一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台制造技术

本发明专利技术公开了一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，包括综合管理与评估系统、ROV模拟器、船舶动力定位模拟器、可视化仿真系统、沉浸式投影系统、船舶半物理仿真操控台、通用吊机座椅、绞车仿真系统、系泊动力学仿真模型及海洋环境仿真模型。本发明专利技术可以用于作业人员的技能培训，提高海上作业人员的操作水平和应急反应能力，降低作业人员的技能培训成本，且通过模拟的作用还能进行风险分析，提高作业的安全性，并降低海上作业的时长和成本。并降低海上作业的时长和成本。并降低海上作业的时长和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台


[0001]本专利技术属于海洋虚拟仿真
，尤其涉及一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台。

技术介绍

[0002]随着深水油气开发日益加快，海洋工程作业由浅海逐步走向深海，深水水下作业的复杂程度空前提升，特别是海上油气田施工作业具有环境复杂、作业状态难以预判、风险巨大以及人员培训困难的特点。
[0003]目前针对系泊回接方案暂无有效的手段进行全面的风险点分析，这给海上施工的安全性带来了巨大的挑战。而系泊回接作业大多基于工作人员的经验，而开展实际训练的成本高昂且无法保障装备安全性。
[0004]因此，现在海上系泊回接方案并不能进行风险分析，且作业人员的技能培训成本高，作业的安全性低，海上作业的时间长、成本高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种能进行风险分析、降低作业人员的技能培训成本、提高作业的安全性，并降低海上作业时长及成本的深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，其特征在于：包括综合管理与评估系统，用于配置训练科目并发出运行控制指令；ROV模拟器，用于接收操控指令及环境参数，并解算ROV的推力分配及运动姿态；船舶动力定位模拟器，用于检测船舶的位置及作用在船舶上的力，还用于艏向的测量；可视化仿真系统，用于对作业船舶、半潜平台及系泊缆进行碰撞干涉检查，并动态地渲染生成作业三维场景图像；沉浸式投影系统，用于接收所述可视化仿真系统的数字图像信号，并通过图像边缘融合及亮度矫正对多路图像信号进行拼接显示；船舶半物理仿真操控台，用于模拟所述作业船舶的驾驶；通用吊机座椅，用于模拟作业吊机的操控；绞车仿真系统，用于接收所述船舶半物理仿真操控台中的操控信号，并解算绞绳的运动数据，以显示绞车的运行状态信息；系泊动力学仿真模型，用于通过集中质量法及Morsion方程快速求解系泊缆的拉力及位姿信息；海洋环境仿真模型，用于模拟各作业工况下的海洋环境。
[0007]更进一步地，所述综合管理与评估系统包括作业科目设计单元以及仿真运行管理单元。
[0008]更进一步地，所述ROV模拟器包括ROV水动力模型、六自由度运动模型、推力控制数学模型、多功能机械手操控手柄及ROV信号采集与转换单元。
[0009]更进一步地，所述船舶动力定位模拟器包括动力系统、测量系统、控制系统及推进器系统。
[0010]更进一步地，所述可视化仿真系统包括实时三维场景渲染单元、碰撞干涉检查单
元及作业场景模拟库。
[0011]更进一步地，所述沉浸式投影系统包括360度投影系统、180度投影系统及图像拼接融合单元。
[0012]更进一步地，所述船舶半物理仿真操控台包括操控面板、全回转手柄、舵向控制手柄及船舶信号采集与转换单元。
[0013]更进一步地，所述通用吊机座椅包括虚拟操控触摸屏、物理面板按钮、吊机信息采集与转换单元、吊机控制手柄及音频通讯设备。
[0014]更进一步地，所述绞车仿真系统包括绞车缆绳运动模型及信号转化模块。
[0015]更进一步地，所述海洋环境仿真模型包括波浪数学模型、海风数学模型及海流数学模型。
[0016]与现有技术相比，本专利技术中的深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台通过综合管理与评估系统、ROV模拟器、船舶动力定位模拟器、可视化仿真系统、沉浸式投影系统、船舶半物理仿真操控台、通用吊机座椅、绞车仿真系统、系泊动力学仿真模型及海洋环境仿真模型的设置，从而可以准确的模拟作业船舶、半潜平台、系泊缆的实时运动与位姿状态，真实的反应了海上系泊回接的作业过程，使其可以用于作业人员的技能培训，提高海上作业人员的操作水平和应急反应能力，降低作业人员的技能培训成本，且通过模拟的作用还能进行风险分析，提高作业的安全性，并降低海上作业的时长和成本。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台的结构示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中综合管理与评估系统的结构示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中ROV模拟器的结构示意图。
[0020]图4是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中船舶动力定位模拟器的结构示意图。
[0021]图5是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中可视化仿真系统的结构示意图。
[0022]图6是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中沉浸式投影系统的结构示意图。
[0023]图7是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中船舶半物理仿真操控台的结构示意图。
[0024]图8是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中通用吊机座椅的结构示意图。
[0025]图9是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中绞车仿真系统的结构示意图。
[0026]图10是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台中海洋环境仿真模型的结构示意图。
[0027]图11是本专利技术实施例提供的一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台的运行流程图。
[0028]其中，1、综合管理与评估系统；11、作业科目设计单元；12、仿真运行管理单元；2、ROV模拟器；21、ROV水动力模型；22、六自由度运动模型；23、推力控制数学模型；3、船舶动力定位模拟器；31、动力系统；32、测量系统；33、控制系统；34、推进器系统；4、可视化仿真系统；41、三维场景渲染单元；42、碰撞干涉检查单元；43、作业场景模拟库；5、沉浸式投影系统；51、360度投影系统；52、180度投影系统；53、图像拼接融合单元；6、船舶半物理仿真操控台；61、操控面板；62、全回转手柄；63、船舶信号采集与转换单元；7、通用吊机座椅；71、吊机信息采集与转换单元；72、吊机控制手柄；73、音频通讯设备；8、绞车仿真系统；81、绞车缆绳运动模型；82、信号转化模块；9、系泊动力学仿真模型；10、海洋环境仿真模型；101、波浪数学模型；102、海风数学模型；103、海流数学模型；11、RTI运行支撑环境。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0030]本专利技术实施例提供了一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，结合附图1至附图11所示，包括综合管理与评估系统1、ROV模拟器2、船舶动力定位模拟器3、可视化仿真模型4、沉浸式投影系统5、船舶半物理仿真操控台6、通用吊机座椅7、绞车仿真系统8、系泊动力学仿真模型9及海洋环境仿真模型10。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，其特征在于：包括综合管理与评估系统，用于配置训练科目并发出运行控制指令；ROV模拟器，用于接收操控指令及环境参数，并解算ROV的推力分配及运动姿态；船舶动力定位模拟器，用于检测船舶的位置及作用在船舶上的力，还用于艏向测量；可视化仿真系统，用于对作业船舶、半潜平台及系泊缆进行碰撞干涉检查，并动态地渲染生成作业三维场景图像；沉浸式投影系统，用于接收所述可视化仿真系统的数字图像信号，并通过图像边缘融合及亮度矫正对多路图像信号进行拼接显示；船舶半物理仿真操控台，用于模拟所述作业船舶的驾驶；通用吊机座椅，用于模拟作业吊机的操控；绞车仿真系统，用于接收所述船舶半物理仿真操控台中的操控信号，并解算绞绳的运动数据，以显示绞车的运行状态信息；系泊动力学仿真模型，用于通过集中质量法及Morsion方程快速求解系泊缆的拉力及位姿信息；海洋环境仿真模型，用于模拟各作业工况下的海洋环境。2.根据权利要求1所述的深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，其特征在于：所述综合管理与评估系统包括作业科目设计单元以及仿真运行管理单元。3.根据权利要求1所述的深水半潜平台系泊回接安装作业仿真平台，其特征在于：所述ROV模拟器包括ROV水动力模型、六自由度运动模型、推力控制数学模型、多功...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培林，阴炳钢，张广磊，杨小龙，袁利毫，王屹，田立锋，昝英飞，
申请(专利权)人：海洋石油工程股份有限公司哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：