海洋威胁监视和防卫系统技术方案

一种海洋威胁监视和防卫系统和方法保护冰覆盖或其他海洋区域中的目标船。该系统使用通信、用户接口以及数据源来识别执行设定操作（例如，执行钻井或生产操作的驻扎结构或以规划路线执行勘探操作的地震勘测船）的目标船附近的海洋障碍物（例如，冰山、浮冰块、大块浮冰等）。系统监视这些所识别海洋障碍物随时间推移相对于目标船的位置并预测任何潜在威胁。当预测到威胁时，系统规划辅助船、信标等的部署以对威胁进行响应。例如，该系统可以指引辅助船以使路径转向或破碎威胁到目标船的冰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】海洋威胁监视和防卫系统相关申请的交叉引用本申请要求2011年5月23日提交的美国临时申请号61/488,879的权益，其被整体地通过引用结合到本文中，并要求其优先权。
技术介绍
新区域、诸如北极中的石油和天然气的生产经营在过去几年中已急剧增加。这种增加的活动使得更有可能将在这些区域中使用固定式或浮式生产平台、钻探船及其他结构。对于此类区域中的这些类型的结构所关心的是由不受控制且漂浮或进入水中的对象，诸如漂浮物、投弃物、碎片、冰山、浮冰块及其他威胁（“海洋障碍物”）引起的损害的可能性。例如，在冰覆盖区中，大的冰山和强大的浮冰块能够通过勘测、生产和钻井区域。虽然可以将生产船舶设计成处理来自此类海洋障碍物的某些冲击，但船舶可能对冲击能够维持多久和能够安全地处理潜在冲击的什么力具有限制。由于这些原因，生产船舶或其他结构上的操作员将需要预期来自障碍物的威胁并针对这些威胁进行防卫，因此能够充分地保护生产船舶。如果条件变得过于危险，则操作员还可能需要中止操作，并且将生产船舶移开直到恢复至正常操作是安全的。能够如此可靠地这样做可能对操作员而言是极其重要的。本公开的主题针对克服或至少减少上文所阐述的问题中的一个或多个的影响。
技术实现思路
一种海洋威胁监视和防卫系统和方法保护目标海洋结构，其在具有可能威胁的海洋障碍物的区域中执行“设定”操作。一般地，该目标海洋结构可以是生产船舶、生产平台、钻井船、井楼、升降器、地震勘测船或在海上等的钻井、生产或勘探操作中使用的其他海洋结构。该结构可以是浮式或固定的，并且可以被永久地或临时地附于海底。因此，该结构能够被驻扎（即“设定”）以用于钻井、油轮装载、油井维修、海底维护或其他此类钻井或生产操作。为了进行勘探，该结构、诸如地震勘测船能够以规划（即，“设定”）路线穿过勘探区域以用于地震采集或其他此类勘探操作。冰覆盖区、诸如北极具有冰山、浮冰块以及漂浮在大洋水中的其他障碍物并被水流及其他气候条件所载送，并且此类障碍物可能威胁此类区域中的执行设定操作的结构（例如，驻扎以用于钻井或生产的船舶或具有规划路线以用于勘探的船舶）。其他水路，诸如海洋、大海、湖泊、河流、河口以及滨海区可能具有漂浮在水中且被水流及其他气候条件载送的漂浮物、投弃物以及碎片。正如冰可能威胁操作一样，这些海洋障碍物可能威胁“设定”结构，因为其在水路中执行驻扎或规划操作。为了应付对目标海洋结构的威胁，基于计算机的监视系统具有客户端服务器架构，并且具有在目标船周围的环境中遍布于系统的各种组成部分和进程。该系统使用通信、用户接口以及数据源来识别在目标船附近的海洋威胁和障碍物。随着操作进行，例如，系统及其操作员相对于目标船随时间推移而监视所识别海洋障碍物的位置和移动，并预测对目标船的任何潜在威胁。该威胁预测能够基于过去、目前以及计划变量，包括但不限于海洋障碍物的路径、水流、风速和风向、波浪高度、其他气候条件、目标船上的现有操作及其他考虑因素。当预测到威胁时，系统及其操作员规划威胁响应，其能够涉及到响应于预测的威胁而部署至少一个资源。此规划能够使用许多用户接口屏幕，其允许系统操作员查看、组织、监视以及跟踪在目标船附近的海洋障碍物和资源。一般地，资源可以是有人或无人辅助船、信标、远程操作运输工具、飞行器等。在规划辅助船的部署时，例如，系统能够生成对于辅助船的航迹以监视海洋障碍物或与之交战以便将海洋障碍物转向或破碎以防止其对目标船的潜在影响或使其最小化。在规划具有GPS转发器的信标的部署时，例如，系统能够选择哪个海洋障碍物可能需要此类监视和跟踪。全面地，监视系统通过在中心监视周围条件和任何进行中的活动来实时地保护目标船。例如，监视系统能够跟踪海洋障碍物的位置、监视环境条件、预测海洋障碍物的移动、组织海洋障碍物的侦察探险、组织用于船的破冰路线、实时地在海洋障碍物上放置并跟踪信标以及基于目标船周围的对象移动预测而产生警报。为了最终应对威胁，目标船和辅助船上的系统操作员可以执行各种任务以收集信息并管理和控制对各种威胁的响应。这些任务中的某些包括对威胁的侦查、监视特定威胁或加标签、粉碎威胁以及主动地改变威胁的路径。如将认识到的，具有正确的信息对进行判定以防卫目标船是有帮助的。为了实现此目标，该系统使用实时数据管理、数据通信、船舶跟踪以及对象跟踪。为了然后帮助分析和决策，系统操作员可以查看这些元素的最近图像和观察位置数据。此外，系统的预测性特征使用洋流预测模型、转发器观察以及障碍物跟踪，因此系统能够向未来进行预测且操作员可以对将发生的可能方案进行建模。最后，本公开的系统为系统操作员提供相关信息以采取一系列行动以针对即将到来的威胁保护目标船。进行不正确的判定可能代价非常昂贵的，并且影响各种金融、安全以及环境问题。因此，如果风险水平变得过高，监视系统有利地使得操作员能够命令如何防卫目标船，关掉并从该区域退出。附图说明图1示意性地示出了根据本公开的海洋威胁监视和防卫系统。图2示意性地示出了监视系统的某些组成部分，包括目标船、辅助船、信标和远程交通工具以及系统所使用的各种服务。图3A-3B示出了用于监视系统的基于客户端服务器的架构的特征。图4A-4B示意性地示出了用于监视系统的总处理和数据处理方法。图5概念地示出了操作期间的示例性布置中的监视系统的组成部分。图6示出了用于监视对目标船的威胁的流程图形式的过程。图7A-7D示出了用于本公开系统的示例性用户接口屏幕。具体实施方式A.监视系统的概述如前所述，保护附接、固定或常设的海洋结构或具有从障碍物和冲击的规划移动或路线的海洋结构对某些海洋区域、诸如北极中的钻井、生产以及勘探操作提出重大的挑战。为了迎接这一挑战，此类结构上的操作员能够使用如图1中示意性地示出的海洋威胁监视和防卫系统10。监视系统10在具有在海洋中移动并威胁结构20的漂浮和/或浸没对象的区域、诸如北极中保护目标海洋结构20。一般地，目标海洋结构20可以是生产船舶、生产平台、钻井船、井楼、升降器、地震勘测船或在海上等的钻井、生产或勘探操作中使用的其他海洋结构。结构20可以是浮式或固定的，并且可以被永久地或临时地附于海底。因此，结构20能够被驻扎（即“设定”）以用于钻井、油轮装载、油井维修、海底维护或水体中的其他此类钻井或生产操作。为了进行勘探，结构20，诸如地震勘测船能够以规划（即，“设定”）路线穿过勘探区域以用于地震采集或其他此类勘探操作。在任何情况下，结构20通常在一个特定位置上操作一段时间以执行其钻井、生产或勘探操作，这使得其易于被来自水中的海洋障碍物的移动攻击而损坏。出于描述的目的，在本文中将结构20称为目标船，但是结构20可以是已知且被用于水路中的钻井、生产以及勘探的任何多个类型的结构、船舶、平台等。如在以下示例中所讨论的，此类目标船20可以在具有冰川冰、大块浮冰、浮冰块及其他冰障碍物的冰覆盖区中使用。然而，船舶20和本公开系统10的元件能够在具有被浸入和/或漂浮在水中的可能干扰船舶20的钻井、生产或勘探操作的碎片、植物、漂浮物、投弃物或其他障碍或障碍物的其他位置上使用。此外，本公开系统10还可以监视海洋动物，诸如鱼群、鲸群等，因此能够由目标船20采取各种动作。如在以下示例中描述的本公开系统10可以用来以与下文所讨论的类似方式在任何这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于目标海洋结构的海洋威胁监视方法，包括：随着目标海洋结构在水体中执行设定操作而用计算机系统来识别目标海洋结构附近的一个或多个海洋障碍物；用计算机系统来监视一个或多个所识别海洋障碍物随时间推移相对于目标海洋结构的位置；用计算机系统基于一个或多个所识别海洋障碍物的所监视位置来预测对目标海洋结构的威胁；以及用计算机系统来规划对一个或多个所识别海洋障碍物对目标海洋结构的预测威胁的响应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.23 US 61/488,8791.一种用于目标海洋结构的海洋威胁监视方法，包括：随着目标海洋结构在水体中执行设定操作而用计算机系统来识别目标海洋结构附近的一个或多个海洋障碍物；用计算机系统来监视一个或多个所识别海洋障碍物随时间推移相对于目标海洋结构的位置；通过确定有威胁的一个或多个海洋障碍物的属性并将所确定的属性与目标海洋结构和/或设定操作应付威胁的限制进行比较，用计算机系统基于一个或多个所识别海洋障碍物的所监视位置来预测对目标海洋结构和/或设定操作的威胁，该属性指示一个或多个海洋障碍物中的哪个海洋障碍物对目标海洋结构和/或设定操作造成威胁；以及用计算机系统来规划对一个或多个所识别海洋障碍物对目标海洋结构和/或设定操作的预测威胁的响应。2.如权利要求1的方法，其中，所述海洋障碍物包括冰山、大浮冰块、流冰群、碎片、植物、浮货、投弃物、海洋动物或其组合；并且其中，目标海洋结构选自由钻井船、生产船舶、生产平台、井楼、升降器、地震勘测船组成的组。3.如权利要求1的方法，其中，用计算机系统来识别目标海洋结构附近的一个或多个海洋障碍物包括接收来自部署在一个或多个海洋障碍物上的一个或多个信标的位置信息。4.如权利要求3的方法，其中，用计算机系统来监视一个或多个所识别海洋障碍物随时间推移相对于目标海洋结构的位置包括：使用一个或多个部署信标随时间推移的位置信息来确定一个或多个海洋障碍物的位置。5.如权利要求1的方法，其中，用计算机系统来识别目标海洋结构附近的一个或多个海洋障碍物包括：根据目标海洋结构的附近的成像数据来确定一个或多个海洋障碍物。6.如权利要求5的方法，其中，用计算机系统来监视一个或多个所识别海洋障碍物随时间推移相对于目标海洋结构的位置包括：随时间推移根据成像数据来确定一个或多个海洋障碍物的移动。7.如权利要求1的方法，其中，用计算机系统来识别目标海洋结构附近的一个或多个海洋障碍物包括：人工地输入一个或多个海洋障碍物的观察数据。8.如权利要求1的方法，其中，用计算机系统基于一个或多个所识别海洋障碍物的所监视位置来预测对目标海洋结构和/或设定操作的威胁包括：确定相对于目标海洋结构有威胁的一个或多个海洋障碍物的未来轨迹。9.如权利要求1的方法，其中，所述属性选自由尺寸、距离、速度、形状、深度、轨迹以及威胁水平组成的组。10.如权利要求1的方法，其中，目标海洋结构和/或设定操作的限制包括：目标海洋结构可承受的来自一个或多个海洋障碍物的冲击的阈值、停止目标海洋结构的设定操作所需的时间间隔，或将目标海洋结构从一个或多个海洋障碍物的威胁移开所需的时间间隔。11.如权利要求1的方法，其中，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·盖利亚迪，D·弗林，J·格兰特，
申请(专利权)人：离子地球物理公司，
类型：
国别省市：