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专利号: 2019111080619
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种挖泥船施工作业大数据采集系统,其特征在于:包括岸端服务器、云端服务器、船载服务器、数据采集单元和传感器,所述传感器分散布置在挖泥船的管线、机舱及桥楼上,所述数据采集单元通过现场总线采集各传感器数据,且数据采集单元将传感器信号通过以太网络将数据发送到船载服务器;

所述船载服务器一方面在本地经分析处理后存储到本地数据库,另一方面经过筛选压缩处理后的有效数据通过4G或卫星通讯与云端服务器通讯连接,实时地将数据发送至云端服务器及岸端服务器;

其中,所述数据采集单元包括DTPM模块、SCADA监测模块、AMS报警模块、AIS识别模块和电子海图模块,所述SCADA监测模块包括密度仪、流量计、倾角传感器、角度传感器、液位传感器、风速风向传感器,所述密度仪和流量计用于测量输送泥浆的密度和流量,倾角传感器用于测量船舶横倾纵倾,角度传感器用于监测耙头和耙管的位置,液位传感器用于监测泥舱液位,风速风向传感器用于测量瞬时风速风向和平均风速风向;其中,密度仪和流量计安装在输泥管道上,倾角传感器安装于船舱中,角度传感器安装在挖泥船的耙管上,液位传感器安装在挖泥船的泥舱中,风速风向传感器安装在挖泥船的船艏、左右舷处;

所述DTPM模块包括设置在挖泥船上的GPS、电罗经和报潮仪,其中,GPS用于实现船舶定位,电罗经用于指向船舶方位,报潮仪用于测量温度和潮位变化;DTPM模块根据采集到的信息及SCADA监测模块传来的耙头、耙臂位置信息,将疏浚轨迹剖面显示出来;

所述AMS报警模块包括温度传感器和压力传感器,所述温度传感器和压力传感器安装在挖泥船的船舱上,用来采集挖泥船关键设备的运行数据,从而进行监测报警和故障诊断;

所述AIS识别模块包括卫星导航仪、转向计和计程仪,上述设备用于采集挖泥船的识别信息、运动参数和航行状态与航行安全有关的重要数据,并通过通讯网络发送给周围的船舶;

所述电子海图模块则包括ARPA和测深仪,上述设备用于采集海域地理信息和航海信息;

所述的通讯网络包括Ⅰ级通讯网络,Ⅱ级通讯网络和Ⅲ级通讯网络;Ⅰ级通讯网络为挖泥船上的现场总线控制网络,主要连接各驾控、导航和传感器设备;Ⅱ级通讯网络为自适应交换式以太网络,用于船用主要设备,综合船桥系统发送操纵命令及挖泥船内部的通信;Ⅲ级网络则通过卫星通信与云端服务器通讯;

船载服务器在收到数据采集单元发送过来的数据后,进行的数据处理除了实现常规的数据处理如量纲转换功能外,还负责进行数据的二次计算;

所述数据的二次计算包括切削参数的计算、管路参数计算、产量参数计算、参数寻优和辅助分析。

2.根据权利要求1所述的挖泥船施工作业大数据采集系统,其特征在于:所述船载服务器实现数据存储功能,数据存储包括全数据记录和工艺数据参数记录;其中,全数据记录将所有数据以文件形式报存至服务器硬盘,主要用于历史回放;工艺数据参数记录将与工艺分析相关的数据参数保存至数据库,主要用于工艺分析及参数寻优。

3.根据权利要求1所述的挖泥船施工作业大数据采集系统,其特征在于:所述的云端服务器通过通讯网络与多个正在施工的挖泥船进行通信,各个挖泥船采集到的大量数据上传到云端服务器进行实时存储;云端服务器同时与岸端的服务器进行实时通信,并将采集到的数据发送给岸端服务器;岸端服务器结合收到的大量实时数据及历史数据进行分析计算,得到的信息反馈给云端服务器,再由云端服务器与挖泥船获取通讯,进行指导施工和辅助航行。