CN107111797A - 方法 - Google Patents
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Abstract
一种模拟执行天气受限海上作业所需时间的方法包括:创建海上作业模型;向所述模型输入一个或多个变量;根据所述一个或多个变量运行所述模型,所述模型确定执行所述作业所需的时间。
Description
本发明涉及一种对执行天气受限海上作业所需时间进行建模的方法。
为了执行海上和海底作业风险管理中的推荐做法所要求的技术评估并且按照行业中的最佳做法,在执行天气受限海上作业之前,有必要评估作业期间的局部气候对作业的影响。
当考虑项目的商业风险时,这种评估同样是有用的。
根据本发明,提供了一种执行天气受限海上作业所需时间的模拟方法,包括:创建海上作业模型;向所述模型输入一个或多个变量;根据所述一个或多个变量运行所述模型,所述模型确定执行所述作业所需的时间,其中,所述确定包括处理与以下各项中的一项或多项有关的信息:
·处理作业中正要执行步骤时的位置以及在执行所述步骤之前的上一步骤时的船舶位置,
·使用船舶参数数据和海洋气象数据处理在不同时间点的船舶速度,
·基于天气追算数学模型处理历史天气预报数据,截止至预报所需时间点,
·在时间窗内模拟待执行的作业之前处理时间窗,使海洋气象条件位于指定的范围内,并且进一步包括在模拟所述作业之后立即继续所述模拟方法,
·处理潮汐数据,用于从多个起始时间的范围内自动地选择能够最小化作业时长的时间,
·处理相关人员的可用性,
·处理所述船舶在现场暂停所述作业的能力,
·当作业中待执行的任务属于重复任务时,允许在所述作业中改变所述重复任务的持续时长,
·使用一个或多个海洋气象和/或船舶参数允许另外的海洋气象和/或船舶参数连续变化,
·使用船舶数学模型来确定所述船舶在作业时的移动,
·处理结合有海洋气象追算信息的海洋气象预报数据,以提供预报的作业计划和时长,以及
·处理设备或船舶故障的统计概率,以及通知所述船舶或设备执行所述作业的可用性。
根据本发明的此方面,可以提供用于近海作业计划的计算工具。以此方式,项目进度和成本可以得到计算,从而使得可以更准确地并且以更少的人工介入来执行作业的技术评估。
优选地,所提出的方法执行作业的多次模拟。
术语“海洋气象”是指作业中的特定时间点的气象和海洋条件。
通过仅有的示例所附的附图,本发明可以得到清楚地并且完整地公开。其中,该附图1示出了对执行天气受限海上作业所需时间进行建模的海上作业模型的演算方法的流程图。
执行本方法的各个步骤:
步骤S1:计划海上作业的步骤
在此阶段,列出海上作业的所有步骤。例如,可以列出安装海底地基的作业,如下表1所示:
表1
步骤ID | 步骤描述 | 位置 | 时长 |
1 | 用于作业人员的船舶就位 | 港口 | 4小时 |
2 | 将水下机器人(ROV)调至船舶 | 港口 | 12小时 |
3 | 将地基升到甲板 | 港口 | 6小时 |
4 | 将压舱物升到甲板 | 港口 | 4小时 |
5 | 对地基和压舱物装船固定 | 港口 | 24小时 |
6 | 检查员检查现场 | 近海现场 | 30分钟 |
7 | 使ROV下水 | 近海现场 | 10分钟 |
8 | 将地基降到海底 | 近海现场 | 15分钟 |
9 | 检查确认地基位置 | 近海现场 | 5分钟 |
10 | 将压舱物降到地基中 | 近海现场 | 15分钟 |
11 | 检查确认地基稳定性 | 近海现场 | 5分钟 |
12 | 回收ROV | 近海现场 | 10分钟 |
13 | 从船舶调走ROV | 港口 | 12小时 |
14 | 船舶检查 | 港口 | 6小时 |
这个列表可以附加有其他信息,诸如:
·可以并行地执行哪些作业
·需要执行哪些作业,而不会因为天气延误而暂停
·需要在前述作业之后立即执行哪些作业,而不会因为作业之间的天气原因而暂停
·应当在一天中的什么时间开始作业
·如果作业可以因为天气原因而暂停,恢复作业所需的时长
·哪些船员被安排执行各项工作;例如,焊接船员可以分配至装船固定,码头船员将地基升到船舶上,等等。
在上表中简单列出的位置通常情况下被指定成具有相对良好的精确性,可能精确到米。
步骤S2:确定海上作业的正确船舶
当为作业选择合适的船舶时,通常需要考虑多个因素。船舶能力、可用性及成本将通常全部被涉及到。可能存在多个船舶待考虑和比较的情况,这时,整个分析过程会被进行多次;每个船舶一次。
除了确定作业的正确航海船舶之外,还可以要求选择一个或多个飞行器,诸如有人驾驶飞行器(通常是直升机)或无人驾驶飞行器(UAV)。
步骤S3:确定作业位置、作业港口、作业路线
在此步骤,将在地理上指定待分析的近海作业的精确位置。如果正在分析的作业涉及多个位置点(例如,维护一组近海风力涡轮机),则将需要指定这些位置点中的每一个位置点。在下表2中给出了示例。
表2
位置 | 经度(°E) | 维度(°N) |
位置1 | 4.4500 | 52.5917 |
位置2 | 4.4361 | 52.5866 |
位置3 | 4.4583 | 52.5972 |
位置4 | 4.4298 | 52.5911 |
位置5 | 4.4235 | 52.5956 |
位置6 | 4.4172 | 52.6001 |
位置7 | 4.4109 | 52.6046 |
位置8 | 4.3982 | 52.6136 |
然后确定作业港口。将考虑港口的可用性、到现场的接近度以及可达性和能力。可以考虑多个港口,并且因此类似于船舶选择(上述步骤S2),整个分析可以执行多次,每次选择不同的港口。
对于每一个港口,可以确定多个不同的参数,诸如:
·作业中涉及的各船舶访问港口所需的潮汐高度
·各船舶可以安全地进入并离开港口的海洋气象条件
·与使用港口相关联的港口费用。
关于飞行器,需要类似考虑飞机场或降落地点位置、海拔和物流能力以及包括任何改道或替代路线的飞行航线。
步骤S4:确定海上作业步骤的海洋气象限制
在此步骤,重要的是认识到由于海上作业的限制而施加哪些海洋气象限制。例如,可能仅仅能够在某些特定风速下实现升降;如果海浪高度过高或者如果海浪高度和持续时间的组合造成非期望的移动,则甲板上的作业可能变得困难或危险。
将通过在每个任务的基础上添加附加信息来扩展表1中列举的一些以上作业,如下表3所例示:
表3
步骤S5:确定船舶、速度、成本等等的海洋气象限制
存在大量的参数来规定船舶如何在海上作业。这些参数范围规定什么海洋气象条件能够运输、能够以什么速度运输、什么时候能够将其位置稳定在现场等等。例如,海浪高度非常会限制自升式驳船运输到工作地点,并且海浪高度可能甚至更限制自升式驳船在其船脚托起。然而,一旦在现场建立自升式驳船,其能够在许多其他船舶可能无法在海上停留的恶劣天气条件下而停留在现场。
通常,海浪高度限制船舶可以运输的速度,并且此信息对于在稍后的阶段准确地对运输进行建模是重要的。
另外,对于不同的船舶,燃料消耗率将不同,并且燃料消耗率将根据船舶的工作而改变。当然,此信息对于理解船舶作业的成本也是重要的。还可以在此步骤确定船舶的主要租船成本。
步骤S6:获得作业地点的局部海洋气象追算信息
分析需要利用待执行作业的地点的海洋气象数据。所需要的历史海洋气象数据的类型将取决于所执行的作业;例如,近海的作业将很少需要知道洋流的具体细节,因为其影响将通常非常低以至于不会影响作业。经常需要海浪高度和风速,但是所使用的精确的统计数据(例如有效海浪高度或最大海浪高度)可能根据作业而改变。海浪周期对于准确的分析也会是重要的。由分析作业的人员或团队判断什么数据重要。如果气象塔靠近作业现场或者如果准确的卫星数据可供使用,则可以利用所观察到的数据,或者可以从现有的数学模型(使用来自其他位置的观察数据)获得数据以确定相关参数的历史表现。NOAA(美国国家海洋和大气局)的WaveWatch III(注册商标)是这种建模的示例。
此步骤的结果是诸如表4的历史数据表格:
表4
通常,这种海洋气象数据表格将扩展到至少十年,但是可以具有适合分析作业的任何时间长度。
步骤S7/S9/S10
功能模型演算的作业人员将通常选择合适的起始日期范围来分析作业。一年中的特定时期会对作业长度具有显著的影响。该演算为作业人员所选择的日期范围自动地重新分析作业。
步骤S8:针对一个开始日期模拟作业
这是整个演算的中心过程并且形成数据分析的基础。
作业根据计划按照时间逐步模拟。在每一步中,可以被执行的工作继续,并且执行船舶的所需的任何运输。
在这个模拟结束时,可以计算作业的时长和成本,并且还可以计算作业内的单个任务或任务群组的时长/成本。其他种类的其他信息也将可供使用;例如,船舶花费多长时间在港口或近海;船舶花费多长时间闲置等待合适的条件来作业;以及每个船舶花费多长时间供出租。
步骤S11:执行统计分析
使用标准统计方法来处理步骤S8所生成的信息,以确定这种汇总统计数据的均值以及作业的平均时长和成本。还可以考虑作业时长和成本的分布,产生如下表5的表格:
表5
百分位 | 作业时长 | 作业成本 |
10 | 10.3天 | £100.020 |
25 | 15.2天 | £155.880 |
50 | 16.3天 | £180.120 |
75 | 18.2天 | £200.540 |
90 | 30.3天 | £500.640 |
还可以针对一年中的不同时期制作这些统计数据,产生表格,诸如下表6:
表6
本计算机执行方法的一个有利特征是自动地确定船舶应在何时运输。常规的方法需要在整个作业的时长和位置中指定作业所涉及的船舶的运输。通过使用待执行的步骤的地理位置(从图1中D4处的数据库获得)和在该步骤之前涉及的船舶的地理位置,自动地确定在作业中的具体点需要发生运输。
从去往和来自港口的已知安全航道(来自图1中的D4和D5处的数据库)计算运输路径。运输起始时间将通常被设定为在船舶所执行的上一个任务之后,并且如果由于船舶的限制而无法完成运输,则该运输起始时间会被延迟。
因此,如果计划在现场执行任务并且天气恶化到所述船舶无法在现场停留的程度,运输被自动地规划为在暴风雨到来之前离开现场并且在暴风雨过去之后返回现场。类似地,如果计划在现场执行任务并且现场的天气太不稳定以至于无法执行该任务,到现场的运输被自动地规划为在天气稳定到能够执行该任务之后船舶才到达。
统计分析不仅用于通知用于执行作业的船舶或设备的可用性而且还用于确定设备或船舶在作业期间故障的概率。
还对燃料、水和其他消耗品的消耗进行建模(在D2处的数据库中指定容量和消耗率)。如果船舶上的供给下降到预定水平以下,自动地规划从适当的港口出发和去往适当港口以进行再补给。还对在特定步骤中使用的部件(例如,涡轮机或螺栓数量)消耗进行建模,从而使得如果供给下降到预定水平以下,自动地规划从适当港口出发和去往适当的港口以进行再补给。
现有的方法仅考虑:如果规划任务,是否能够完成运输,即,海洋气象条件是否是可接受的。所有现有的方法都没有考虑在暴风雨时任务的进行情况。
另一个有利特征是通过在运输位置和作业位置的每一个时间点对船舶速度进行建模来计算船舶的速度。这个特征使用船舶参数(来自D2处的数据库)和海洋气象数据(来自D3处的数据库)。因为海洋气象数据可能需要涉及沿着路径的多个位置,用于运输速度计算的海洋气象数据点会在整个运输期间、基于每一时间点的船舶与海洋气象数据点之间的差距而改变。用于改变船舶速度的海洋气象数据可以包括但不限于:
·海浪高度
·海浪周期
·潮流速度
·潮流方向
·洋流
·风速
·风向。
船舶还具有耐久限制,诸如在返回最近的可到达港口或基地之前这些船舶的最长可作业时间,并且此数据还可以被包括在D2处的船舶参数数据库内。
一些当前方法要求在模拟之前计算每次运输的时间并且要求向运输施加固定的海洋气象限制。具体地仅针对运输建模的其他已知方法更准确,但是不对作业的剩余部分进行建模。
如以上已经提及的,从去往和来自港口的已知安全航道计算运输路径。
因此,不需要直接指定的和非集成的海洋气象限制和变量,可以对拖拽负载对船舶的影响进行建模以提供准确的速度数据。船舶模型可以被集成到模拟中或者其可以与主模拟不相关。
当船舶与其他船舶结队行进时,因为结队行进时可能需要停留,每个船舶上的运输时间限制可以被限制为最保守的限制。取决于船舶的存货,每个船舶的运输限制可以更保守;例如,当船舶运输敏感设备并且需要低速行进时,最大海浪高度或周期数据的影响可以被降低。船舶参数包括船舶可以运输的海洋气象条件的限制。如果无法在所要求的起始时间的情况下完成运输,则将调整运输的起始时间。
船舶参数(D2)和港口参数(D5)将指定船舶离开港口需要多长时间以及船舶离开港口的海洋气象限制。这些参数在每个船舶和每个港口的基础上是可变的。因此,如果无法为特定的船舶找到离开港口的合适时间窗,则将自动地调整运输到现场的起始时间。船舶参数还将指定船舶到达现场需要多长时间以及该任务的海洋气象限制。这些参数可以再次在每个船舶的基础上可变,从而使得如果在天气恶化到运输限制以下之前无法为抵达现场(例如,停泊)找到合适的时间窗,则将自动地调整运输到现场的起始时间。另外,船舶参数将指定船舶离开现场需要多长时间以及该任务的海洋气象限制。因为这些参数在每个船舶的基础上可变化,如果没有找到离开现场的合适时间窗,则将自动地调整运输到港口的起始时间。进一步地,船舶和港口参数还将指定船舶到达港口需要多长时间以及该任务的海洋气象限制。因为这些参数在每个船舶的基础上可变,如果在天气恶化到运输限制以下之前无法为抵达现场找到合适的时间窗,则将自动地调整运输到港口的起始时间。
一些现有的方法将运输考虑为固定的时长并且不考虑海洋气象条件对运输速度或使得船舶就位的影响。其他方法考虑了可达性(即,运输到现场)的多个海洋气象点,但是它们未考虑速度或现场到达作业。
本计算机实现的方法的另一个优点是使用历史预报来预测作业长度。常规的方法总是使用记录的数据、追算信息(基于记录数据的数学模型)或这两者的组合。当执行海上作业时,通常需要预报,但是预报的不确定性意味着当存在不确定性时作业可能无法继续。
本方法利用历史预报来确定船舶是否离开港口去往现场以及是否在现场执行作业。历史预报是使用对追算数学模型的已知预报模型形成的,截止至预报所需的时间点,以提供经模拟的历史预报。
在开始工作之前寻找稳定的天气窗口也是有利特征。通过工程分析、以往性能或这两者的组合确定执行作业步骤(如D1所指定的)的绝对限制。在开始作业之前,出于安全原因,海上安全检查员会要求预报的充分好天气的时长要比执行作业所严格需要的时长更长。另外,检查员会要求这些窗口具有比工程分析或以往性能所确定的限制更保守的限制。因此,本方法在模拟在一些时间窗内需要执行的一组任务之前寻找符合指定的范围内的海洋气象条件的这些时间窗。然而,不像已知方法,本方法在模拟待执行的任务之后紧接着继续进行模拟,而不是在所发现的窗口之后,以根据海上安全检查员的要求而保守地限制相关时间窗。
当执行将受潮流限制的作业时,大小潮周期显然会是非常重要的。确定在这种环境中开始作业的最佳时间非常重要,因为可能需要一定的准备和运输时间,并且作业内的不同任务将具有不同的潮汐流限制。当请求特定的起始日期时,本方法:
·仅施加潮流海洋气象限制来运行作业,开始于所指定的起始日期有关的天数和时间范围内,
·在所述起始天数和时间范围内选择最小化作业时长的时间,
·向所选择的起始日期/时间应用参数化补偿,以及
·施加所有的海洋气象限制来模拟运行所述作业。
现有的方法都无法仅仅基于潮汐流限制自动地确定优选的起始时期。
本方法还能够将工作小时数限制到具体的时间表。例如,一些港口员工和其他船员具有特定的工作时间。能够在本方法中限制工作小时数推迟任务执行,直至存在合适的可供使用的人员,而不是(如已知方法那样)假设员工总是可供使用的。这些时间可在每个任务的基础上参数化。这不仅允许基于白天和船员在天气下的能力来限制作业,而且还允许添加船员工作时间作为作业限制。
尽管已知的是常规方法对作业中的任务是否可被半路暂停进行建模,本方法可以用于允许暂停作业,只要船舶能够在暂停期间保持在位。另外,还可以允许任务之间存在间歇,只要船舶能够在间歇期间保持在位。如果作业是移动作业(诸如海底电缆敷设作业)的话,船舶可能不被要求保持固定的位置,而是可能保持在移动的位置。
建模演算在重复任务时进行学习是重要的特征,因为海上作业中非常常见的是重复一个任务多次;例如,当安装一组设备时或维护多个设备时。已知的方法要求指定何时重复一个任务或一组任务,任务在每次重复时花费相同的时间。本方法允许保持在数据库D1中的信息指定当任务重复时可以改变,正如人们将期望的那样,在不存在技术问题时,重复任务将花费更短的时间,因为执行任务的人员变得更熟悉任务流程。另外,同一组重复任务内的不同任务可以在不同的速率改变时长。这导致更准确地反映现实海上作业,而不是这种作业的纯计算视图。
本方法还允许使用数学映射而不是固定的数字指定任务限制。例如,已知的方法仅允许对每个海洋气象参数施加固定的数学限制。对于某些海洋气象参数,与其他海洋气象参数进行更复杂的交互可能是重要的。例如,作业所允许的最大海浪高度可以在主海浪周期内连续地改变。因此,本方法允许一个或多个海洋气象参数允许使用任意映射连续地改变另一个海洋气象限制。
因此,可以将相同的任意映射用于指定船舶限制。这可以特别用于船舶的就位保持能力,其中,多个连续改变的参数将影响船舶的位置。
本方法也可以通过船舶移动而不是海洋气象限制指定任务限制。在已知方法中,要求在执行分析之前确定任务的海洋气象限制。然而,实际任务的实际限制可以是船舶移动;例如,甲板上特定点的俯仰、横摇、偏航、起伏和加速度。本方法使用数学船舶模型来确定船舶在现场或港口作业时的移动。优选地,船舶模型将包括船舶使得一个或多个子船舶下水的能力和/或机载飞行器起飞和降落的能力。
不仅有利的是对任何航海船舶进行建模,还有利的是在需要支持机载飞行器的作业中,使用特定于机载飞行器(例如,直升机和/或UAV)的数学机载飞行器模型。这种模型将与所选船舶数据一起工作,并且具体地与以下数据一起工作:
·海洋气象数据,包括风速、海浪高度、水平面可见度、云底高度、大气温度和将影响机载飞行器的使用的其他相关的海洋条件,
·机载飞行器数据,包括飞行器速度、作业高度、负载升降能力、乘客升降能力和耐久性,
·基础数据,包括飞机场或降落地位置、海拔和物流能力还有包括改道和可能的替代路线的飞行航线信息。
因此,可以相对准确地或者按照集成的方式或者与主作业模拟无关地对船舶、机载飞行器和海洋气象条件中的任意项的交互复杂性进行建模。
常规地,这种海上作业建模用于在作业之前的数天、数月或数年进行未来规划、产生天气风险报告。本方法可以使用简单的海洋气象预报数据而不是D3处的具有同一组其他信息的海洋气象数据库,进行单次模拟运行,以为在预报时间窗期间计划进行的作业提供预报作业计划和时长。本方法结合了用于预报时间窗的简单海洋气象预报数据以及来自本地的一系列不同组追算从而提供预报作业计划以及对可能总体作业时长的统计数据。这种类型的总体预报数据越来越可用并且形成一组不同的预报;同一天气模型运行具有稍微不同的初始条件;或不同的天气模型,每一个模型产生可能的未来天气图案,每一个模型被分配某个概率。本方法还允许为这些不同预报场景中的每一个场景运行作业模拟并且然后将这些组合成天气风险报告以用于在预报时间窗期间计划进行的作业。这带来了无价的现场决策工具。
Claims (31)
1.一种执行天气受限海上作业所需时间的模拟方法,包括:创建海上作业模型;向所述模型输入一个或多个变量;根据所述一个或多个变量运行所述模型,所述模型确定执行所述作业所需的时间,其中,所述确定包括处理与以下各项中的一项或多项有关的信息:
·处理作业中正要执行步骤时的船舶位置以及在执行所述步骤之前的上一步骤时的船舶位置,
·使用船舶参数数据和海洋气象数据处理在不同时间点的船舶速度,
·基于天气追算数学模型处理历史天气预报数据,截止至预报所需时间点,
·在时间窗内模拟待执行的作业之前处理时间窗,使海洋气象条件位于指定的范围内,并且进一步包括在模拟所述作业之后立即继续所述模拟方法,
·处理潮汐数据,用于从多个起始时间的范围内自动地选择能够最小化作业时长的时间,
·处理相关人员的可用性,
·处理所述船舶在现场暂停所述作业的能力,
·当作业中待执行的任务属于重复任务时,允许在所述作业中改变所述重复任务的持续时长,
·使用一个或多个海洋气象和/或船舶参数允许另外的海洋气象和/或船舶参数连续变化,
·使用船舶数学模型来确定所述船舶在作业时的移动,
·处理结合有海洋气象追算信息的海洋气象预报数据,以提供预报的作业计划和时长,以及
·处理设备或船舶故障的统计概率,以及通知所述船舶或设备执行所述作业的可用性。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述海上作业模型的被模拟运行多次。
3.根据权利要求1或2所述的方法,进一步包括使用来自于与待执行的作业的步骤的一个或多个地理位置有关的地理参数数据库的数据和在所述作业的所述步骤之前刚涉及的所述船舶的地理位置信息,由此自动地确定在所述作业中的特定点需要发生运输。
4.根据任一项前述权利要求所述的方法,进一步包括从去往和来自港口的安全航道的数据库中计算所述船舶的运输路径,所述运输的起始时间被设定为紧接着所述船舶执行的上一任务之后,并且如果由于所述船舶的限制无法完成所述运输,则所述运输的起始时间会被延迟。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,如果计划在现场执行任务并且天气恶化到所述船舶无法在现场停留的程度,所述运输被自动地规划为在暴风雨到来之前离开现场并且在暴风雨过去之后返回现场。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,如果计划在现场执行任务并且现场的天气太不稳定以至于无法执行所计划的任务,到现场的运输被自动地规划为在天气稳定到能够执行所计划的任务之后所述船舶才到达。
7.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述模拟方法包括确定所述作业期间的设备或船舶故障概率。
8.根据任一项前述权利要求所述的方法,进一步包括对所述船舶的消耗品使用进行建模。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,如果所述船舶上的消耗品下降到预定水平以下,自动地规划从港口出发和去往港口以进行再补给。
10.根据任一项前述权利要求所述的方法,进一步包括通过在每一个时间点对船舶速度进行建模来计算所述船舶的速度。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,当所述海洋气象数据需要涉及沿着路径的多个位置时,用于运输速度计算的海洋气象数据点会在整个运输期间、基于每一时间点的所述船舶与所述海洋气象数据点之间的差距而改变。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其中,取决于所述船舶是否与其他船舶结队行进和/或取决于所述船舶的存货,所述船舶的运输时间限制可以被限制为最保守的限制。
13.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述船舶参数数据包括所述船舶能够运输的海洋气象条件的限制,从而使得如果在特定的起始时间无法完成运输,则调整运输的起始时间。
14.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述船舶参数数据和港口参数数据指定所述船舶离开港口需要多长时间以及所述船舶离开所述港口的海洋气象限制。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,如果没有为特定的船舶找到离开港口的合适时间窗,则将自动地调整运输到现场的起始时间。
16.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述船舶参数数据指定所述船舶到达现场需要多长时间以及所述船舶到达的海洋气象限制。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,如果没有找到到达现场的合适时间窗,则将自动地调整运输到现场的起始时间。
18.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述船舶参数数据指定所述船舶离开现场需要多长时间以及所述船舶离开现场的海洋气象限制。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,如果没有找到离开现场的合适时间窗,则将自动地调整运输到港口的起始时间。
20.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述船舶参数数据和所述港口参数数据指定所述船舶到达港口需要多长时间以及所述船舶到达所述港口的海洋气象限制。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,如果没有找到到达港口的合适时间窗,则将自动地调整运输到所述港口的起始时间。
22.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述基于天气追算数学模型的历史天气预报数据用于预测海上作业时长。
23.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,处理有关潮汐数据的信息要求指定起始日期,所述方法于是:
·仅施加潮流海洋气象限制来运行作业模拟,开始于所指定的起始日期有关的时间和天数范围内,
·在测试的所述起始时间和天数范围内选择最小化作业时长的时间,
·向所选择的起始日期/时间应用参数化补偿,以及
·施加所有的海洋气象限制来模拟运行所述作业。
24.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,处理相关人员的可用性包括将工作小时数限制到具体的时间表。
25.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,当作业中待执行的任务属于重复任务时,允许在所述作业中改变所述重复任务的持续时长包括对属于同一组重复任务的不同任务建模,使得所述不同任务以不同速率变化任务执行期。
26.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述使用一个或多个海洋气象和/或船舶参数允许另外的海洋气象和/或船舶参数连续变化是通过任意映射进行的。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,所述任意映射用于指定船舶限制。
28.根据任一项前述权利要求所述的方法,进一步包括使用海洋气象预报数据进行单次模拟运行,以为在预报时间窗期间计划执行的作业提供预报作业计划和时长。
29.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,为不同预报场景运行作业模拟以产生天气风险报告,以用于在所述预报时间窗期间计划进行的作业。
30.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述确定进一步包括处理与提供作业支持的飞行器有关的信息。
31.根据权利要求30所述的方法,其中,所述处理集成有船舶参数以及::
·海洋气象数据,
·飞行器数据,
·飞行器基础数据。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
CN112508238A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-16 | 江苏提米智能科技有限公司 | 一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN112623265A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-04-09 | 中国直升机设计研究所 | 一种民用直升机海上救生性能验证试飞方法 |
CN114254848A (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-29 | 江苏金风科技有限公司 | 风力发电机组的安装工期预测方法及设备 |
Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
CN107656724A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-02 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 志愿船海洋水文气象观测软件、系统及软件开发方法 |
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KR102020745B1 (ko) * | 2019-03-22 | 2019-09-10 | 유하상 | 해양 공사의 공사 일정을 제공하는 방법 및 장치 |
CN110554698A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-10 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种海上风电场日常巡检无人船的路径优化方法 |
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WO2021249366A1 (zh) * | 2020-06-08 | 2021-12-16 | 上海山科机器人有限公司 | 自主作业设备和系统、控制方法及可读存储介质 |
KR102372684B1 (ko) * | 2021-07-30 | 2022-03-11 | 주식회사 에이투엠 | 해상풍력단지 유지보수를 위한 선박 운항 의사지원 서비스 제공 시스템 |
Family Cites Families (4)
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US8374898B2 (en) * | 2008-09-05 | 2013-02-12 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Bulk material ship routing and inventory management schedule optimization |
EP2669172A1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-04 | ABB Technology AG | Method and system for predicting the performance of a ship |
US20150072319A1 (en) * | 2013-08-18 | 2015-03-12 | Neeraj Zambare | System and method for integrated marine and process simulation |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114254848A (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-29 | 江苏金风科技有限公司 | 风力发电机组的安装工期预测方法及设备 |
CN112508238A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-16 | 江苏提米智能科技有限公司 | 一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质 |
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CN112623265B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-04-26 | 中国直升机设计研究所 | 一种民用直升机海上救生性能验证试飞方法 |
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