基于数字孪生的滚装船车辆管理方法、系统、装置、介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于特定计算机模型技术领域，更具体地，涉及基于数字孪生的滚装船车辆管理方法、系统、装置、介质。在数字孪生系统中对船舶模型和车辆模型的搭建，校准舱内载荷，做出实时的调整，从最大程度上达到平衡状态，增加航行的安全性；可以通过数据模型在数字孪生系统中提前预演，优化装配方案，提高装配效率，充分利用船舶装载空间提升运力。利用船舶装载空间提升运力。利用船舶装载空间提升运力。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的滚装船车辆管理方法、系统、装置、介质


[0001]本专利技术属于特定计算机模型
，更具体地，涉及基于数字孪生的滚装船车辆管理方法、系统、装置、介质。

技术介绍

[0002]数字孪生是数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
[0003]滚装船装配环节的好坏直接影响到船舶的航行安全、码头的时间利用率和船内甲板的利用率，现有散货客滚船的车辆装配顺序大多是由人员经验和车辆进港顺序决定的，有较大的随机性，会造成船舶占用泊位时间不确定、船舱装载利用率不高、船舶载重不平衡产生侧倾影响安全航行。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种船舱装载利用率高、船舶载重平衡的基于数字孪生的滚装船车辆管理方法、系统、装置、介质。
[0005]本专利技术是通过以下步骤得到的：一种基于数字孪生的滚装船车辆管理方法，包括S1：构建船舶的船舱模型；S2：获取待装载车辆的车辆基本信息，将车辆基本信息与带有定位和通讯功能的车载终端进行信息绑定，将车载终端固定于待装载车辆行驶方向的前端；S3：根据车辆基本信息，在船舱模型中构建待装载车辆模型；S4：待装载车辆根据预设装载方案进行装载，根据车载终端在船舱中的实时位置信息，在船舱模型中同步待装载车辆模型的实时位置信息；S5：获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，若船舱的实际偏移度数不大于船舱模型的理论偏移度数，执行S7，若船舱的实际偏移度数大于船舱模型的理论偏移度数，执行S6；S6：将当前船舱的实际偏移度数设置为船舱模型的偏移度数，在船舱模型中进行剩余车辆的装载预演，控制船舱模型的偏移度数不大于偏移度数阈值，对预设装载方案进行更新；S7：根据预设装载方案进行装载，直到装载结束。
[0006]优选S5中获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，一种具体操作为当已装载车辆总重量达到第一装载阈值、第二装载阈值或第三装载阈值时，获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，其中第一装载阈值＜第二装载阈值＜第三装载阈值；
一种具体操作为当船舱模型中已装载面积大于第一面积阈值、第二面积阈值或第三面积阈值时，获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，其中第一面积阈值＜第二面积阈值＜第三面积阈值。
[0007]优选预设装载方案是基于船舱模型和待装载车辆模型，在预设顺序下进行模拟得到的，预设顺序为根据车辆重量、车辆体积经过权重计算后进行综合排序。
[0008]优选根据车辆重量、车辆体积经过权重计算具体为：A
i
=a
×
W
i
+b
×
V
i
A
i
为第i辆车的排序因子，W
i
为第i辆车的重量，V
i
为第i辆车的体积，a、b为权重系数。
[0009]一种基于数字孪生的滚装船车辆管理系统，包括，船舱模型建立模块：用于构建船舶的船舱模型；车辆模型建立模块：获取待装载车辆的车辆基本信息，将车辆基本信息与带有定位和通讯功能的车载终端进行信息绑定，将车载终端固定于待装载车辆行驶方向的前端；根据车辆基本信息，在船舱模型中构建待装载车辆模型；中央数据处理模块：待装载车辆根据预设装载方案进行装载，根据车载终端在船舱中的实时位置信息，在船舱模型中同步待装载车辆模型的实时位置信息；获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，若船舱的实际偏移度数不大于船舱模型的理论偏移度数，根据预设装载方案进行装载，直到装载结束；若船舱的实际偏移度数大于船舱模型的理论偏移度数，将当前船舱的实际偏移度数设置为船舱模型的偏移度数，在船舱模型中进行剩余车辆的装载预演，控制船舱模型的偏移度数不大于偏移度数阈值，对预设装载方案进行更新，根据预设装载方案进行装载，直到装载结束。
[0010]滚装船车辆管理系统还包括船舶模型驱动模块：通过水平感知模块、吃水深度感知模块、车道感知模块、锚点感知模块监控船舶状态，并通过通信模块将信息传送至中央数据处理模块的数据映射模块。
[0011]滚装船车辆管理系统的车载终端，基于定位功能，将待装载车辆模型定位在船舱模型的相应位置，基于通讯功能和导航功能，根据预设装载方案中本车辆在船舱模型中的预设位置，指导本车辆行驶至船舱的预设位置。
[0012]滚装船车辆管理系统，还包括环境感知模块，是真实环境与数字孪生虚拟环境的映射端口，其包含但不仅限于：海洋气象局数据接口、船载气象水文感知数据接口、浮标气象水文感知数据接口。
[0013]基于数字孪生的滚装船车辆管理系统相较于传统依靠人工经验和车辆进港次序的车辆装配系统，是一种拥有高速互联网接入、高性能局域网络、安全可靠的机房环境、综合数据计算处理能力、具有完善感知设备等的滚装船车辆管理系统。
[0014]一种基于数字孪生的滚装船车辆管理装置，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现所述的一种基于数字孪生的滚装船车辆管理方法。
[0015]一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于数字孪生的滚装船车辆管理方法。
[0016]有益效果：1、在数字孪生系统中对船舶模型和车辆模型的搭建，可提前预演船舶载荷的稳定性，并用过船舶动态感知模块的实时检测，校准舱内载荷，做出实时的调整，从最大程度上达到平衡状态，增加航行的安全性；2、通过数据模型在数字孪生系统中提前预演，优化装配方案，提高装配效率，充分利用船舶装载空间提升运力，实现收益的最大化；3、通过此系统可以减少相关人力输出成本，并减少因人工产生的纰漏。
附图说明
[0017]图1为基于数字孪生的滚装船车辆管理系统结构示意图；图2为船舱甲板俯视图；图3为船舱甲板剖面图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本申请的技术方案进行具体说明。
[0019]一种基于数字孪生的滚装船车辆管理方法，包括S1：构建船舶的船舱模型。
[0020]基于空载吃水深度、船舱车道信息（数量、宽度、长度、布局等）、最大装载重量、仓板紧固点位等船舶基础信息，在数字孪生环境中构建船舶的船舱模型。
[0021]S2：获取待装载车辆的车辆基本信息，将车辆基本信息与带有定位和通讯功能的车载终端进行信息绑定，将车载终端固定于待装载车辆行驶方向的前端。
[0022]待装载车辆在安检处录入信息后，获得待装载车辆型号、长、宽、高、转弯半径等参数，将待装载车辆参数与某一车载终端进行绑定后，将此车载终端固定于待装载车辆行驶方向的前端。
[0023]可以在后续操作构建待装载车辆模型中，在车载终端的特定方向进行待装载车辆模型的方向和位置定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的滚装船车辆管理方法，其特征在于，包括S1：构建船舶的船舱模型；S2：获取待装载车辆的车辆基本信息，将车辆基本信息与带有定位功能的车载终端进行信息绑定，将车载终端固定于待装载车辆行驶方向的前端；S3：根据车辆基本信息，在船舱模型中构建待装载车辆模型；S4：待装载车辆根据预设装载方案进行装载，根据车载终端在船舱中的实时位置信息，在船舱模型中同步待装载车辆模型的实时位置信息；S5：获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，若船舱的实际偏移度数不大于船舱模型的理论偏移度数，执行S7，若船舱的实际偏移度数大于船舱模型的理论偏移度数，执行S6；S6：将当前船舱的实际偏移度数设置为船舱模型的偏移度数，在船舱模型中进行剩余车辆的装载预演，控制船舱模型的偏移度数不大于偏移度数阈值，对预设装载方案进行更新；S7：根据预设装载方案进行装载，直到装载结束。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的滚装船车辆管理方法，其特征在于，S5中获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，一种具体操作为当已装载车辆总重量达到第一装载阈值、第二装载阈值或第三装载阈值时，获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，其中第一装载阈值＜第二装载阈值＜第三装载阈值；一种具体操作为当船舱模型中已装载面积大于第一面积阈值、第二面积阈值或第三面积阈值时，获取并比较船舱模型的理论偏移度数和船舱的实际偏移度数，其中第一面积阈值＜第二面积阈值＜第三面积阈值。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的滚装船车辆管理方法，其特征在于，预设装载方案是基于船舱模型和待装载车辆模型，在预设顺序下进行模拟得到的，预设顺序为根据车辆重量、车辆体积经过权重计算后进行综合排序。4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的滚装船车辆管理方法，其特征在于，根据车辆重量、车辆体积经过权重计算具体为：A
i
=a
×
W
i
+b
×
V
i
A
i
为第i辆车的排序因子，W
i
为第i辆车的重量，V
i
为第i辆车的体积，a、b为权重系数。5.一种基于数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠洋，袁熙，赵影，
申请(专利权)人：山东捷瑞数字科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：