本發(fā)明涉及港口工程，尤其涉及一種打樁船作業(yè)決策方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著海洋工程的迅速發(fā)展，尤其是海上平臺(tái)、海底管道及海上風(fēng)電等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，對(duì)打樁船的需求日益增加。打樁船作為海上施工的重要設(shè)備，主要用于打樁、吊樁、沉樁等作業(yè)。由于作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，海洋環(huán)境波動(dòng)較大，打樁船的作業(yè)過(guò)程中可能受到多種因素的影響，如波浪、風(fēng)力、潮汐、船體運(yùn)動(dòng)等，這些因素使得打樁作業(yè)的成功率和安全性面臨較大挑戰(zhàn)。因此，如何在復(fù)雜的海洋環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)打樁船作業(yè)的科學(xué)決策，確保打樁作業(yè)的高效與安全，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)難題。

2、目前，許多研究集中在打樁船動(dòng)力學(xué)模型的建立和樁基受力分析方面，但由于海洋環(huán)境變化多端，現(xiàn)有的打樁船作業(yè)決策方法大多依賴于簡(jiǎn)單的模型或是經(jīng)驗(yàn)判斷，難以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地判斷打樁作業(yè)是否適宜。因此，如何根據(jù)具體作業(yè)參數(shù)、環(huán)境波浪數(shù)據(jù)及其他影響因素進(jìn)行全面評(píng)估，并作出科學(xué)決策，尚未得到充分解決。

3、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷亟需得到解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種打樁船作業(yè)決策方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，為操作人員提供明確的作業(yè)指導(dǎo)，提高打樁作業(yè)的成功率。

2、本發(fā)明提供一種打樁船作業(yè)決策方法，包括：

3、根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)通過(guò)求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程得到，所述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程根據(jù)所述設(shè)備作業(yè)參數(shù)構(gòu)建得到；

4、根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定作業(yè)失效概率；

5、根據(jù)所述作業(yè)失效概率和第一限制參數(shù)，得到可靠度指標(biāo)模型；

6、將目標(biāo)時(shí)間段內(nèi)的波浪數(shù)據(jù)，輸入至所述可靠度指標(biāo)模型中，得到可靠度值；

7、將系統(tǒng)應(yīng)力參數(shù)和第二限制參數(shù)，輸入至限制值判斷模型，得到判斷值；

8、根據(jù)所述可靠度值和所述判斷值確定前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種打樁船作業(yè)決策方法，在所述根據(jù)所述可靠度值和所述判斷值確定前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)這一步驟之后，所述方法還包括：

10、將所述可靠度值與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，確定打樁船作業(yè)決策。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種打樁船作業(yè)決策方法，所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)包括系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)算子和標(biāo)準(zhǔn)差，所述根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，確定打樁船的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)這一步驟，具體包括：

12、根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，構(gòu)建所述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程；

13、根據(jù)所述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)；

14、對(duì)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行譜分析，得到運(yùn)動(dòng)響應(yīng)算子和所述運(yùn)動(dòng)響應(yīng)算子的標(biāo)準(zhǔn)差。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種打樁船作業(yè)決策方法，所述根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定作業(yè)失效概率這一步驟，具體包括：

16、根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅度的統(tǒng)計(jì)值；

17、根據(jù)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅度的統(tǒng)計(jì)值和極限控制值，確定作業(yè)失效概率。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的一種打樁船作業(yè)決策方法，確定作業(yè)失效概率的具體方式如下：

19、

20、其中，pf為失效概率，x為符合瑞利分布的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的分布函數(shù)，xfailure為設(shè)定的失效閾值，μ為運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的均值，σj為運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，φ為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)，xj為運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，n3h＝10800/tz，m2為替打的質(zhì)量，m0為船體質(zhì)量；

21、確定極限控制值的具體方式如下：

22、

23、其中，q3h為船舶三小時(shí)內(nèi)最大可允許故障的目標(biāo)安全性，xj,lim為目標(biāo)安全性q3h對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。

24、根據(jù)本發(fā)明提供的一種打樁船作業(yè)決策方法，所述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程包括打樁船系統(tǒng)模型和樁土作用模型。

25、根據(jù)本發(fā)明提供的一種打樁船作業(yè)決策方法，所述打樁船系統(tǒng)模型和樁土作用模型具體如下：

26、

27、其中，m1為錘的質(zhì)量、m1為替打的質(zhì)量、m3為替打環(huán)的質(zhì)量，m4,i、m4,1為樁基的質(zhì)量，x1為錘的位移、x2為替打的位移、x3為替打環(huán)的位移，x4,i、x4,i-1、x4,1為樁基的位移，k1為錘的剛度、k2為替打的剛度、k3為替打環(huán)的剛度，k4,i、k4,i-1、k4,1為阻尼器剛度。

28、本發(fā)明還提供一種打樁船作業(yè)決策裝置，包括：

29、參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)通過(guò)求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程得到，所述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程根據(jù)所述設(shè)備作業(yè)參數(shù)構(gòu)建得到；

30、概率確定模塊，用于根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定作業(yè)失效概率；

31、模型確定模塊，用于根據(jù)所述作業(yè)失效概率和第一限制參數(shù)，得到可靠度指標(biāo)模型；

32、可靠度確定模塊，用于將目標(biāo)時(shí)間段內(nèi)的波浪數(shù)據(jù)，輸入至所述可靠度指標(biāo)模型中，得到可靠度值；

33、判斷值確定模塊，用于將系統(tǒng)應(yīng)力參數(shù)和第二限制參數(shù)，輸入至限制值判斷模型，得到判斷值；

34、作業(yè)判斷模塊，用于根據(jù)所述可靠度值和所述判斷值確定前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)。

35、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述打樁船作業(yè)決策方法。

36、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述打樁船作業(yè)決策方法。

37、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述打樁船作業(yè)決策方法。

38、本發(fā)明提供的打樁船作業(yè)決策方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)通過(guò)求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程得到，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程根據(jù)所述設(shè)備作業(yè)參數(shù)構(gòu)建得到；根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定作業(yè)失效概率；根據(jù)所述作業(yè)失效概率和第一限制參數(shù)，得到可靠度指標(biāo)模型；將目標(biāo)時(shí)間段內(nèi)的波浪數(shù)據(jù)，輸入至所述可靠度指標(biāo)模型中，得到可靠度值；將系統(tǒng)應(yīng)力參數(shù)和第二限制參數(shù)，輸入至限制值判斷模型，得到判斷值；根據(jù)所述可靠度值和所述判斷值確定前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)。本發(fā)明通過(guò)基于設(shè)備作業(yè)參數(shù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，精確求解出打樁船在不同作業(yè)條件下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，為作業(yè)失效概率的計(jì)算提供了可靠的依據(jù)。該方法可以根據(jù)具體作業(yè)環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)決策，避免了盲目決策帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述可靠度值和所述判斷值確定前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)這一步驟之后，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)包括系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)譜和標(biāo)準(zhǔn)差，所述根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，確定打樁船的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)這一步驟，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，所述根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定作業(yè)失效概率這一步驟，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，確定作業(yè)失效概率的具體方式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，所述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程包括打樁船系統(tǒng)模型和樁土作用模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打樁船作業(yè)決策方法，其特征在于，所述限制值判斷模型用于計(jì)算樁身應(yīng)力參數(shù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的限制參數(shù)，確定當(dāng)前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)，具體如下：

8.一種打樁船作業(yè)決策裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述打樁船作業(yè)決策方法。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述打樁船作業(yè)決策方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供的打樁船作業(yè)決策方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)根據(jù)設(shè)備作業(yè)參數(shù)，確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)通過(guò)求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程得到，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程根據(jù)所述設(shè)備作業(yè)參數(shù)構(gòu)建得到；根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，確定作業(yè)失效概率；根據(jù)所述作業(yè)失效概率和第一限制參數(shù)，得到可靠度指標(biāo)模型；將目標(biāo)時(shí)間段內(nèi)的波浪數(shù)據(jù)，輸入至所述可靠度指標(biāo)模型中，得到可靠度值；將系統(tǒng)應(yīng)力參數(shù)和第二限制參數(shù)，輸入至限制值判斷模型，得到判斷值；根據(jù)所述可靠度值和所述判斷值確定前環(huán)境是否可進(jìn)行作業(yè)。本發(fā)明通過(guò)基于設(shè)備作業(yè)參數(shù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，精確求解出打樁船在不同作業(yè)條件下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，為作業(yè)失效概率的計(jì)算提供了可靠的依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：林美鴻,應(yīng)宗權(quán),沈文耿,王雪剛,左華楠,陳進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交四航工程研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15