基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控系统及方法技术方案

本申请提供一种基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控系统及方法，通过涌潮时空预报模块获取涌潮实时动态信息，过闸船舶动态定位与预警模块获取船舶安全监视信息；然后，船闸安全运行计算模块根据获取的涌潮实时动态信息和船舶安全监视信息基于数字孪生技术计算辅助决策；最终，船舶过闸调度与挡潮门控制模块根据计算的辅助决策在数字孪生环境下进行船舶调度信息推送和挡潮门控制，从而实现涌潮河段船舶安全过闸，实现了涌潮、船闸、船舶三要素的动态协同运行，提高了涌潮河段船闸控制的准确性和船舶过闸的安全性。确性和船舶过闸的安全性。确性和船舶过闸的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控系统及方法


[0001]本申请涉及船闸运行调度管理
，具体而言，涉及一种涌潮河段船闸管控系统及方法。

技术介绍

[0002]船闸运行调度及管理的相关领域已通过智能算法实现了闸室智能排挡、多级船闸联合调度等，同时数字孪生技术在船闸管控中也有了初步的应用。但是现有船闸管控的数字孪生技术难以满足在涌潮河段船闸安全运行和船舶通航安全的需求。
[0003]在涌潮河段，由于涌潮强大的破坏力对船闸结构、设备运行、船舶航行都带来巨大的风险和隐患，现有的船闸管控只考虑了船舶与船闸间的协同调度，不适用于对涌潮河段的船闸进行管控，因而难以确保涌潮河段船闸的正常运行和船舶通航安全。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控系统及方法，通过涌潮时空预报模块获取涌潮实时动态信息，过闸船舶动态定位与预警模块获取船舶安全监视信息；然后，船闸安全运行计算模块根据获取的涌潮实时动态信息和船舶安全监视信息基于数字孪生技术计算辅助决策；最终，船舶过闸调度与挡潮门控制模块根据计算的辅助决策在数字孪生环境下进行船舶调度信息推送和挡潮门控制，从而实现涌潮河段船舶安全过闸，实现了涌潮、船闸、船舶三要素的动态协同运行，解决了上述“难以确保涌潮河段船闸的正常运行和船舶通航安全”技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控系统，该系统包括：涌潮时空预报模块，过闸船舶动态定位与预警模块，船闸安全运行计算模块，船舶过闸调度与挡潮门控制模块；所述涌潮时空预报模块用于获取涌潮实时动态信息；所述过闸船舶动态定位与预警模块用于获取船舶安全监视信息；所述船闸安全运行计算模块用于根据所述涌潮实时动态信息和所述船舶安全监视信息基于数字孪生技术计算辅助决策；其中，所述辅助决策包括船舶的过闸调度决策以及挡潮门控制的决策；所述船舶过闸调度与挡潮门控制模块用于根据所述辅助决策在数字孪生环境下进行船舶调度信息推送和挡潮门控制，以实现涌潮河段船舶安全过闸。
[0006]在上述实现过程中，通过上述涌潮时空预报模块、过闸船舶动态定位与预警模块、船闸安全运行计算模块和船舶过闸调度与挡潮门控制模块的配合，实现了船闸和挡潮门在涌潮影响下的精确控制，提高了涌潮河段船舶过闸的安全性。
[0007]可选地，所述涌潮时空预报模块还用于通过接收涌潮数据，基于所述涌潮数据构建涌潮时空动态模型，并对所述涌潮时空动态模型进行处理，以获取所述涌潮实时动态信息；其中，所述涌潮数据包括涌潮河段多个潮位站的涌潮预报数据和多个潮位站的实时数据。
[0008]在上述实现过程中，通过构建上述涌潮时空动态模型，一方面可以将静态的涌潮
数据经处理后转为航道地图上的动态显示，给操作人员以更直观的感受；另一方面可以自动获取涌潮实时数据对涌潮预报数据进行修正，能够真实的反映潮水实际情况，给操作人员以更准确的判断，进而提高船闸调度、挡潮门控制的准确性。
[0009]可选地，所述涌潮时空动态模型通过根据所述涌潮预报数据，获取潮位站空间距离、潮位站时间差、潮位站间涌潮移动速度后学习递归计算模型，并基于所述实时数据对所述递归计算模型进行优化而构建。
[0010]在上述实现过程中，通过以多个潮位站地理空间信息为基础，根据距离、时间计算涌潮移动速度，并用涌潮实时数据进行修正优化构建上述涌潮时空动态模型，相比于现有涌潮模型更真实地反应了潮水实际情况，提高了模型预测的实时性，进而提高了船闸调度、挡潮门控制的精准度。
[0011]可选地，所述涌潮时空预报模块还用于通过所述涌潮时空动态模型计算涌潮到达时间，并构建涌潮预报船舶调度模型，通过所述涌潮预报船舶调度模型对涌潮信息进行判断并辅助船舶过闸调度。
[0012]在上述实现过程中，通过涌潮时空动态模型进一步构建涌潮预报船舶调度模型辅助决策，且此套流程计算、判断过程均交由计算机处理，辅助操作人员进行控制，提高了船闸运行的安全水平。
[0013]可选地，所述过闸船舶动态定位与预警模块还用于通过动态计算船舶定位信息和涌潮信息并判断船舶是否可以进行调度，和/或，通过船闸口门外的摄像机和AI人工智能识别算法双重确认是否有船舶未进行避险，进而获取船舶安全监视信息。
[0014]在上述实现过程中，通过过闸船舶动态定位及预警模块动态计算船舶定位信息及涌潮信息，能够精准判断船舶是否可以进行调度，更具有科学性、时效性。
[0015]可选地，所述船舶过闸调度与挡潮门控制模块通过船舶过闸调度系统对待过闸船舶进行调度管理；和/或通过闸阀门控制系统对船闸闸门、灌水阀门的开闭进行远程控制；和/或通过挡潮门控制系统对挡潮门的开闭进行远程控制。
[0016]在上述实现过程中，船舶过闸调度系统较现有的船舶调度，增加了涌潮因素对船舶过闸调度的影响控制，提高了对船闸控制的精度，从而提高涌潮河段船舶过闸的安全性。
[0017]可选地，所述船舶过闸调度与挡潮门控制模块包括挡潮闸门运行管控模块；所述挡潮闸门运行管控模块用于获取挡潮门实时感知数据，根据预设运行规则生成挡潮门运行辅助决策模型，基于所述挡潮门运行辅助决策模型辅助操控人员对挡潮门进行控制。
[0018]在上述实现过程中，通过挡潮门运行管控模块对挡潮门实时感知信息集成进而构建挡潮门运行辅助决策模型辅助挡潮门操控，并在挡潮门操控时进行挡潮门安全智能预警提示以及基于视频的挡潮门安全监视，提高了挡潮门控制的科学性、时效性。
[0019]可选地，所述预设运行规则包括：根据涌潮到达潮位站时，则发送提醒信息，和/或，根据船闸口门外监视潮流流速大于预设值时，则提示不允许开启挡潮门，和/或，根据挡潮门风速仪监测的风速大于六级时，则提示不允许挡潮门的开闭。
[0020]在上述实现过程中，通过综合考虑涌潮到达船闸的时空参数、船闸口门外流速、风速、挡潮门状态的影响，基于上述运行规则制定挡潮门辅助决策机制的挡潮门运行辅助决策模型，将传统的管理决策转变为智慧决策，减少了主观因素的影响，增加了决策的客观性。
[0021]可选地，所述船闸安全运行计算模块还用于根据所述涌潮实时动态信息计算涌潮时空动态模型、涌潮预报船舶调度模型，以及根据所述船舶安全监视信息计算挡潮门运行辅助决策模型。
[0022]在上述实现过程中，通过计算机处理，计算辅助决策模型进行船舶调度、挡潮门控制，将传统的管理决策转变为智慧决策，减少了主观因素的影响，增加了决策的客观性，提高了处理效率。
[0023]第二方面，本申请实施例提供了一种基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控方法，所述方法包括：获取涌潮实时动态信息和船舶安全监视信息；根据所述涌潮实时动态信息和所述船舶安全监视信息基于数字孪生技术计算辅助决策；其中，所述辅助决策包括船舶的过闸调度决策以及挡潮门控制的决策；根据所述辅助决策在数字孪生环境下进行船舶的调度信息推送和挡潮门控制，以实现涌潮河段船舶安全过闸。
[0024]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的涌潮河段船闸管控系统，其特征在于，所述系统包括：涌潮时空预报模块，过闸船舶动态定位与预警模块，船闸安全运行计算模块，船舶过闸调度与挡潮门控制模块；所述涌潮时空预报模块用于获取涌潮实时动态信息；所述过闸船舶动态定位与预警模块用于获取船舶安全监视信息；所述船闸安全运行计算模块用于根据所述涌潮实时动态信息和所述船舶安全监视信息基于数字孪生技术计算辅助决策；其中，所述辅助决策包括船舶的过闸调度决策以及挡潮门控制的决策；所述船舶过闸调度与挡潮门控制模块用于根据所述辅助决策在数字孪生环境下进行船舶调度信息推送和挡潮门控制，以实现涌潮河段船舶安全过闸。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涌潮时空预报模块还用于通过接收涌潮数据，基于所述涌潮数据构建涌潮时空动态模型，并对所述涌潮时空动态模型进行处理，以获取所述涌潮实时动态信息；其中，所述涌潮数据包括涌潮河段多个潮位站的涌潮预报数据和多个潮位站的实时数据。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中，所述涌潮时空动态模型通过根据所述涌潮预报数据，获取潮位站空间距离、潮位站时间差、潮位站间涌潮移动速度后学习递归计算模型，并基于所述实时数据对所述递归计算模型进行优化而构建。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述涌潮时空预报模块还用于通过所述涌潮时空动态模型计算涌潮到达时间，并构建涌潮预报船舶调度模型，通过所述涌潮预报船舶调度模型对涌潮信息进行判断并辅助船舶过闸调度。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过闸船舶动态定位与预警模块还用于通过动态计算船舶定位信息和涌潮信息并判断船舶是否可以进行调度，和/或，通过船闸口...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，金国强，田序伟，叶润丞，
申请(专利权)人：浙江数智交院科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：