本发明涉及一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统及方法。
背景技术：
1、利用自升式平台船进行海上风电机组分体安装是目前海上风电机组安装最常用的方法之一。自升式平台船可以在海上将平台升至一定高度，从而避免波浪、潮汐等环境因素的影响，提供相对稳定的施工环境。在进行海上风电机组分体安装时，将风电机组分成塔筒、机舱和叶片等多个部分，在海上进行组装和调试，降低运输和吊装难度，提高施工效率。
2、随着单台风机的装机容量不断增大，风机组件也更加大型化，尤其是叶片和轮毂进行组装后再进行安装，其叶轮直径已远超自升式平台船的甲板尺寸，需要借用更多甲板以外的空间，因而需要提前规划各风机组件在甲板上的摆放位置、拼装位置和作业空间，确保在施工过程中不会发生物体之间的碰撞问题，并满足起重机的性能要求，保障施工安全。
3、目前主要根据平面设计图设计风机各部件的摆放位置，而平面图纸难以从空间角度反应风机组件之间、以及组件与起重机吊臂的碰撞关系，并且在施工过程中没有将数据直接与现实场景相结合，难以真正发挥指导施工的作用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有的缺陷而提供的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统及方法，提高了施工效率、减少了错误操作和降低了安全风险。
2、实现上述目的的技术方案是：
3、本发明之一的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统，包括：
4、用户管理模块，用于通过登录信息登录系统；
5、模拟参数配置模块，用于配置模拟对象数据；
6、临时数据模块，用于导入模拟对象数据；
7、方案模拟模块，用于根据模拟对象数据，生成模拟环境，进行船舶甲板布置模拟，进而生成模拟方案；
8、增强实现模块，用于根据ar技术实现虚拟方案在施工船舶现实环境下的同步映射，施工人员根据最终的模拟结果将风机组件安放于甲板的对应位置，进行风机组件的运输，并根据模拟的顺序进行风机组件的拼装；
9、数据库，用于储存模拟对象数据和模拟方案。
10、优选的，所述模拟参数配置模块包括：
11、施工船舶选型单元，用于根据项目需求选取对应的船舶数据，进而创建对应的施工船舶模型；
12、风机选型单元，用于根据项目需求选取对应的风机功率，进而选取对应的风机数据；
13、模型自适应单元，用于调整风机各部件尺寸参数及重量参数；
14、风机各部件创建单元，用于风机各个部件模型的创建，并将新创建的风机数据新增至所述数据库中。
15、优选的，所述数据库中，模拟对象数据包括船舶数据和风机数据，其中，船舶数据包括但不限于船舶运载能力，船舶起重机起吊载荷能力和船舶甲板可布局范围。
16、优选的，所述方案模拟模块包括：
17、风机装载数量确定单元，用于根据所选施工船舶运输运载能力和风机各部件的重量参数，确定风机装载数量；
18、叶轮拼装及吊装模拟单元，用于在所述施工船舶选型单元创建的施工船舶模型上进行叶轮拼装及吊装模拟，并确定叶轮的临时固定位置；
19、叶轮拼装范围确定单元，用于根据确定的叶轮的临时固定位置，模拟叶片的拼装路线，记录叶片拼装过程中的安全作业范围，得到叶轮拼装范围；
20、碰撞检测单元，用于实时检测各部件的干涉情况；
21、起重机吊装能力分析单元，用于根据风机部件摆放点与吊机中心的直线距离，判断物体是否处于起重机可作业半径内，然后通过风机部件的重量和起重机的载荷能力，分析风机部件在该位置是否满足起吊条件；
22、船舶甲板布置模拟单元，用于根据所述叶轮拼装范围确定单元、碰撞检测单元和起重机吊装能力分析单元中的条件以及船舶可布局范围对布局进行分析判断，确定风机各部件在船舶甲板的布局；
23、船舶运载平衡分析单元，用于风机各部件在船舶甲板的布局合理后，进行船舶运载平衡分析，最终得到风机组件摆放位置和风机组件吊装顺序，输出模拟方案结果。
24、优选的，所述增强实现模块包括：
25、数据导入单元，用于将模拟方案的结果数据导入ar设备；
26、现实环境扫描单元，用于扫测施工船舶的物理环境，构建虚拟环境网格面；
27、船舶定位校准单元，用于将虚拟与物理世界的船舶进行船舶定位校准；
28、ar展示单元，用于将风机各构件虚拟模型的空间位置和前后顺序在现实环境中展示；
29、风机组件施工单元，用于根据模型在现实环境上的定位将指定的风机组件安装至目标位置，并根据模拟的顺序进行风机组件的拼装。
30、本发明之二的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置方法，包括：
31、步骤s1，用户通过登录信息登录布置系统；
32、步骤s2，配置模拟对象数据；
33、步骤s3，导入模拟对象数据，根据模拟对象数据，生成模拟环境，进行船舶甲板布置模拟，进而生成模拟方案；
34、步骤s4，根据ar技术实现虚拟方案在施工船舶现实环境下的同步映射，施工人员根据最终的模拟结果将风机组件安放于甲板的对应位置，进行风机组件的运输，并根据模拟的顺序进行风机组件的拼装。
35、优选的，所述步骤s2包括：
36、步骤s21，根据项目需求在数据库中选取对应的船舶数据，进而创建对应的施工船舶模型；
37、步骤s22，根据项目需求在所述数据库中选取对应的风机功率，进而选取对应的风机数据；
38、步骤s23，调整风机各部件尺寸参数及重量参数；
39、步骤s24，创建风机各个部件模型，并将新创建的风机数据新增至所述数据库中。
40、优选的，所述步骤s3包括：
41、步骤s31，导入模拟对象数据；
42、步骤s32，在施工船舶模型上进行叶轮拼装及吊装模拟，并确定叶轮的临时固定位置；
43、步骤s33，根据确定的叶轮的临时固定位置，模拟叶片的拼装路线，记录叶片拼装过程中的安全作业范围，得到叶轮拼装范围；
44、步骤s34，实时检测各部件的干涉情况；
45、步骤s35，根据风机部件摆放点与吊机中心的直线距离，判断物体是否处于起重机可作业半径内，然后通过风机部件的重量和起重机的载荷能力，分析风机部件在该位置是否满足起吊条件；
46、步骤s36，通过所述步骤s33-s35中的条件以及船舶可布局范围对布局进行分析判断，确定风机各部件在船舶甲板的布局；
47、步骤s37，在风机各部件在船舶甲板的布局合理后，进行船舶运载平衡分析，最终得到风机组件摆放位置和风机组件吊装顺序，输出模拟方案结果。
48、优选的，所述步骤s4包括：
49、步骤s41，将模拟方案的结果数据导入ar设备；
50、步骤s42，扫测施工船舶的物理环境，构建虚拟环境网格面；
51、步骤s43，将虚拟与物理世界的船舶进行船舶定位校准；
52、步骤s44，将风机各构件虚拟模型的空间位置和前后顺序在现实环境中展示；
53、步骤s45，根据模型在现实环境上的定位将指定的风机组件安装至目标位置，并根据模拟的顺序进行风机组件的拼装。
54、本发明的有益效果是：本发明通过建立规则实现风机组件在船舶甲板的智能布置，在合理规划甲板布局的同时，有效地提高船舶甲板利用率，提前规避风机组件与吊机碰撞的安全风险；通过将模拟结果映射于施工船舶现实环境，形成一个交互式的施工指导系统，能够为现场施工人员提供关于施工作业的具体指导，更加直观地理解施工步骤和要求，从而提高施工效率、减少错误操作和降低安全风险。
1.一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统，其特征在于，所述模拟参数配置模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统，其特征在于，所述数据库中，模拟对象数据包括船舶数据和风机数据，其中，船舶数据包括但不限于船舶运载能力，船舶起重机起吊载荷能力和船舶甲板可布局范围。
4.根据权利要求3所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统，其特征在于，所述方案模拟模块包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置系统，其特征在于，所述增强实现模块包括：
6.一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于海上风电施工船舶的智能化甲板布置方法，其特征在于，所述步骤s4包括：
