CN107229784A - 海缆作业模拟方法、装置及服务终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上工程技术领域，具体涉及一种海缆作业模拟方法、装置及服务终端，该海缆作业模拟方法及装置均应用于服务终端，该海缆作业模拟方法包括采集参数数据建立海底地貌模型，根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹，根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点，根据所述多个预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹，将所述船按照所述航行轨迹进行演示，将所述海缆按照所述下放轨迹直至下放到所述海底地貌模型进行演示。通过模拟不同的海缆作业方案，以便于事先分析不同的海缆作业方案的应用情况，进而确定较优的海缆作业方案。

Description

海缆作业模拟方法、装置及服务终端

技术领域

本发明涉及海上工程技术领域，具体而言，涉及一种海缆作业模拟方法、装置及服务终端。

背景技术

随着地球陆地石化等资源的枯竭，人们的注意力逐渐由内陆转向了近海岛屿风电、海洋石油等相关海洋资源。

据有关部门不完全统计，我国海岸线约1.8万公里，拥有超过5000个岛屿或海岛，这些岛屿或海岛有些有人类群体长期生活，有些适合发展近海风电，有些具有战略意义(如南沙、西沙群岛)这些岛屿与大陆的电力通信连接只有靠海底电缆、光纤电缆或光纤复合海底电缆等，除此之外，海洋石油平台也是海底电缆“使用大户”。

因此，海底电缆即海缆，运用十分广泛，而对于海缆海底的敷设施工非常复杂，且精度要求高，因此，提供一种海缆敷设的模拟系统是十分有必要的，以便于事先分析不同海缆敷设的应用情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海缆作业模拟方法，以实现模拟不同的海缆作业方案，以便于事先分析不同的海缆作业方案的应用情况，进而确定较优的海缆作业方案。

本发明的另一目的在于提供一种海缆作业模拟装置，以实现模拟不同的海缆作业方案，以便于事先分析不同的海缆作业方案的应用情况，进而确定较优的海缆作业方案。

本发明的另一目的在于提供一种服务终端，以实现模拟不同的海缆作业方案，以便于事先分析不同的海缆作业方案的应用情况，进而确定较优的海缆作业方案。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种海缆作业模拟方法，应用于服务终端，所述海缆由船牵引放置于海底，所述方法包括：

根据采集的海底参数建立海底地貌模型；

根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹；

根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点；

依据所述多个所述预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹；

按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种海缆作业模拟装置，应用于服务终端，所述海缆由船牵引放置于海底，所述装置包括：

建立模块，用于根据采集的海底参数建立海底地貌模型；

第一确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹；

第二确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点；

第三确定模块，用于依据所述多个所述预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹；

演示模块，用于按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

第三方面，本发明实施例还提供了一种服务终端，所述服务终端包括：

存储器；

处理器；以及

海缆作业模拟装置，所述海缆作业模拟装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述海缆作业模拟装置用于模拟所述海缆由船牵引放置于海底的过程，所述海缆作业模拟装置包括：

建立模块，用于根据采集的海底参数建立海底地貌模型；

第一确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹；

第二确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点；

第三确定模块，用于依据所述多个所述预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹；

演示模块，用于按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

本发明实施例提供的一种海缆作业模拟方法、装置及服务终端，该海缆作业模拟方法及装置均应用于服务终端，该海缆作业模拟方法包括采集参数数据建立海底地貌模型，根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹，根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点，根据所述多个预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹，将所述船按照所述航行轨迹进行演示，将所述海缆按照所述下放轨迹直至下放到所述海底地貌模型进行演示。通过模拟不同的海缆作业方案，以便于事先分析不同的海缆作业方案的应用情况，进而确定较优的海缆作业方案。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种服务终端的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种海缆作业模拟方法的流程示意图。

图3示出了本发明实施例提供的另一种海缆作业模拟方法的流程示意图。

图4示出了本发明实施例提供的一种海缆作业模拟装置的功能模块示意图。

图示：300-服务终端；310-海缆作业模拟装置；320-存储器；330-处理器；311-建立模块；312-第一确定模块；313-第二确定模块；314-第三确定模块；315-演示模块；316-计算模块；317-显示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，是本发明实施例提供的一种服务终端300的结构示意图，该服务终端300可以是，但不限于，台式电脑等其他智能电子设备，该服务终端300上安装有建模软件以便于建立海底地貌模型。该服务终端300包括海缆作业模拟装置310、存储器320以及处理器330。

该存储器320和处理器330各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述海缆作业模拟装置310包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器320中或固化在服务终端300的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器330用于执行存储器320中存储的可执行模块，例如海缆作业模拟装置310包括的软件功能模块及计算机程序等。

其中，存储器320可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器320用于存储程序，处理器330在接收到执行指令后，执行所述程序。

请参照图2，是本发明实施例提供的一种海缆作业模拟方法的流程示意图，该海缆作业模拟方法应用于服务终端300，该海缆作业模拟方法包括：

步骤S110，根据采集的海底参数建立海底地貌模型。

通过海上勘探设备勘探海底情况以采集海底参数，如采集山体、海沟、地形地貌等的海底参数，利用采集的海底参数通过虚拟现实建模语言VRML(Virtual RealityModeling Language)在相应的文件编辑系统里进行海底地貌模型的建立。在本发明实施例中采用VRML语言进行海底地貌模型的建立，当不限于此，还可以采用其他方式进行海底地貌模型的建立，如3DSMAX8.0软件和AutoCAD软件。

步骤S120，根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹。

根据海缆的实际施工情况划分不同的任务类型，如实际敷设海缆时，可能根据实际的施工环境以确定是先投放海缆后埋设海缆，或边投放海缆边埋设海缆。结合不同的任务类型，参考以往的实际海缆敷设经验，通过海上勘探设备采集船的可能的航行轨迹，即采集当船由此岸行驶到彼岸时的航行轨迹上多个由经度值和纬度值组成的坐标点。将采集到的多组坐标点输入第一服务终端300以模拟船的不同的航行轨迹。

步骤S130，根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点。

该海缆一般情况下垂直设置于船的下放，当船由此岸行驶到彼岸时，该海缆受到船的牵引逐渐下放至海底以完成敷设工作。因此，通过海上勘探设备采集船可能的航行轨迹上的第一坐标点时，同时采集垂直于船的航行轨迹的海缆下放轨迹上的多个第二坐标点。理想情况下，海缆的下放轨迹垂直于船的航行轨迹，当时海上情况复杂，该海缆的下放轨迹可能受到环境因素的影响而不能总是保持与船的航行轨迹垂直的状态。因此，通过海缆作业中的其他传感器采集环境参数，如海风或海流等，引入环境因素对海缆下放轨迹的影响，进而参考船的多个第一坐标点对应确定海缆的多个第二坐标点。

步骤S140，依据所述多个预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹。

将获取的多个第二坐标点输入第一服务终端300以模拟海缆的下放轨迹，不同的第二坐标点的选取将得到不同的海缆的下放轨迹。

步骤S150，按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

每一种船的航行轨迹对应于一种海缆的下放轨迹，一种船的航行轨迹以及一种海缆的下放轨迹构成了一种执行方案。将船按照该航行轨迹进行演示，将海缆按照该下放轨迹下放到海底地貌模型中进行演示，即是将不同的执行方案进行演示，以观察不同的执行方案的演示效果。如依照选中的执行方案进行演示的船的实际航行轨迹以及海缆的下放轨迹，进而分析该执行方案与实际需求的情况是否存在差异以及差异情况，进而在多个预定的执行方案中选取最合适的执行方案。

请参照图3，是本发明实施例提供的另一种海缆作业模拟方法的流程示意图，该海缆作业模拟方法应用于服务终端300，该海缆作业模拟方法包括：

步骤S210，根据采集的海底参数建立海底地貌模型。

通过海上勘探设备勘探海底情况以采集海底参数，如采集山体、海沟、地形地貌等的海底参数，利用采集的海底参数通过虚拟现实建模语言VRML(Virtual RealityModeling Language)在相应的文件编辑系统里进行海底地貌模型的建立。在本发明实施例中采用VRML语言进行海底地貌模型的建立，当不限于此，还可以采用其他方式进行海底地貌模型的建立，如3DSMAX8.0软件和AutoCAD软件。

步骤S220，根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹。

根据海缆的实际施工情况划分不同的任务类型，如实际敷设海缆时，可能根据实际的施工环境以确定是先投放海缆后埋设海缆，或边投放海缆边埋设海缆。结合不同的任务类型，参考以往的实际海缆敷设经验，通过海上勘探设备采集船的可能的航行轨迹，即采集当船由此岸行驶到彼岸时的航行轨迹上多个由经度值和纬度值组成的坐标点。将采集到的多组坐标点输入第一服务终端300以模拟船的不同的航行轨迹。

步骤S230，根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点。

该海缆一般情况下垂直设置于船的下放，当船由此岸行驶到彼岸时，该海缆受到船的牵引逐渐下放至海底以完成敷设工作。因此，通过海上勘探设备采集船可能的航行轨迹上的第一坐标点时，同时采集垂直于船的航行轨迹的海缆下放轨迹上的多个第二坐标点。理想情况下，海缆的下放轨迹垂直于船的航行轨迹，当时海上情况复杂，该海缆的下放轨迹可能受到环境因素的影响而不能总是保持与船的航行轨迹垂直的状态。因此，通过海缆作业中的其他传感器采集环境参数，如海风或海流等，引入环境因素对海缆下放轨迹的影响，进而参考船的多个第一坐标点对应确定海缆的多个第二坐标点。

步骤S240，依据所述多个预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹。

将获取的多个第二坐标点输入第一服务终端300以模拟海缆的下放轨迹，不同的第二坐标点的选取将得到不同的海缆的下放轨迹。

步骤S250，按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型

每一种船的航行轨迹对应于一种海缆的下放轨迹，一种船的航行轨迹以及一种海缆的下放轨迹构成了一种执行方案。将船按照该航行轨迹进行演示，将海缆按照该下放轨迹下放到海底地貌模型中进行演示，即是将不同的执行方案进行演示，以观察不同的执行方案的演示效果。如依照选中的执行方案进行演示的船的实际航行轨迹以及海缆的下放轨迹，进而分析该执行方案与实际需求的情况是否存在差异以及差异情况，进而在多个预定的执行方案中选取最合适的执行方案。

步骤S260，计算所述海缆相对于所述海底地貌模型之间的距离参数，计算所述海底地貌模型的坡度参数。

在进行演示的过程中，可以实时查看海缆敷设过程中距离海底地貌模型之间的距离参数，同时可以测量海底地貌模型的坡度参数以及其他参数，以便于更加了解海缆敷设的情况。

步骤S270，显示所述海缆和所述船的经度值和纬度值构成的坐标，以及所述海缆和所述船相对于预设坐标点的距离值构成的坐标。

在演示时，可显示船在航行轨迹上任一一点由经度值和纬度值构成的坐标，同时可显示海缆在下放轨迹上任一一点由经度值和纬度值构成的坐标。该船在航行轨迹上任一一点的坐标也可由距离值构成的横坐标和纵坐标表示，该海缆在下放轨迹上任一一点的坐标也可由距离值构成的横坐标和纵坐标表示，以便于及时了解该船航行距离以及海缆的下放距离。

请参照图4，是本发明实施例提供的一种海缆作业模拟装置310的功能模块示意图，该海缆作业模拟装置310应用于服务终端300，该海缆作业模拟装置310包括：

建立模块311，用于根据采集的海底参数建立海底地貌模型。

在本发明实施例中，步骤S110以及步骤S210可以由建立模块311执行。

第一确定模块312，用于根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹。

在本发明实施例中，步骤S120以及步骤S220可以由第一确定模块312执行。

第二确定模块313，用于根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点。

在本发明实施例中，步骤S130以及步骤S230可以由第二确定模块313执行。

第三确定模块314，用于依据所述多个所述预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹。

在本发明实施例中，步骤S140以及步骤S240可以由第三确定模块314执行。

演示模块315，用于按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

在本发明实施例中，步骤S150以及步骤S250可以由演示模块315执行。

计算模块316，用于计算所述海缆相对于所述海底地貌模型之间的距离参数，计算所述海底地貌模型的坡度参数。

在本发明实施例中，步骤S260可以由测量模块316执行。

显示模块317，显示所述海缆和所述船的经度值和纬度值构成的坐标，以及所述海缆和所述船相对于预设坐标点的距离值构成的坐标。

在本发明实施例中，步骤S270可以由显示模块317执行。

综上所述，本发明实施例提供的一种海缆作业模拟方法、装置及服务终端，该海缆作业模拟方法及装置均应用于服务终端，该海缆作业模拟方法包括采集参数数据建立海底地貌模型，根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹，根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点，根据所述多个预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹，将所述船按照所述航行轨迹进行演示，将所述海缆按照所述下放轨迹直至下放到所述海底地貌模型进行演示。通过模拟不同的海缆作业方案，以便于事先分析不同的海缆作业方案的应用情况，进而确定较优的海缆作业方案。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种海缆作业模拟方法，应用于服务终端，所述海缆由船牵引放置于海底，其特征在于，所述方法包括：

根据采集的海底参数建立海底地貌模型；

根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹；

根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点；

依据所述多个预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹；

按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

2.如权利要求1所述的海缆作业模拟方法，其特征在于，所述根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点的步骤包括：

依据预设的环境参数模拟实际应用环境以根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点。

3.如权利要求1所述的海缆作业模拟方法，其特征在于，所述根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点的步骤包括：

在每一个所述预设的第一坐标点垂直方向上确定多个预设的第二坐标点。

4.如权利要求1所述的海缆作业模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述海缆相对于所述海底地貌模型之间的距离参数，计算所述海底地貌模型的坡度参数。

5.如权利要求1所述的海缆作业模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：

显示所述海缆和所述船的经度值和纬度值构成的坐标，以及所述海缆和所述船相对于预设坐标点的距离值构成的坐标。

6.一种海缆作业模拟装置，应用于服务终端，所述海缆由船牵引放置于海底，其特征在于，所述装置包括：

建立模块，用于根据采集的海底参数建立海底地貌模型；

第一确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹；

第二确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点；

第三确定模块，用于依据所述多个所述预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹；

演示模块，用于按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。

7.如权利要求6所述的海缆作业模拟装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：

依据预设的环境参数模拟实际应用环境以根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点。

8.如权利要求6所述的海缆作业模拟装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：

在每一个所述预设的第一坐标点垂直方向上确定多个预设的第二坐标点。

9.如权利要求6所述的海缆作业模拟装置，其特征在于，所述装置还包括：

计算模块，用于计算所述海缆相对于所述海底地貌模型之间的距离参数，计算所述海底地貌模型的坡度参数。

10.一种服务终端，其特征在于，所述服务终端包括：

存储器；

处理器；以及

海缆作业模拟装置，所述海缆作业模拟装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述海缆作业模拟装置用于模拟所述海缆由船牵引放置于海底的过程，所述海缆作业模拟装置包括：

建立模块，用于根据采集海底参数据建立海底地貌模型；

第一确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定所述船的航行轨迹；

第二确定模块，用于根据多个预设的第一坐标点确定多个预设的第二坐标点；

第三确定模块，用于依据所述多个所述预设的第二坐标点确定所述海缆的下放轨迹；

演示模块，用于按照所述航行轨迹对所述船进行航行模拟，朝所述海底地貌模型方向按照所述下放轨迹对所述海缆进行下放模拟直至下放到所述海底地貌模型。