本发明涉及船坞管理，具体涉及一种基于ai无人驾驶船的智慧船坞装置和管理系统。
背景技术：
1、船坞是一种可以用于造船或者修船的工程作业船舶。船坞利用其沉浮系统使得其他船舶在不同的水域进出船坞的坞舱进行作业，船坞是船厂的重要大型设备主要用于船舶的检修。
2、近年来对船坞的需求量越来越大，同时对浮船坞的高效性和可靠性要求也日益增加，船坞要实现沉浮就要有一套自己的浮沉系统，以往为了使浮船坞快速平稳的实现沉浮，都是工作人员根据在浮船坞上所监测到的浮船坞六点吃水值，经过判断进行手动的调节浮船坞的各个压载舱的排水进水阀以及各支管阀的开度实现对各压载舱水量的调节，从而通过水量的变化实现船坞沉浮。这种方法不仅效率低，劳动强度大而且可靠性差，且目前对于一些无人驾驶船需要用电补充时，船坞缺乏用电供给能力，或者船坞的供电设备损坏、功率不足等问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于ai无人驾驶船的智慧船坞管理系统，包括：
2、数据交互模块，用于获取网络系统参数信息，基于所述网络系统参数信息构建无线传输网络，基于所述无线传输网络，根据无人驾驶船的交互请求进行数据交互控制；
3、沉浮控制模块，用于基于所述无线传输网络，根据所述交互请求对预先安装的智慧船坞装置进行集中式整体评估，获取评估结果，基于所述评估结果对智慧船坞进行沉浮控制；
4、电池监测模块，用于基于所述无线传输网络和交互请求，通过云平台对智慧船坞的电池模块进行充放电监测，获取监测结果；
5、控制管理模块，用于根据所述评估结果和充电监测结果，通过云平台系统对智慧船坞进行控制管理。
6、优选的，所述数据交互模块具体用于：
7、获取所需的网络系统参数信息，计算得到终端信噪比数据；
8、基于所述终端信噪比数据，对无人驾驶船、智慧船坞和远程云平台进行发射功率参数调整，获取匹配网络数据；
9、根据所述匹配网络数据，构建无线传输网络，基于所述无线传输网络，将无人驾驶船的交互请求通过访问接口发送至智慧船坞和云平台进行数据交互；
10、通过所述云平台对接收到的交互请求进行指令分析，确定反馈指令，并将所述反馈指令发送至所述无人驾驶船和智慧船坞；
11、当所述智慧船坞接收到所述反馈指令后对标识访问接口进行解锁，所述无人驾驶船根据实时指令和智慧船坞解锁后的访问接口进行连接；
12、通过所述云平台对所述无人驾驶船和智慧船坞进行数据交互控制。
13、优选的，所述沉浮控制模块具体用于：
14、基于预先建立的智慧船坞装置，对所述智慧船坞装置中智慧船坞检测模块的各模型运行参数数据进行分布式采集；
15、基于当前智慧船坞的运行数据，分别对所述智慧船坞检测模块进行分布式处理；
16、其中，所述分布式处理包括：智慧船坞状态监视、风险预警、故障诊断和故障处置；
17、汇总智慧船坞进行所述分布式处理后的二级运行数据，基于所述二级运行数据对所述智慧船坞装置进行集中式整体评估，获取评估结果；
18、当所述评估结果显示评估正常时，通过无线传输网络将所述评估结果反馈至云平台和无人驾驶船，所述云平台对智慧船坞进行沉浮控制；
19、其中，所述智慧船坞装置包括分布式部署的监控系统、集中式部署的分析决策中心和远程无线连接的云平台数据分析模块；
20、优选的，所述沉浮控制模块中智慧船坞装置的基础设备包括下述中的一种或多种设备：cup设备、智慧船坞检测模块、姿态检测设备、支管阀、吃水传感器和水位传感器；
21、其中，所述智慧船坞检测模块的构建包括：
22、通过所述智慧船坞装置的基础设备获取智慧船坞的正常运行数据；
23、所述正常运行数据包括：姿态数据、压载数据、浮态数据、电力数据；
24、对所述姿态数据进行拟合，获取姿态函数，通过所述姿态函数获取船坞的沉浮曲线；
25、基于所述沉浮曲线，通过最小二乘法得到船坞吃水和船坞水仓水体积的沉浮姿态函数，基于所述沉浮姿态函数构建智慧船坞沉浮姿态模型；
26、根据所述压载数据，计算得到船坞排水量，根据所述船坞排水量和空船坞质量，计算智慧船坞吃水差，根据所述智慧船坞吃水差和智慧船坞基本参数计算船坞纵向复原力矩和纵倾力矩；
27、所述船坞基本参数包括船坞纵倾角、船坞长度、宽度和船坞浮心坐标数据；
28、根据所述船坞排水量、智慧船坞吃水差、船坞纵向复原力矩和纵倾力矩，构建智慧船坞配载模型；
29、通过所述浮态数据和沉浮姿态函数，确定当前智慧船坞的浮态参数，基于所述浮态参数构建智慧船坞浮态检测模型；
30、基于所述智慧船坞沉浮姿态模型、智慧船坞配载模型和智慧船坞浮态检测模型，构建智慧船坞检测模块。
31、优选的，所述沉浮控制模块中智慧船坞沉浮姿态模型计算公式如下：
32、其中，
33、
34、其中，
35、式中，a表示智慧船坞沉浮姿态模型；f表示沉浮姿态函数；αi表示智慧船坞第i个姿态数据；n表示姿态数据总数；h表示船务吃水高度；v船坞水仓水体积表示；g表示智慧船坞自身重力；w表示智慧船坞宽度；l表示智慧船坞长度；g表示重力加速度；ρ表示水的密度；α表示智慧船坞姿态数据均值；v表示船坞水仓水体积；δ表示智慧船坞姿态修正系数；ζ表示加权系数；η表示拟合误差。
36、优选的，所述沉浮控制模块中智慧船坞配载模型计算公式如下：
37、
38、其中，
39、
40、式中，p表示；η表示智慧船坞的配载参数；v排船坞的排水量；yl智慧船坞吃水差；ml表示船坞纵向复原力矩；ζl表示船坞纵向复原力矩纵倾力矩；βj表示第i个船坞浮心坐标数据；k表示船坞浮心坐标数据总数；w表示智慧船坞宽度；l表示智慧船坞长度；z表示表示附体系数；θ表示船坞纵倾角；ε表示液面修正系数。
41、优选的，所述沉浮控制模块中智慧船坞浮态检测模型计算公式如下：
42、
43、式中，as表示智慧船坞浮态检测模型；表示第i个浮态数据；m表示浮态数据总数；f表示沉浮姿态函数；τ表示浮态参数；π表示异常信号；ω表示检测阈值影响因子；w表示智慧船坞宽度；l表示智慧船坞长度。
44、优选的，所述电池监测模块具体用于：
45、所述基于所述无线传输网络和交互请求，通过云平台对智慧船坞的电池模块锁定，获取无人驾驶船的充放电数据和所述电池模块的电量数据；
46、其中，所述电池模块包括：太阳能供电设备、储能供电设备和逆变器设备；
47、根据所述充放电数据和电量数据，确定无人驾驶船的电池的功率需求，基于所述功率需求，通过云平台对匹配智慧船坞的电池模块进行电池接口和连接方式匹配，获取匹配结果；
48、基于所述匹配结果，设置所述供电模块中各供电设备切换开关的通断状态，并对开关状态为开通的供电设备进行功率调节，通过所述电池模块输出无人驾驶船的电池的需求功率；
49、基于所述需求功率，通过云平台对智慧船坞的电池模块进行充放电监测，获取监测结果。
50、优选的，所述电池监测模块中基于所述需求功率，通过云平台对智慧船坞的电池模块进行充放电监测，获取监测结果，包括：
51、通过云平台对接收到的所述需求功率和云平台中电池智能监测单元实时采集得到智慧船坞的电池模块的运行状态及环境参数数据进行阈值监测，获取监测结果；
52、其中，所述监测结果为：充放电状态正常和充放电状态异常；
53、当所述需求功率、智慧船坞的电池模块的运行状态和环境参数数据超过预先设定的阈值时，则显示监测结果为充放电状态异常，反之则显示监测结果为充放电状态正常；
54、当所述监测结果显示充放电状态异常时，云平台中电池智能监测单元对智慧船坞的电池模块进行报警，得到报警信息；
55、基于所述报警信息，通过云平台通知运维工作人员对智慧船坞的电池模块进行检查处理。
56、优选的，所述控制管理模块具体用于：
57、通过云平台对所述评估结果和监测结果发送至智能管理终端，通过所述智能管理终端接生成调整指令；
58、其中所述调整指令包括：智慧船坞正常启用、智慧船坞短期暂停启用和智慧船坞长期暂停启用；
59、当所述评估结果显示正常且监测结果显示充放电状态正常时，调整指令为智慧船坞正常启用；
60、当所述评估结果显示正常且监测结果显示充放电状态异常时，调整指令为智慧船坞短期暂停启用；
61、当所述评估结果显示异常且监测结果显示充放电状态正常时，调整指令为智慧船坞短期暂停启用；
62、当所述评估结果显示异常且监测结果显示充放电状态异常时，调整指令为智慧船坞长期暂停启用。
63、本发明还提供一种基于ai无人驾驶船的智慧船坞装置，包括下述中的一种或多种设备：cup设备、智慧船坞检测模块、姿态检测设备、支管阀、吃水传感器和水位传感器；
64、其中，所述cup设备、智慧船坞检测模块和姿态检测设备通过无线传输网络进行连接；
65、所述cup设备通过所述无线传输网络分别与无人驾驶船和云平台连接；
66、所述吃水传感器、水位传感器分别与智慧船坞检测模块电连接；
67、所述支管阀分别与吃水传感器、水位传感器及智慧船坞水舱管道连接；
68、通过所述cup设备获取智慧船坞的运行数据；
69、其中，所述智慧船坞检测模块的构建包括：
70、通过所述智慧船坞装置的基础设备获取智慧船坞的正常运行数据；
71、所述正常运行数据包括：姿态数据、压载数据、浮态数据、电力数据；
72、对所述姿态数据进行拟合，获取姿态函数，通过所述姿态函数获取船坞的沉浮曲线；
73、基于所述沉浮曲线，通过最小二乘法得到船坞吃水和船坞水仓水体积的沉浮姿态函数，基于所述沉浮姿态函数构建智慧船坞沉浮姿态模型；
74、根据所述压载数据，计算得到船坞排水量，根据所述船坞排水量和空船坞质量，计算智慧船坞吃水差，根据所述智慧船坞吃水差和智慧船坞基本参数计算船坞纵向复原力矩和纵倾力矩；
75、所述船坞基本参数包括船坞纵倾角、船坞长度、宽度和船坞浮心坐标数据；
76、根据所述船坞排水量、智慧船坞吃水差、船坞纵向复原力矩和纵倾力矩，构建智慧船坞配载模型；
77、通过所述浮态数据和沉浮姿态函数，确定当前智慧船坞的浮态参数，基于所述浮态参数构建智慧船坞浮态检测模型；
78、基于所述智慧船坞沉浮姿态模型、智慧船坞配载模型和智慧船坞浮态检测模型，构建智慧船坞检测模块。
79、本发明的有益效果是：1.一种基于ai无人驾驶船的智慧船坞装置和管理系统，包括：数据交互模块，用于获取网络系统参数信息，基于所述网络系统参数信息构建无线传输网络，基于所述无线传输网络，根据无人驾驶船的交互请求进行数据交互控制；沉浮控制模块，用于基于所述无线传输网络，根据所述交互请求对预先安装的智慧船坞装置进行集中式整体评估，获取评估结果，基于所述评估结果对智慧船坞进行沉浮控制；电池监测模块，用于基于所述无线传输网络和交互请求，通过云平台对智慧船坞的电池模块进行充放电监测，获取监测结果；控制管理模块，用于根据所述评估结果和充电监测结果，通过云平台系统对智慧船坞进行控制管理，通过本发明不仅可以实现智慧船坞装置中智慧船坞检测模块可以实时有效的检测、监测与控制船坞在沉浮过程中的可能出现的倾斜或变形，而减轻船员的操作强度以及增强被修船舶在被抬举过程中的安全性，因此本发明的方法可以加快船坞的沉浮速度，有效的提高效率，而且通过构建的无线传输网络可以通过云平台对无人驾驶船和智慧船坞进行远程监测和控制管理，现实船坞智能化管理，节省时间和人力；
80、2、本发明还可以通过云平台对智慧船坞的电池模块进行充放电监测，不仅可以实时掌握无人驾驶船的用电需求，以及对智慧船坞的供电能力进行监控，最大效率的实现对无人驾驶船的用电供给，还能监测、检测供电设备保证用电安全，以及解决目前船坞存在的供电功率不足等问题。