示驾驶员改变海洋平台起重机的运行轨迹；

判断所述海洋平台起重机的运行轨迹是否按照防碰撞指令改变，若是，则继续监控所述海洋平台起重机的运行状态，直到消除碰撞隐患；若否，则将所述碰撞报警信息发送给对应海洋平台起重机的控制终端，自动控制海洋平台起重机的伸缩电机继电器和回转电机继电器，改变海洋平台起重机的运行轨迹。

本发明的海洋平台起重机防碰撞方法可以实现对海洋平台起重机群信 息采集和海洋平台起重机群管理，防止海洋平台起重机群内海洋平台起重机之间发生碰撞，同时也防止海洋平台起重机与周边建筑物及其他障碍物发生碰撞，有效提高防碰撞方法的可靠性。

如图2所示，为本发明一种海洋平台起重机群防碰撞系统的结构示意图，包括Zigbee Network网络、计算平台服务器和设置在海洋平台起重机上的控制终端，所述Zigbee Network网络用于利用Zigbee Network采集海洋平台起重机群的碰撞参数，所述碰撞参数包括环境参数和所有海洋平台起重机的运转参数；

所述计算平台服务器用于根据所述碰撞参数，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型对海洋平台起重机群的运行状态进行监控和动态预测，判断是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则生成碰撞报警信息；

所述控制终端用于根据所述碰撞报警信息控制海洋平台起重机改变运行轨迹，消除碰撞危险。

所述Zigbee Network网络包括多个感知节点和与所述感知节点分别进行无线连接的网关，每个感知节点分别设置在海洋平台起重机的不同部位，且根据设置位置，在每个感知节点上配备用于采集碰撞参数的传感器。本实施例中，所述Zigbee Network网络包括6个感知节点，分别为节点0～节点5；所述节点0设置在海洋平台起重机的大臂前端，节点0上设有用于采集海洋平台起重机承载重物的重量信息的重力传感器；所述节点1设置在海洋平台起重机的吊钩处，节点1上设有用于采集障碍物位置信息和周边建筑位置信息的超声波传感器；所述节点2设置在海洋平台起重机的起升机构处，节点2上设有用于采集海洋平台起重机工作环境的风速信息的风速传感器；所述节点3设置在海洋平台起重机的变幅机构处，节点3上设有用于采集海洋平台起重机承载重物的高度信息的高度传感器；节点4设置在所述海洋平台起重机的塔臂处，节点4上设有用于采集海洋平台起重机塔臂的旋转角度信息 的角度传感器；节点5设置在所述海洋平台起重机的基柱顶端，节点5上设有用于采集海洋平台起重机所处的位置信息的位置传感器。

本实施例中，所述海洋平台防碰撞系统还包括管理者客户端，所述管理者客户端用于接收所述计算平台服务器发送的所述碰撞报警信息，且用于管理者查看计算平台服务器显示的海洋平台起重机群的运行状态，并向所述海洋平台起重机发送控制指令。所述管理者客户端包括台式机、笔记本、智能手机和平板电脑中的任意一种或多种。

本发明海洋平台起重机群防碰撞监控系统，实时性好，简单易用，有效的提高了海洋平台起重机碰撞监测控制的水平，减少了海洋平台起重机之间碰撞的发生，减少海洋平台起重机与建筑物及其他障碍物碰撞的发生，满足安全施工的需要，适用于海洋平台起重机群联合作业。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。