本發(fā)明涉及海洋平臺起重機群監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種海洋平臺起重機群防碰撞方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海洋平臺起重機主要是在海洋平臺上使用的起重機，是一種海洋平臺裝卸貨物和吊運人員到平臺上面的設(shè)備，是海洋石油生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)和安全設(shè)備之一，其安全可靠性、可維修性、可抗風性及耐腐蝕性要求很高。它具有起重能力大，操縱方便，耐沖擊，制動性能好，安全可靠，裝卸貨效率高與對貨物的適應(yīng)性好等特點,它和陸用起重機的執(zhí)行標準不同，由于海面環(huán)境惡劣所以海洋平臺起重機采用的安全系數(shù)一般在10倍，而陸用起重機一般采用的安全系數(shù)為2-3倍,所以防撞監(jiān)控尤其重要。隨著海洋平臺工程項目的工作覆蓋面積越來越大、工作進度要求越來越快，往往需要布置很多海洋平臺起重機，海洋平臺起重機碰撞事故時有發(fā)生。因此，保證海洋平臺起重機施工中的安全，防止海洋平臺起重機發(fā)生碰撞，是使用海洋平臺起重機時需要注意的重大問題。

現(xiàn)有技術(shù)對海洋平臺起重機群的防碰撞問題進行了一定的研究。比如可以采用一種海洋平臺起重機群區(qū)域防碰撞監(jiān)控裝置，該裝置將嵌入式單片機安裝在海洋平臺起重機側(cè)控制臺上與遠程監(jiān)控中心無線連接裝置配合，依據(jù)海洋平臺起重機群發(fā)過來的狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷海洋平臺起重機群內(nèi)的海洋平臺起重機是否有碰撞危險；或者建立一種能保證各個海洋平臺起重機之間信息 正常交互和當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時能夠按一定協(xié)議恢復網(wǎng)絡(luò)通訊的系統(tǒng)，確保海洋平臺起重機群中海洋平臺起重機之間不發(fā)生碰撞事故。上述方法都只能防止海洋平臺起重機之間發(fā)生碰撞，而沒有考慮到作業(yè)現(xiàn)場的其他的障礙物，難以避免海洋平臺起重機與周邊建筑物及其他障礙物不發(fā)生碰撞，難以真正確保海洋平臺起重機在施工時的安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種海洋平臺起重機群防碰撞方法和系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)難以保證海洋平臺起重機施工安全的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種海洋平臺起重機群防碰撞方法，包括以下步驟：

步驟1，利用Zigbee Network采集海洋平臺起重機群的碰撞參數(shù)，所述碰撞參數(shù)包括環(huán)境參數(shù)和海洋平臺起重機群中所有海洋平臺起重機的運轉(zhuǎn)參數(shù)；

步驟2，根據(jù)所述碰撞參數(shù)，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型對海洋平臺起重機群的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和動態(tài)預測，判斷是否會發(fā)生碰撞，若會發(fā)生碰撞，則生成碰撞報警信息；

步驟3，根據(jù)所述碰撞報警信息控制海洋平臺起重機改變運行軌跡。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的海洋平臺起重機防碰撞方法可以實現(xiàn)對海洋平臺起重機群信息采集和海洋平臺起重機群管理，防止海洋平臺起重機群內(nèi)海洋平臺起重機之間發(fā)生碰撞，同時也防止海洋平臺起重機與周邊建筑物及其他障礙物發(fā)生碰撞，有效提高防碰撞方法的可靠性。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，所述環(huán)境參數(shù)包括海洋平臺起重機工作環(huán)境的風速信息、障礙物的位置信息和/或周邊建筑的位置信息；所述海洋平臺起重機的運轉(zhuǎn)參數(shù) 包括海洋平臺起重機承載重物的重量信息、海洋平臺起重機承載重物的高度信息、海洋平臺起重機塔臂的旋轉(zhuǎn)角度信息和/或海洋平臺起重機所處的位置信息。

采用上述進一步方案的有益效果是：本進一步技術(shù)方案綜合考慮了海洋平臺起重機的各種碰撞參數(shù)，能夠更加全面有效的對海洋平臺起重機進行保護，不僅防止海洋平臺起重機群內(nèi)海洋平臺起重機之間發(fā)生碰撞，同時也防止海洋平臺起重機與周邊建筑物及其他障礙物發(fā)生碰撞。

進一步，所述碰撞報警信息包括碰撞時間、碰撞位置、發(fā)生碰撞的海洋平臺起重機編號和用于改變海洋平臺起重機運行軌跡的控制指令。

進一步，所述步驟2具體為：

建立三維坐標系；

根據(jù)所述碰撞參數(shù)，在三維坐標系中顯示海洋平臺起重機群中所有海洋平臺起重機的分布、運行狀態(tài)和周邊建筑和/或障礙物，建立防碰撞模型；

根據(jù)所述防碰撞模型模擬所有海洋平臺起重機的當前運行軌跡和未來運行軌跡，判斷海洋平臺起重機之間以及海洋平臺起重機與障礙物、周邊建筑之間是否會發(fā)生碰撞，若會發(fā)生碰撞，則計算碰撞發(fā)生的時間和位置，生成碰撞報警信息。

進一步，步驟3具體為：

在將發(fā)生碰撞的海洋平臺起重機的控制界面上，以語音方式顯示所述碰撞報警信息，并以聲光方式提示駕駛員改變海洋平臺起重機的運行軌跡；

判斷所述海洋平臺起重機的運行軌跡是否按照防碰撞指令改變，若是，則繼續(xù)監(jiān)控所述海洋平臺起重機的運行狀態(tài)，直到消除碰撞隱患；若否，則將所述碰撞報警信息發(fā)送給對應(yīng)海洋平臺起重機的控制終端，自動控制海洋平臺起重機的伸縮電機繼電器和回轉(zhuǎn)電機繼電器，改變海洋平臺起重機的運行軌跡。

采用上述進一步方案的有益效果是：本進一步技術(shù)方案采用兩種方式改變海洋平臺起重機的運行軌跡，當駕駛員忽視了所述聲光碰撞報警信息時，還可以通過海洋平臺起重機的控制終端自動改變海洋平臺起重機的運行軌跡，更加有效提高本發(fā)明防碰撞方法的可靠性。

一種海洋平臺起重機群防碰撞系統(tǒng)，包括Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)、計算平臺服務(wù)器和設(shè)置在海洋平臺起重機上的控制終端，

所述Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)用于利用Zigbee Network采集海洋平臺起重機群的碰撞參數(shù)，所述碰撞參數(shù)包括環(huán)境參數(shù)和所有海洋平臺起重機的運轉(zhuǎn)參數(shù)；

所述計算平臺服務(wù)器用于根據(jù)所述碰撞參數(shù)，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型對海洋平臺起重機群的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和動態(tài)預測，判斷是否會發(fā)生碰撞，若會發(fā)生碰撞，則生成碰撞報警信息；

所述控制終端用于根據(jù)所述碰撞報警信息控制海洋平臺起重機改變運行軌跡。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明海洋平臺起重機群防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)，實時性好，簡單易用，有效的提高了海洋平臺起重機碰撞監(jiān)測控制的水平，減少了海洋平臺起重機之間碰撞的發(fā)生，減少海洋平臺起重機與建筑物及其他障礙物碰撞的發(fā)生，滿足安全施工的需要，適用于海洋平臺起重機群聯(lián)合作業(yè)。

進一步，所述Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)包括多個感知節(jié)點和與所述感知節(jié)點分別進行無線連接的網(wǎng)關(guān)，每個感知節(jié)點分別設(shè)置在海洋平臺起重機的不同部位，且根據(jù)設(shè)置位置，在每個感知節(jié)點上配備用于采集碰撞參數(shù)的傳感器。

進一步，所述Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)包括6個感知節(jié)點，分別為節(jié)點0～節(jié)點5；所述節(jié)點0設(shè)置在海洋平臺起重機的大臂前端，節(jié)點0上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機承載重物的重量信息的重力傳感器；所述節(jié)點1設(shè)置在海洋平臺起重機的吊鉤處，節(jié)點1上設(shè)有用于采集障礙物位置信息和周邊建 筑位置信息的超聲波傳感器；所述節(jié)點2設(shè)置在海洋平臺起重機的起升機構(gòu)處，節(jié)點2上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機工作環(huán)境的風速信息的風速傳感器；所述節(jié)點3設(shè)置在海洋平臺起重機的變幅機構(gòu)處，節(jié)點3上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機承載重物的高度信息的高度傳感器；節(jié)點4設(shè)置在所述海洋平臺起重機的塔臂處，節(jié)點4上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機塔臂的旋轉(zhuǎn)角度信息的角度傳感器；節(jié)點5設(shè)置在所述海洋平臺起重機的基柱頂端，節(jié)點5上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機所處的位置信息的位置傳感器。

進一步，還包括管理者客戶端，所述管理者客戶端用于接收所述計算平臺服務(wù)器發(fā)送的碰撞報警信息，且用于管理者查看計算平臺服務(wù)器顯示的海洋平臺起重機群的運行狀態(tài)，并向所述海洋平臺起重機發(fā)送控制指令。

進一步，所述管理者客戶端包括臺式機、筆記本、智能手機和/或平板電腦。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種海洋平臺起重機群防碰撞方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一種海洋平臺起重機群防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，為本發(fā)明海洋平臺起重機群防碰撞方法的流程示意圖，包括以下步驟：

步驟1，利用Zigbee Network采集海洋平臺起重機群的碰撞參數(shù)，所述碰撞參數(shù)包括環(huán)境參數(shù)和海洋平臺起重機群中所有海洋平臺起重機的運轉(zhuǎn)參數(shù)；所述環(huán)境參數(shù)包括海洋平臺起重機工作環(huán)境的風速信息、障礙物的位 置信息和/或周邊建筑的位置信息；運轉(zhuǎn)參數(shù)包括海洋平臺起重機承載重物的重量信息、海洋平臺起重機承載重物的高度信息、海洋平臺起重機塔臂的旋轉(zhuǎn)角度信息和/或海洋平臺起重機所處的位置信息。

步驟2，根據(jù)所述碰撞參數(shù)，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型對海洋平臺起重機群的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和動態(tài)預測，判斷是否會發(fā)生碰撞，若會發(fā)生碰撞，則生成碰撞報警信息。

優(yōu)選實施例中，所述步驟2具體為：

建立三維坐標系；

根據(jù)所述碰撞參數(shù)，在三維坐標系中顯示海洋平臺起重機群中所有海洋平臺起重機的分布、運行狀態(tài)和周邊建筑和/或障礙物，建立防碰撞模型；

根據(jù)所述防碰撞模型模擬所有海洋平臺起重機的當前運行軌跡和未來運行軌跡，判斷海洋平臺起重機之間以及海洋平臺起重機與障礙物、周邊建筑之間是否會發(fā)生碰撞，若會發(fā)生碰撞，則計算碰撞發(fā)生的時間和位置，生成碰撞報警信息。所述碰撞報警信息包括碰撞時間、碰撞位置、發(fā)生碰撞的海洋平臺起重機編號和用于改變海洋平臺起重機運行軌跡的控制指令。

步驟3，根據(jù)所述碰撞報警信息控制海洋平臺起重機改變運行軌跡。

優(yōu)選實施例中，所述步驟3具體為：

在將發(fā)生碰撞的海洋平臺起重機的控制界面上，以語音方式顯示所述碰撞報警信息，并以聲光方式提示駕駛員改變海洋平臺起重機的運行軌跡；

判斷所述海洋平臺起重機的運行軌跡是否按照防碰撞指令改變，若是，則繼續(xù)監(jiān)控所述海洋平臺起重機的運行狀態(tài)，直到消除碰撞隱患；若否，則將所述碰撞報警信息發(fā)送給對應(yīng)海洋平臺起重機的控制終端，自動控制海洋平臺起重機的伸縮電機繼電器和回轉(zhuǎn)電機繼電器，改變海洋平臺起重機的運行軌跡。

本發(fā)明的海洋平臺起重機防碰撞方法可以實現(xiàn)對海洋平臺起重機群信 息采集和海洋平臺起重機群管理，防止海洋平臺起重機群內(nèi)海洋平臺起重機之間發(fā)生碰撞，同時也防止海洋平臺起重機與周邊建筑物及其他障礙物發(fā)生碰撞，有效提高防碰撞方法的可靠性。

如圖2所示，為本發(fā)明一種海洋平臺起重機群防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)、計算平臺服務(wù)器和設(shè)置在海洋平臺起重機上的控制終端，所述Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)用于利用Zigbee Network采集海洋平臺起重機群的碰撞參數(shù)，所述碰撞參數(shù)包括環(huán)境參數(shù)和所有海洋平臺起重機的運轉(zhuǎn)參數(shù)；

所述計算平臺服務(wù)器用于根據(jù)所述碰撞參數(shù)，建立防碰撞模型，并利用防碰撞模型對海洋平臺起重機群的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和動態(tài)預測，判斷是否會發(fā)生碰撞，若會發(fā)生碰撞，則生成碰撞報警信息；

所述控制終端用于根據(jù)所述碰撞報警信息控制海洋平臺起重機改變運行軌跡，消除碰撞危險。

所述Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)包括多個感知節(jié)點和與所述感知節(jié)點分別進行無線連接的網(wǎng)關(guān)，每個感知節(jié)點分別設(shè)置在海洋平臺起重機的不同部位，且根據(jù)設(shè)置位置，在每個感知節(jié)點上配備用于采集碰撞參數(shù)的傳感器。本實施例中，所述Zigbee Network網(wǎng)絡(luò)包括6個感知節(jié)點，分別為節(jié)點0～節(jié)點5；所述節(jié)點0設(shè)置在海洋平臺起重機的大臂前端，節(jié)點0上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機承載重物的重量信息的重力傳感器；所述節(jié)點1設(shè)置在海洋平臺起重機的吊鉤處，節(jié)點1上設(shè)有用于采集障礙物位置信息和周邊建筑位置信息的超聲波傳感器；所述節(jié)點2設(shè)置在海洋平臺起重機的起升機構(gòu)處，節(jié)點2上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機工作環(huán)境的風速信息的風速傳感器；所述節(jié)點3設(shè)置在海洋平臺起重機的變幅機構(gòu)處，節(jié)點3上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機承載重物的高度信息的高度傳感器；節(jié)點4設(shè)置在所述海洋平臺起重機的塔臂處，節(jié)點4上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機塔臂的旋轉(zhuǎn)角度信息 的角度傳感器；節(jié)點5設(shè)置在所述海洋平臺起重機的基柱頂端，節(jié)點5上設(shè)有用于采集海洋平臺起重機所處的位置信息的位置傳感器。

本實施例中，所述海洋平臺防碰撞系統(tǒng)還包括管理者客戶端，所述管理者客戶端用于接收所述計算平臺服務(wù)器發(fā)送的所述碰撞報警信息，且用于管理者查看計算平臺服務(wù)器顯示的海洋平臺起重機群的運行狀態(tài)，并向所述海洋平臺起重機發(fā)送控制指令。所述管理者客戶端包括臺式機、筆記本、智能手機和平板電腦中的任意一種或多種。

本發(fā)明海洋平臺起重機群防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)，實時性好，簡單易用，有效的提高了海洋平臺起重機碰撞監(jiān)測控制的水平，減少了海洋平臺起重機之間碰撞的發(fā)生，減少海洋平臺起重機與建筑物及其他障礙物碰撞的發(fā)生，滿足安全施工的需要，適用于海洋平臺起重機群聯(lián)合作業(yè)。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。