专利名称：耙吸疏浚监控平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耙吸挖泥船疏浚施工的监控技术，具体是一种多系统的、集成化、平 台化、网络化的耙吸疏浚监控平台。
技术背景孝巴吸挖泥船是一个复杂的疏浚系统，施工效率受到船舶航行、船舶方位，潮水、耙头 位置，泥泵转速等多种挖泥工况参数的影响，为了提高疏浚效率，必须将各种工况参数进 行采集、综合、分析，以获得最佳的施工解决方案。目前，影响耙吸挖泥船疏浚效率的主 要问题是1、 各疏浚子系统功能相对独立，缺少信息共享，导致船舶很难工作于一个较佳的疏浚 状态。2、 耙吸挖泥船的航行和疏浚在功能上严重分开，各自形成独立的控制和监控，同时系 统较为分散，操作很难顾及到，直接影响了疏浚效率。3、 施工疏浚很少能够及时进行综合分析，而疏浚的工况又是复杂多变的，如果一些低 效的操作方法得不到及时改进，同样影响疏浚效率。4、 系统冗余不够，某些单个系统出现故障就影响施工，更换后参数不易恢复。发明内容本发明为克服现有技术的不足，提供了一种集操纵控制、计算机显示、数据处理与分 析于一体的整船耙吸疏浚监控平台。本发明采用的技术方案是包括施工软件、历史曲线回放、工程制作、土方计算、计 算机服务程序、报表打印和图形编辑器，其特征是所述的施工软件包括船舶定位系统， 在耙管安装一系列的传感器，通过计算机串行通信口与GPS定位系统相连，获得船舶的三 维定位信息，并且集成了 AIS和雷达信息的航行监控、施工设备监控和施工过程监控。本发明集合了电子海图技术，雷达技术，计算机图形技术，网络技术等，将挖泥船的 施工数据经过采集，运算，处理，分析，综合等步骤，为用户提供实时，精确，有效的施 工解决方案，从而有效的提高了挖泥疏浚施工的产量，也提高了船舶的安全性。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。 图l是本发明的监控原理框图。
具体实施例方式
本发明包括船舶定位系统、疏浚监控系统、产量统计系统、施工分析系统、数据传输 系统。如图1所示，从软件结构上可以划分为以下几个部分硬件接口模块(Hardware.Dll)、 界面显示模块(DrawWindow.Dll )、参数设置模块(Parameter.Dll)、简易组态软件 (CGEdit.Exe)、图元显示模块(DeviceMeta.Dll)、文件传输模块(FileTrans.Dll)、工程文 件处理模块(Project.Dll)、分析数据记录模块(Assistant.Dll)、历史数据分析程序 (HistroyCurve.Exe)、数据服务中心及网络传输(CtlServer.Exe)、校正模块(Adjust.Dll)、主 监测程序(DredgeConstruct.Exe)、平面定位文件制作(ProjectMaker.Exe)。船舶定位系统包括船舶的船位、耙臂在水下姿态、耙头深度、位置等信息。系统可以导入电子海图，通过采集船上的DGPS、罗经信号将船位显示在电子海图中，同时采集 AIS和雷达信号，将在施工区域一定范围内的船舶、障碍物等信息也显示在屏幕上；耙臂 的姿态主要通过在耙臂上安装角度传感器(垂直传感器和水平传感器)以及在吸口处安装 吸口到位传感器来获得；耙头深度则主要有吸口深度传感器、垂直传感器和耙头的高度来 决定，其中吸口吃水传感器用来确定耙臂的基准点；根据船体的方位和耙臂的水平角度， 即可计算出耙臂的水平方位和耙头的精确位置。疏浚监控系统包括疏浚工程重要参数的监测以及一些疏浚设备的控制。根据船上安 装的吃水传感器(艏吃水传感器、艉左吃水传感器、艉右吃水传感器、左舯吃水传感器、 右舯吃水传感器)、雷达液位传感器、浓度计、流量计的信号值来计算和显示船舶吃水和装 载的基本信息。通过左右操耙手工作计算机可以同步控制左右耙的动作，以及泥门动作。产量统计系统通过浓度计、流量计(包括对左进舱泥桨和右进舱泥浆浓度和流量的 测量)来计算舱内装泥量。施工分析系统通过对一定时间内的施工数据进行分析，得出施工区域大致得工况， 从而给出改进方案。数据传输系统将工业以太网同企业网相连接，使得公司可以共享船舶实时得施工参 数，方便企业对施工船舶的管理，并且为船舶提供专家级的技术支持。1 、硬件接口程序CtlServer.Exe主要功能 一对硬件的接口进行组态；一对硬件信号进行数字化处理、解码、转换、运算； 一接收网络上发布的命令；向服务器发送申请数据命令； 一自动判断信号的有效性，进行冗余过程处理； 一对施工过程数据的记录保存 2、工程文件制作
施工设计的可执行文件名称为ProjectMaker.Exe，在安装目录的M irA子目录下，该施工 设计程序可以认为是耙吸疏浚监控平台应用环境的设计平台。施工设计不接入任何硬件驱动，是后台处理制作软件，因此该设计工作可在其他计算 机如项目部计算机，或船上其它计算机完成，然后将文件复制到服务器即可。施工设计程 序具备以下基本功能一工程名称管理一断面设计(航道设计)一跟踪线设计一已挖掘断面设计一已挖掘工程线浏览一XYZ文件转换为MTX文件一潮位站设计一根据过耙轨迹线设置浅点文件—根据三维地形标注浅点闪光报警设置3、 组态窗口编辑器组态窗口编辑器可执行文件的名称是CGEdit.Exe，在安装目录下的BIN子目录下。 组态软件在目前一些工业监控系统中普遍被使用，它也是耙吸疏浚监控平台系统中一 个重要的部分。在组态编辑器中，系统提供了一个图元库，疏浚船舶的基本设备在库中都有与之相对 应的图元，比如柴油机、泥泵、波浪补偿器、离合器等。用户可以根据具体需要，将这些 图元整合在一个界面中，来模拟一个监控现场。组态的优点是显而易见的工作人员可以将任意的图元在一个界面中进行组合而不需 要专业软件人员进行修改源代码进行窗口图元的重新组合。4. 施工程序DredgeConstruct.ExeDredgeConstruct主要功能 一窗口的组合与显示 一数据存储一参数设置及参数调整 从功能上，窗口划分为四大块一平面定位、耙管指示、吃水装载等内容，即"窗口管理器l"中的内容 一实时曲线查看功能，即"窗口管理器2"中的内容
一三维船体及地形显示功能，即"窗口管理器-3D"中的内容 一组态窗口的显示，即"组态窗口管理器"中的内容5. DIG文件编辑器本软件提供了一个后台背景制作工具，对于操作人员来说，AutoCAD软件是一个比 较难以掌握的大型软件。而在耙吸挖泥船上，如果使用AutoCAD制作背景文件，也仅仅使 用了 AutoCAD中极少的功能，并且AutoCAD不支持经纬度输入，还需要其它的软件首先 将经纬度转换为本地坐标，然后在AutoCAD中输入。DIG文件编辑器将AutoCAD中常用的平面制作功能提取出来，并且支持经纬度直接输 入，构成一个小型的DIG文件编辑软件，对于操作人员来说，此软件更易于掌握，在关于 经纬度输入方面更简单。 DIG文件编辑器具备以下功能—支持几十种图元的编辑_支持DXF R12文件的读入—支持航道文件的读入一支持经纬度输入6. 历史曲线回放历史曲线分析系统的可执行文件名称为HistoryCurve.exe,在安装目录的\1^\子目录下。 历史曲线是后台运行的系统，与前台的施工软件、硬件配置等信息无关。 该系统可以通过设定时间段，对工程中存放的各种历史数据的读取，再现本船在该时 间段内施工的全部状况。用户可以通过该程序对某一阶段施工情况进行总结、分析。 耙吸疏浚监控平台系统记录了以下数据文件 一轨迹线文件 一24小时完整的数据记录 一分析数据记录 —AIS数据记录 一浅点文件记录该程序可分为两个部分历史数据回放和历史数据分析7. 工程量计算土方量计算的可执行文件名称为"Earthwork.exe",其安装目录在bin子目录下。土方 量计算程序无须任何硬件接口，属于后台运行程序，主要用于査看和计算已完成和未完成 的工程量。主要实现以下功能
一査看断面视图以视图方式显示设计和已挖断面，并标出超挖和剩余的工程量。 一计算工程量根据给出的设计断面和已挖断面的数据计算出剩余和超挖的工程量。 本发明有"绞吸疏浚监控平台"和"耙吸疏浚监控平台"两个版本，疏浚施工要求较 高的就是定位精度，本发明通过计算机串行通信口与GPS定位系统相连，获得船舶的定位 信息，同时，结集合电子海图，实现船舶的定位。再通过在"非自航绞吸式挖泥船"的桥 架和"自航耙吸式挖泥船"的耙管安装一系列的传感器，从而实现绞刀头及耙头在水下的 精确三维定位。通过与西门子PLC的程序接口，实现的控制系统的集成化，任何控制都可 以通过电脑屏幕来实现，并且对每一步控制都做记录，分析，方便了系统维护，故障分析。通过与ADAM5000系统的接口，实现机舱监测系统的集成化，报警系统的远程化。通过与 GPRS无线路由器的接口实现的系统数据的远程传输。
权利要求
1.一种耙吸疏浚监控平台，包括施工软件、历史曲线回放、工程制作、土方计算、计算机服务程序、报表打印和图形编辑器，其特征是所述的施工软件包括船舶定位系统，在耙管安装一系列的传感器，通过计算机串行通信口与GPS定位系统相连，获得船舶的三维定位信息，并且集成了AIS和雷达信息的航行监控、施工设备监控和施工过程监控。
2. 根据权利要求l所述的耙吸疏浚监控平台，其特征是所述的历史曲线回放是施工数据 记录和历史施工过程回放。
3. 根据权利要求l所述的耙吸疏浚监控平台，其特征是所述的工程制作是对施工要求， 施工环境进行软件设计，包括航道、断面和浅点信息。
4. 根据权利要求l所述的耙吸疏浚监控平台，其特征是所述的计算机服务程序是将各服 务器采集的施工参数通过网络发布，并在同时对施工中的设置参数进行同步。
5. 根据权利要求l所述的耙吸疏浚监控平台，其特征是所述的报表打印是对施工产量以 及能耗等进行统计，生成报表，并可以打印输出。
6. 根据权利要求l所述的耙吸疏浚监控平台，其特征是所述的图形编辑器是根据需要自 由组合监控界面中的监控参数。
全文摘要
本发明公开了一种用于耙吸挖泥船疏浚施工的耙吸疏浚监控平台，包括施工软件、历史曲线回放、工程制作、土方计算、计算机服务程序、报表打印和图形编辑器，其特征是所述的施工软件包括船舶定位系统，在耙管安装一系列的传感器，通过计算机串行通信口与GPS定位系统相连，获得船舶的三维定位信息，并且集成了AIS和雷达信息的航行监控、施工设备监控和施工过程监控，本发明集合了电子海图技术，雷达技术，计算机图形技术，网络技术等，将挖泥船的施工数据经过采集，运算，处理，分析，综合等步骤，为用户提供实时，精确，有效的施工解决方案，从而有效的提高了挖泥疏浚施工的产量，也提高了船舶的安全性。
文档编号E02F9/26GK101126245SQ20071013163
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者朱小明 申请人:朱小明