用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道的电子系统、方 ...的制作方法
【专利摘要】一种电子控制系统，用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道，所述电子控制系统被配置为：获取数据，包括与铺设斜坡(5)的配置相关的数据、与铺设船(1)相关的数据以及与由铺设斜坡(5)和铺设船传输给管道(2)的力量相关的数据；生成多个步序列，以将铺设斜坡(5)的配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据多个步序列以及所获取的数据，选择最佳步序列，以便在位于第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在管道(2)中诱导的应力。
【专利说明】用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道的电子系统、方法以及程序
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道的电子控制系统。
【背景技术】
[0002]管道铺设船的铺设斜坡通常具有可变配置的设计。即，铺设斜坡通常包括彼此铰接并且与铺设船铰接的多个部分以及多个管道支架。相对于铺设船和/或其他部分，可调节每个部分的位置，并且每个支架可调节地安装在一个部分，以最小化传输给管道的力量，并且定义被设计为最小化在管道中诱导的应力的管道配置。在 申请人:的专利申请号WO2011/086100A2中，描述了这种铺设斜坡。在铺设管道时，铺设斜坡配置通常略微改变，以适应改变的外部条件或者适应铺设船的操作参数。在铺设工作由于恶劣的天气而停止时，将管道遗弃在水体的河床上，并且铺设斜坡被设为在水面以上的安全配置。
[0003]在要沿其铺设管道的河床的地形大幅改变时，铺设斜坡的配置在第一与第二工作配置之间变化很大。在该连接中，重要的是，记忆预先确定沿其铺设管道的路径，并且该路径在铺设走廊内部延伸，即，沿着水体的河床的理论地带。为了避免过分拉紧管道，这通常在改变铺设斜坡的配置之前遗弃。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目标在于，提供一种电子控制系统，用于控制铺设船的铺设斜坡，该铺设船用于在水体的河床上铺设水下管道，其中，电子控制系统允许在第一和第二工作配置之间改变铺设斜坡的配置，而不遗弃管道，同时，在管道中保持可接受的诱导的应力。
[0005]根据本发明，提供了一种电子控制系统，用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道；电子控制系统被配置为:处理与铺设斜坡相关的数据、与铺设船相关的数据以及与在管道中诱导的应力相关的数据；生成多个步序列，以将铺设斜坡的配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据多个步序列以及所获取的数据，选择最佳步序列，以便在位于第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在管道中诱导的应力。
[0006]根据本发明的系统提供用于选择最佳设计的步序列，以在管道中保持可接受的诱导应力。按步继续同样使得更容易监控由铺设斜坡的配置的改变诱导的变化。
[0007]因此，电子控制系统优选地被配置为将命令传输给铺设斜坡，以实施最佳步序列中的至少一步。通过这种方式进行操作，在执行最佳步序列中的步之后，可如下所述进行检查。
[0008]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统被配置为:将与铺设斜坡的中间配置相关的估计值分配给最佳步序列中的每步；在中间配置中获取与铺设斜坡的配置相关并且与估计值一致的数据；并且比较估计值和所获取的数据。
[0009]分配给每步的估计值是与铺设斜坡配置相关的并且在铺设斜坡被设为该特定的配置之前计算的值，然而，所获取的数据是与铺设斜坡配置相关的并且在铺设斜坡实际上处于该特定的配置中时获取的数据。
[0010]估计值和所获取的值是齐次的，因此是可比较的。为了进行比较，估计值和所获取的值通常与铺设斜坡的几何配置相关和/或与在铺设斜坡与管道之间交换的力量相关。
[0011]根据比较结果，电子控制系统决定是否继续实施最佳步序列。更具体而言，电子控制系统被配置为在与铺设斜坡的中间配置相关的估计值和所获取的数据之间的差值满足给定的接受标准时，传输命令，以实施最佳的步序列中的至少另一步。
[0012]电子控制系统还被配置为在与铺设斜坡的中间配置相关的估计值和所获取的数据之间的差值不满足给定的接受标准时，禁止最佳步序列中的进一步的步的实施。
[0013]在这种情况下，必须定义一种新策略，以将铺设斜坡的配置从中间配置变成第二工作配置。因此，电子控制系统被配置为:生成另一些多个步序列，以将铺设斜坡的配置从中间配置变成第二工作配置；以及根据多个步序列以及所获取的数据，选择另一个最佳步序列，以便在初始中间配置和第二工作配置之间的每个中间配置最小化在管道中诱导的应力。
[0014]换言之，提出了另一个最佳步序列，使用与先前的最佳步序列相同的标准，选择该最佳步序列。
[0015]用于确定最佳步序列以及任何其他最佳步序列的优化方法优选地基于遗传算法。
[0016]S卩，多个步序列与一群个体对应，并且每个步序列与一个个体对应。选择通常基于所谓的适应度函数，在这种情况下，该适应度函数优选地与在管道中诱导的应力相关。在应用于每个个体/步序列时，适应度函数将得分分配给这群个体，并且消除具有较低得分的个体。
[0017]使用交叉技术，组合剩余的个体/步序列，在这种情况下，该交叉技术通过组合先前第一代序列的两个部分来生成新一代步序列。替换技术也可用在这种情况下以生成新个体。
[0018]一般而言，实时监控在管道中诱导的应力。管道大体上受到由铺设船和铺设斜坡传输的外部力量，并且主要受到由在铺设船与水体的河床之间的管道的配置产生的弯曲的应力。
[0019]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统被配置为获取由铺设船和铺设斜坡传输给管道的力量。
[0020]使用位于沿着铺设斜坡的支架上的以及在用于以受控的方式从铺设船释放管道的拉紧装置上的传感器，可容易地检测这些力量。
[0021]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统被配置为计算由铺设船与水体的河床之间的管道的配置在管道中诱导的应力。
[0022]更具体而言，电子控制系统被配置为计算在铺设船与水体的河床之间的管道的配置；定义管道的有限元模型；以及计算在管道中诱导的应力。
[0023]管道的实时控制被设计为指示应力接近临界水平，并且通知人员应采取适当的步来防止该应力超过临界水平。监控在管道中诱导的应力也提供了参考参数，通过这些参考参数定义适应度函数。
[0024]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统包括:中央监控系统，其被配置为获取、监控以及记忆与铺设斜坡和铺设船相关的可检测的数据；以及铺设引导系统，其连接至中央监控系统还被配置为实时监控在管道中诱导的应力。
[0025]换言之，电子控制系统架构优选地包括两个系统，这两个系统具有不同的功能并且交互以交换信息。
[0026]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统包括:包括计算机计划器的铺设斜坡管理系统，所述计划器被配置为实施优化程序，以确定最佳步序列；以及计算机调度器，用于实施和检查这些步。
[0027]计算机计划器连接至铺设引导系统以获取应力数据，该数据用于定义适应度函数。
[0028]计算机调度器连接至中央监控系统，以获取与估计值的齐次特征相关的数据。
[0029]估计值优选地包括与铺设斜坡配置和/或在铺设斜坡与管道之间交换的力量相关的估计值。
[0030]估计值还可包括在管道中诱导的应力。
[0031]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统被配置为利用第一给定步生成第一多个步序列并且利用第二给定步生成第二多个步序列，以将铺设斜坡的配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据所获取的数据以及分别根据第一和第二多个步序列，至少选择第一和第二最佳步序列，以便在第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在管道中诱导的应力；所述第一给定步大于所述第二给定步。
[0032]大于第二给定步，第一给定步显然更快速地改变铺设斜坡配置，但是第一最佳步序列可能在管道中产生更大的应力，或者，无论如何，都比第二最佳步序列更有风险。在这种情况下，由操作人员决定在这种情况下实施哪个最佳步序列。
[0033]在本发明的一个优选的实施方式中，电子控制系统与铺设斜坡相关联，该铺设斜坡包括多个互连的倾斜可调的区段以及安装在这些区段的多个可调支架。在步序列中的每步与支架的区段的运动对应。
[0034]因此，步序列是区段和支架的运动的序列。
[0035]本发明的另一个目标在于提供用于控制铺设船的可变配置的铺设斜坡的控制方法，以在水体的河床上铺设管道，并且其允许铺设斜坡的配置的大致改变，而不遗弃管道，并且在管道中不诱导过度应力。
[0036]根据本发明，提供了一种控制方法，用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道；所述控制方法包括以下阶段:获取与铺设斜坡的配置相关的数据、与铺设船相关的数据以及与在管道中诱导的应力相关的数据；生成多个步序列，以将铺设斜坡的配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据多个步序列以及所获取的数据，选择至少一个最佳步序列，以便在位于第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在管道中诱导的应力。
[0037]本发明还包括:一种计算机程序，其可直接载入计算机的存储器内，以便以该方法执行这些阶段；以及一种程序产品，其包括在其上记忆该程序的可读介质。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]参照附图，通过实例描述本发明的一个非限制性实施方式，其中:
[0039]图1显示了具有铺设斜坡的铺设船的侧视图，为清晰起见去除了部分，该铺设船在第一工作配置中，以在水体的河床上铺设管道；
[0040]图2显示了图1的具有铺设斜坡的铺设船的侧视图，为清晰起见去除了部分，该铺设船在第二工作配置中，以铺设水下管道；
[0041]图3显示了在第一工作配置中的铺设斜坡的更大比例的侧视图，为清晰起见去除了部分；
[0042]图4显示了在第二工作配置中的图1的铺设斜坡的侧视图，为清晰起见去除了部分；
[0043]图5显示了用于控制铺设斜坡的电子控制系统的示意性方框图，为清晰起见去除了部分。
【具体实施方式】
[0044]在图1和图2中的数字I整体表示用于在水体4的河床3上铺设管道2的铺设船。水体4的河床3的水深测量沿着海岸线从最小变成最大(通常远离岸边)。规划在河床3上的管道2的铺设包括基于项目参数选择最佳路径，以限定在铺设管道2时铺设船I所遵循的最佳路线。铺设船I配备有铺设斜坡5，用于在铺设时引导管道2。图1和图2显示了分别在较浅和较深的水中的铺设船I。在图1中，铺设斜坡5被设为以渐进曲线为特征的第一工作配置；在图2中铺设斜坡5被设为以急弯曲线为特征的第二工作配置。
[0045]在图1中，管道2配置大致为S形，在铺设船I与河床3之间逐渐倾斜，并且以从铺设斜坡5的管道2的相对小的出射角(相对于水平线)为特征。在图2中，管道2配置大致具有陡倾斜的‘S’形式，以从铺设斜坡5的管道2的相对宽的出射角为特征。管道2在所谓的接地点(TDP)6处与河床3接触，该接地点是重要参数，用于确保实际上沿着最佳设置路径铺设管道2并且确定在河床3与铺设船I之间的管道2的配置。
[0046]铺设船
[0047]参照图1，铺设船I包括浮动结构7以及装配线8，用于将单位长度管道节段(未显示)组装到管道2内。装配线8包括工具(未显示)，用于制备和焊接管道节段的端并且用于涂覆焊接的端。参照图3，铺设船I包括拉紧装置9 (在图3中仅仅显示了一个)，用于以受控的方式从铺设船I中握紧和释放管道2。拉紧装置9使管道2受到主要拉伸应力，该拉伸应力由铺设船I和位于拉紧装置9的下游的管道2的部分在管道2上施加的通常相反的力量产生。虽然图3仅仅显示了一个拉紧装置9，但是铺设船I通常包括沿着管道2串联设置的多个拉紧装置9。
[0048]铺设船I通常按步沿着由驱动模块10 (图1和图2)设置的路线移动，该驱动模块控制其行驶速度和路线。
[0049]铺设斜坡
[0050]参照图3和图4，铺设斜坡5铰接至铺设船1，并且包括多个铰接式的区段11、12、13 ;以及多个管道支架14，安装在区段11、12、13。更具体而言，每个区段11、12、13装有至少一个支架14。
[0051]铺设斜坡5包括致动总成15、16、17，用于移动区段11、12、13 ;以及致动总成18，用于移动各个支架14。更具体而言，致动总成15、16、17分别连接至各个区段11、12、13，并且被设计为分别调整这些区段的位置。更具体而言，致动总成15连接区段11和铺设船I。区段11与铺设船I直接铰接，致动总成15用于调整区段11相对于铺设船I的角度位置。致动总成16连接区段12至铺设船I。区段12与铺设船I直接铰接，致动总成16用于调整在区段12与11之间的角度。
[0052]致动总成17连接至区段12和13。区段12和13彼此铰接，致动总成17用于调整在区段12与13之间的角度。
[0053]每个支架14包括致动总成18，用于调整支架相对于支架所安装的区段11、12、13的位置。
[0054]区段11、12、13和支架14的位置限定管道2沿着铺设斜坡5的路径以及在铺设斜坡5与河床3之间的管道2的配置。支架14必须优选地同时均与管道2接触。
[0055]铺设斜坡电子控制系统
[0056]铺设船I包括电子控制系统19，用于控制铺设斜坡5。虽然以下描述尤其涉及在附图中显示的铺设斜坡5，但是电子控制系统的一般操作原理还适用于其他设计的铺设斜坡。电子控制系统19优选地包括:中央监控系统(CMS) 20，该系统被配置为获取、储存以及显示与铺设船I的设备相关的、与铺设斜坡5相关的以及与管道2(图1)相关的可检测的数据；管道铺设引导系统(PLG)21，其被配置为基于由中央监控系统20获取的数据，实时计算管道2的配置以及在铺设时在管道2中诱导的应力；斜坡管理系统(RMS) 22，其被配置为计算、编程和控制步序列，通过该步序列将铺设斜坡5的配置从第一工作配置变成第二工作配置，同时最小化在管道2中诱导的应力；以及控制台23，用于控制铺设进程。
[0057]中央监控系统
[0058]中央监控系统20被配置为获取和储存数据，所述数据包括:
[0059]-几何和机械的管道2数据；
[0060]-铺设船I位置数据；
[0061 ]-在水体4的河床3上的管道2铺设走廊；
[0062]-与铺设斜坡5的区段11、12、13的配置相关的数据(图3);
[0063]-与每个支架14相对于各区段11、12、13的位置相关的数据(图3);
[0064]-与在管道2与铺设船I之间(尤其在管道2与拉紧装置9之间)交换的力量相关的数据(图3);
[0065]-与在管道2与铺设斜坡5之间(尤其在管道2与支架14之间)交换的力量相关的数据(图3);
[0066]-与河床3的地形相关的数据(图1和图2)。
[0067]中央监控系统20还优选地被配置为获取和储存其他数据，所述其他数据包括:
[0068]-天气和海洋状况，例如，风、水流以及波浪运动；
[0069]-铺设船I速度数据；
[0070]-在较浅的水中由声纳或者由遥控潜水器(R0V，在图中未显示)可检测时，与管道2的接地点6相关的数据(图1和图2);
[0071]-管道2组装数据；
[0072]-与管道从铺设斜坡5的出射角相关的数据(图3和图4);以及
[0073]-与在水体4中的铺设船I的运动(尤其是具有六个自由度的运动)相关的数据。
[0074]中央监控系统20是监控系统，用于通过适当的传感器24获取以上数据并且用于监控和储存数据。中央监控系统20包括图形界面24，显示了整个装配线8和铺设斜坡5 (图1和图2)。在所显示的实例中，中央监控系统20与在装配线8上的工具(图1)、铺设引导系统21以及斜坡管理系统22交互，并且在结构上可被配置为扩展以上交互并且适配为铺设不同设计的斜坡。
[0075]铺设引导系统
[0076]铺设引导系统21的主要目的在于实时监控在管道2中诱导的应力，以防止过分拉紧管道2。
[0077]铺设引导系统21被配置为根据在中央监控系统20中储存的数据，计算在管道2中诱导的应力。铺设引导系统21包括:数据验证区块26 ;计算机27，配备有存储器还被配置为计算在铺设斜坡5与水体4的河床3之间的管道2的配置(图1和图2)以及在管道2中诱导的应力；以及操作员界面区块28，用于协助操作员引导铺设船I (图1和图2)。计算机27基于有限元模型理论施用程序，用于计算管道2的配置以及在该管道中诱导的应力。换言之，铺设引导系统21验证由中央监控系统20获取的数据；确定在铺设斜坡5与接地点6之间的管道2的配置；构造管道2的有限元模型；以及根据应用于管道2的模型以及从储存在中央监控系统20中的数据计算应力。
[0078]斜坡管理系统
[0079]斜坡管理系统22包括计算机计划器29和计算机调度器30。计算机计划器29从铺设引导系统21中接收信息，还被配置为处理程序，用于生成多个步序列并且根据多个步序列选择一个最佳步序列。每个步序列能够将铺设斜坡5的配置从第一工作配置变成第二工作配置。在步序列中的每步与区段11、12、13以及支架14之一的运动相关联(图3和图4)。优化基于最小化过多拉紧管道2的风险。
[0080]使用组合的优化算法,尤其使用遗传算法,优选地选择最佳步序列。在由Springer出版的 S.N.Sivanandam 和 S.N.Deepa 的 ‘Introduction to Genetic Algorithms，的第一版(2007年12月12日)中，可以找出遗传算法的几种一般原理和应用。
[0081]基本地，每个步序列与个体对应，并且多个步序列与一群个体对应。选择机制由适应度函数确定，在当前情况下，主要基于由铺设引导系统21计算的应力值来确定该适应度函数，因此，该函数在第一工作配置中考虑在管道2中诱导的应力。更具体而言，适应度函数被定义为将更好的适应度值分配给具有更好的估计应力值的个体，而非分配给具有更差的估计应力值的个体。适应度函数优选地还考虑从第一工作配置变成第二工作配置所采用的总时间。
[0082]计算机计划器29使用可以是随机的生成方法生成一群个体，即，随机或半随机地生成步和相对步序列，即，利用几个预定参数以及几个随机参数、或者在预定的步值范围内随机生成个体。换言之，在预定的步值范围内随机生成序列中的步。
[0083]计算机计划器29将适应度函数应用于这群个体中；基于适应度函数，将适应度值分配给在这个群体中的每个个体；并且定义评级，其中，根据其各适应度值，对个体进行评级，并且其中，最佳适应度值和与最适合于改变铺设斜坡5的配置的步序列对应的个体相关联。
[0084]计算机计划器29选择由适应度函数分配最佳得分的个体。计算机计划器29使用生成技术从所选择的个体中生成一群新的个体。例如，生成技术包括:第一所谓的交叉技术，通过该技术，组合至少两个选择的个体的某些部分，以生成两个新个体；以及第二所谓的替换或突变技术，通过该技术，对多个个体的一部分做出随机改变。
[0085]计算机计划器29通过将适应度函数应用于这群新个体，定义新个体的新评级；并且重新选择具有最佳适合度值的个体。计算机计划器29基于先前生成的群体，继续生成一群新的个体，直到满足多个停止条件中的一个。例如，停止条件可包括对可生成的新群体的数量或者在给定的范围内获得具有适合度值的个体的限制。
[0086]无论是哪种情况，计算机计划器29都能够选择具有最佳得分的个体，并且获得由所选择的个体定义的最佳步序列；以及计算与最佳步序列中的每步相关联的估计值。
[0087]估计值优选地包括与铺设斜坡5的配置相关的估计值。估计值优选地包括定义支架14和区段11、12、13 (图3和图4)的估计位置的几何值和/或定义在铺设斜坡5与管道2之间交换的估计力量的值。
[0088]估计值还可包括在管道中诱导的应力的预测值。
[0089]计算机计划器29将最佳步序列传输给计算机调度器30，该调度器将最佳步序列中的单独步通信至控制致动总成15、16、17、18(图3和图4)的中央监控系统20。
[0090]计算机调度器30实施用于执行最佳步序列中的每步的程序，并且检查在每步以后的中间配置正如所预期的那样。更具体而言，检查包括确定在执行步之后由中央监控系统20获取的以及与估计值齐次的数据是否与估计值对应，或者更确切地说，确定在估计值与所获取的数据之间的差值是否满足预定的接受标准。如果在所获取的数据与估计值之间的差值确实满足接受标准，那么计算机调度器30允许执行最佳步序列中的至少一个进一步的步。相反，如果在所获取的数据与估计值之间有很大的差值，即，与接受标准不一致，那么中断先前由计算机计划器29选择的最佳步序列的执行。
[0091]用于实时计算在管道2中诱导的应力的铺设引导系统21将更新的应力数据输给计算机计划器29，该计算机计划器相应地定义一个新的适应度函数。
[0092]基于由中央监控系统20获取的数据，计算机计划器29生成具有考虑已经执行的步的多个步的新的多个步序列，并且使用新的适应度函数，选择一个新的最佳步序列。新的最佳步序列由计算机调度器30实施。
[0093]S卩，使用遗传算法，计算机计划器29提供如上所述由计算机调度器30实施的一个新的最佳步序列；并且执行以上的步，直到铺设斜坡5被设为第二工作配置。
[0094]所描述的方法尤其表示用于移动铺设斜坡5的步序列，并且其中，步包括区段11、
12、13之一的角度运动以及优选地包括支架14的线性运动。因此，无论是角度的还是线性的，每步的长度都是将铺设斜坡从第一工作配置移动到第二工作配置的重要部件。实际上，每步的长度影响步序列中的步的数量、在管道2中诱导的应力以及放置铺设斜坡5所需要的时间。步长度选择大致基于可接受的基于测试的值，但是这些值在宽范围内变化。第一步长度选择技术包括在给定的范围内选择中间步长度值。第二技术包括选择多个步长度值，同时执行多个优化工序，以便为操作员提供与各个步长度相关的多个最佳步序列。例如，为了简单起见，可选择两个步长度，即，一个“长步”以及一个“短步”。最佳的“长步”序列将更快速地放置铺设斜坡5，并且在管道2中产生给定的应力；然而，最佳的“短步”序列需要更长的时间来放置铺设斜坡5，并且大概将产生比最佳的“长步”序列更少的应力。
[0095]因此，操作员可选择最适合当时情况的最佳步序列。
[0096]本发明的优点在于确保高度安全，以重新放置铺设斜坡，而不遗弃管道。
[0097]显然，然而在不背离所附权利要求的保护范围的情况下，可改变本发明的所描述的实施方式。更具体而言，虽然本发明的所描述的优选实施方式涉及多个计算机，每个计算机用于实施一个特定的计算机程序，但是本发明还包括实施方式，这些实施方式包括与所描述的计算机不同的多个计算机并且甚至仅仅一个计算机以及一个程序。
【权利要求】
1.一种电子控制系统，用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道；所述电子控制系统(19)被配置为:获取与所述铺设斜坡(5)的配置相关的数据、与所述铺设船(I)相关的数据以及与在所述管道(2)中诱导的应力相关的数据；生成多个步序列，以将所述铺设斜坡(5)的所述配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据所述多个步序列以及所获取的数据，选择至少一个最佳步序列，以便在所述第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在所述管道(2)中诱导的所述应力。
2.根据权利要求1所述的电子控制系统，还被配置为将命令传输至所述铺设斜坡(5)，以实施所述最佳步序列中的至少一步。
3.根据权利要求2所述的电子控制系统，还被配置为:将与所述铺设斜坡(5)的所述中间配置相关的估计值分配给所述最佳步序列中的每步；获取与在所述中间配置中的所述铺设斜坡(5)的所述配置相关以及与所述估计值一致的数据；并且比较所述估计值和所获取的数据。
4.根据权利要求3所述的电子控制系统，还被配置为在所获取的与所述铺设斜坡的所述中间配置相关的数据和所述估计值之间的差值满足给定的接受标准时，传输命令，以实施所述最佳步序列中的至少另一步。
5.根据权利要求3所述的电子控制系统，还被配置为在所获取的与所述铺设斜坡的所述中间配置相关的数据和所述估计值之间的差值不满足给定的接受标准时，禁止所述最佳步序列中的进一步的步的实施。
6.根据权利要求5所述的电子控制系统，还被配置为:生成另一些多个步序列，以将所述铺设斜坡(5)的所 述配置从中间配置变成所述第二工作配置；以及根据所述多个步序列以及所获取的数据，选择另一个最佳步序列，以便在初始中间配置和所述第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在所述管道(2)中诱导的所述应力。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制系统，还被配置为使用基于遗传算法的方法来选择所述最佳步序列，并且构造与在所述管道(2)中诱导的所述应力相关的适应度函数。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的电子控制系统，还被配置为获取由所述铺设船(I)和所述铺设斜坡(5)传输给所述管道(2)的力。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的电子控制系统，还被配置为计算在所述铺设船(I)与所述水体(4)的所述河床(3)之间的所述管道(2)的所述配置。
10.根据权利要求8和9所述的电子控制系统，还被配置为计算在所述管道(2)中诱导的所述应力。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制系统，还包括:中央监控系统(20)，被配置为获取、监控以及记忆与所述铺设斜坡(5)和所述铺设船(I)相关的可检测的数据；以及管道铺设引导系统(21)，连接至所述中央监控系统(20)还被配置为实时监控在所述管道(2)中诱导的所述应力。
12.根据权利要求11所述的电子控制系统，还包括:铺设斜坡管理系统(22)，包括计算机计划器(29)，所述计划器被配置为实施优化程序以确定所述最佳步序列；以及计算机调度器(30)，用于实施和检查这些步。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制系统，还被配置为利用第一给定步生成第一多个步序列并且利用第二给定步生成第二多个步序列，以将所述铺设斜坡(5)的所述配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据所获取的数据以及分别根据所述第一和第二多个步序列，至少选择第一和第二最佳步序列，以在所述第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在所述管道(2)中诱导的应力；所述第一给定步大于所述第二给定步。
14.一种铺设船，包括根据前述权利要求中任一项所述的控制系统。
15.一种铺设船的可变配置的铺设斜坡，所述铺设斜坡包括多个互连的倾斜可调的区段(11、12、13)以及安装至所述区段(11、12、13)的多个可调支架(14);步序列中的每步与在所述区段(11、12、13)与所述支架(14)之间的部件的运动对应；并且所述铺设斜坡(5)被可操作地连接至根据权利要求1到13中任一项所述的控制系统。
16.一种铺设船，包括根据权利要求15所述的可变配置的铺设斜坡。
17.—种控制方法，用于控制管道铺设船的可变配置的铺设斜坡，以在水体的河床上铺设管道；所述控制方法包括以下阶段:获取与所述铺设斜坡(5)的配置相关的数据、与所述铺设船(I)相关的数据以及与在所述管道(2)中诱导的应力相关的数据；生成多个步序列，以将所述铺设斜坡(5)的所述配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据所述多个步序列以及所获取的数据，选择至少一个最佳步序列，以在所述第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在所述管道(2)中诱导的所述应力。
18.根据权利要求17所述的控制方法，还包括以下阶段:将命令传输至所述铺设斜坡 (5),以实施所述最佳步序列中的至少一步。
19.根据权利要求18所述的控制方法，还包括以下阶段:将与所述铺设斜坡(5)的所述中间配置相关的估计值分配给所述最佳步序列中的每步；获取与在所述中间配置中的铺设斜坡(5)的配置相关以及与所述估计值一致的数据；并且比较所述估计值和所获取的数据。
20.根据权利要求19所述的控制方法，还包括以下阶段:在所获取的与所述铺设斜坡的所述中间配置相关的数据和所述估计值之间的差值满足给定的接受标准时，将命令传输至所述铺设斜坡(5)，以实施所述最佳步序列中的至少另一步。
21.根据权利要求19所述的控制方法，还包括以下阶段:在所获取的与所述铺设斜坡的所述中间配置相关的数据和所述估计值之间的差值不满足给定的接受标准时，禁止所述最佳步序列中的进一步的步的实施。
22.根据权利要求21所述的控制方法，还包括以下阶段:生成另一些多个步序列，以将所述铺设斜坡(5)的所述配置从中间配置变成所述第二工作配置；以及根据所述多个步序列以及所获取的数据，选择另一个最佳步序列，以在初始中间配置和所述第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在所述管道(2)中诱导的所述应力。
23.根据权利要求17到22中任一项所述的控制方法，还包括以下阶段:使用基于遗传算法的优化方法来选择所述最佳步序列，并且构造与在所述管道(2)中诱导的所述应力相关的适应度函数。
24.根据权利要求17到23中任一项所述的控制方法，还包括以下阶段:检测由所述铺设船(I)和所述铺设斜坡(5)传输至所述管道(2)的力。
25.根据权利要求17到24中任一项所述的控制方法，还包括以下阶段:计算在所述铺设船(I)与所述水体(4)的所述河床(3)之间的所述管道(2)的所述配置。
26.根据权利要求24和25所述的控制方法，还包括以下阶段:计算在所述管道(2)中诱导的所述应力。
27.根据权利要求17到26中任一项所述的控制方法，并且其中，所述铺设斜坡包括多个互连的倾斜可调的区段(11、12、13)以及安装至所述区段(11、12、13)的多个可调支架(14);在步序列中的每步与在所述区段(11、12、13)与所述支架(14)之间的部件的运动对应。
28.根据权利要求17到27中任一项所述的控制方法，还包括以下阶段:利用第一给定步生成第一多个步序列并且利用第二给定步生成第二多个步序列，以将所述铺设斜坡(5)的所述配置从第一工作配置变成第二工作配置；以及根据所获取的数据以及分别根据所述第一和第二多个步序列，至少选择第一和第二最佳步序列，以在所述第一和第二工作配置之间的每个中间配置中，最小化在所述管道(2)中诱导的应力；所述第一给定步大于所述第二给定步。
29.一种计算机程序，可直接载入计算机(27、29、30)的存储器内，并且在由所述计算机实施时，被设计为执行在根据权利要求17到28中任一项所述的方法中的所述阶段。
30.一种程序产品，包括可读介质，在所述可读介质上记忆根据权利要求29所述的程序。
【文档编号】F16L1/225GK104081099SQ201380006818
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年1月28日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】斯特凡诺·拜恩切, 费代里科·加焦蒂, 费代里科·福尔门蒂尼, 斯特凡诺·索维拉, 罗伯托·布鲁斯基, 迭戈·拉扎林 申请人:塞彭公司