CN116438109A - 用于确定预测数据的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定预测数据的系统(2)。该系统(2)具有浮动单元(4)和远程基本单元(6)。该浮动单元(4)具有联接单元(8)、浮动软管(10)和检测系统(12)。该浮动软管(10)的第一端(14)连接到该联接单元(8)。该检测系统(12)被设计成检测该浮动软管(10)相对于监测单元的当前几何布置作为实际布置。另外，该检测系统(12)被配置为检测和/或确定该浮动单元(4)的当前地理位置作为实际位置。该检测系统(12)另外被设计成确定表示该实际位置和该实际布置的实际位置数据。该浮动单元(4)被设计成经由信号链路(18)将该实际位置数据传输到该基本单元(6)。该基本单元(6)被设计成接收当前天气数据作为实际天气数据，这些当前天气数据分别表示该实际位置处的风的当前风力、当前风向、风力预测和/或风向预测。该基本单元(6)另外被设计成接收当前海洋数据作为实际海洋数据，这些当前海洋数据分别表示该实际位置处的水的当前水流强度、当前水流方向、水流强度预测和/或水流方向预测。

Description

用于确定预测数据的系统

技术领域

本发明涉及一种用于确定预测数据的系统。该系统包括至少一个浮动单元。浮动单元可以是例如浮筒、浮动软管、或浮筒和浮动软管的组合。联接到浮筒的浮动软管在实践中用于将浮筒连同浮动软管一起放置在海水中，其中，浮筒另外联接到水下管道。例如，原油可以经由水下管道输送到浮筒，其中，浮筒被设计成将原油从水下软管输送到浮动软管，反之亦然。浮动软管的第一端可以联接到浮筒，使得原油可以流过浮动软管。浮动软管的第二端可以联接到油轮，使得原油可以通过浮动软管输送到油轮。当油轮被装满时，可以将第二端再次从油轮上卸下，使得浮动软管的第二端可以在海中自由漂浮。在油轮再次接近浮动软管的第二端之前可能会经过一些时间。在该时间期间，浮动软管可能被海水推动和/或被风吹偏而从浮动软管的第二端先前被油轮留在海里的位置移开。浮动软管可以有很长的长度。因此，浮动软管可以具有例如超过20m或超过50m的长度。另外，浮筒可以在一定程度上移动。因此，在每种情况下，对于新到达的油轮，首先需要确定第二浮动软管、特别是浮动软管的第二端的位置，以使油轮能够尽可能顺利地接近浮动软管的第二端，并由此将浮动软管的第二端与油轮联接。

背景技术

前面已经参考具有浮筒和联接到浮筒的浮动软管的示例性构型解释了浮动单元。然而，实际上也可以使用其他浮动单元。因此，浮动单元例如可以具有以静止方式布置的联接单元和浮力浮动软管，其中，浮动软管的第一端连接到联接单元。在这种情况下，浮动软管的第二端同样可能由于海水的移动而进行对应的移动。因此，上面结合浮动软管解释的问题同样适用于该示例。

发明内容

因此，本发明的目的是提供有助于将船驶向浮动软管的第二端的信息。

该目的通过具有权利要求1的特征的系统得以实现。因此，提供了一种用于确定预测数据的系统。该系统具有浮动单元和基本单元。基本单元被布置成远离浮动单元。浮动单元具有浮力的或静止的联接单元、浮力浮动软管和检测系统。浮动软管的第一端连接到联接单元。检测系统被设计成检测浮动软管相对于监测单元的当前几何布置作为实际布置。另外，检测系统被设计成检测和/或确定浮动单元的当前地理位置作为实际位置。检测系统另外被配置为确定表示实际位置和实际布置的实际位置数据。浮动单元和基本单元被设计成可经由信号链路进行联接。浮动单元被设计成经由信号链路将实际位置数据传输到基本单元。基本单元被设计成接收当前天气数据作为实际天气数据，这些当前天气数据分别表示实际位置处的风的当前风力、当前风向、风力预测和/或风向预测。基本单元另外被设计成接收当前海洋数据作为实际海洋数据，这些当前海洋数据分别表示实际位置处的水的当前水流强度、当前水流方向、水流强度预测和/或水流方向预测。另外，基本单元被配置为基于实际位置数据、实际天气数据和实际海洋数据来确定预测数据，因此该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管的目标地理位置的预测，和/或因此该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管相对于联接单元的目标几何布置的预测。

在大多数情况下，驶向浮动软管的船可以给出关于船实际到达浮动软管的时间的信息。然后，这可以称为预定时间点。因此，通过基本单元，可以确定预测数据，该预测数据给出关于浮动软管的目标地理位置和/或浮动软管相对于联接单元的目标几何布置的信息。当船与基本单元保持通信联系或当基本单元布置在船上时，这些预测数据可以用于操纵船。因此，可以特别有利地使船接近浮动软管的第二端，这显著降低了船接近浮动软管的第二端所涉及的整体复杂性以及船与浮动软管碰撞的风险。这是因为，即使当浮动软管已经移动以使得第二端指向与之前留在海中时的方向完全不同的方向，这也不会影响船驶向浮动软管的第二端的时间效率。这是因为可以基于预定时间点来确定预测数据，而该时间点与船的到达时间一致。船因此可以预先确定它何时到达浮动软管的第二端，并且预测数据指定浮动软管的第二端将在哪里，至少大致在哪里，和/或它指向哪个方向。预测数据在目标位置和/或目标布置方面有一定的错误概率。这是因为目标位置和目标布置都是基于通过基本单元确定的预测。然而，这已经因此节省了大量时间，因为被操纵到浮动软管的船不需要提前停下来放出辅助船以在船到达之前找出浮动软管的位置和/或布置。因此，总体而言，所涉及的复杂性和损失的时间都大大减少了。

浮力浮动软管可以独立地漂浮在水中。由于浮动单元包括浮力软管，所以浮动单元也被称为是有浮力的。浮动单元的联接单元不一定需要是有浮力的。而是，联接单元可以以静止方式布置和/或固定，并且固定在陆地上。然而，优选地，规定联接单元同样是有浮力的。在这种情况下，联接单元可以独立地漂浮。联接单元可以是例如浮体的形式，比如浮力浮筒。此外，浮动单元包括检测系统。检测系统可以由一个或多个部分形成。检测系统同样可以是有浮力的。然而，优选地，规定检测系统与联接单元和/或浮动软管相关联。因此，检测系统可以固定在联接单元和/或浮动软管上。

浮动软管可以是一个接一个地联接的多个软管段的形式。在这种情况下，每个软管段都可以被设计成有浮力的。浮动软管的第一端连接到联接单元。因此，可以确保浮动软管的第一端与联接单元之间的机械连接。另外，优选地规定，通过浮动软管的第一端与联接单元之间的连接，在浮动软管的内部与联接单元之间形成流体连接。当通过联接单元输送的流体、特别是原油旨在通过浮动软管输送到浮动软管的第二端时，这是特别有利的。

检测系统被设计成检测浮动软管相对于联接单元的当前几何布置。为此，检测系统可以具有多个无线电单元，这些无线电单元一起形成无线电网络，其中，检测系统可以通过无线电单元和无线电网络检测浮动软管相对于联接单元的几何布置。然而，检测系统也可以具有不同的构型。因此，检测系统例如可以具有至少一个传感器，特别是光学传感器，其被设计成检测浮动软管相对于联接单元的当前几何布置。在这种情况下，检测系统可以被设计用于对水中的浮动软管进行模式识别。浮动软管相对于联接单元的当前几何布置被称为实际布置。

例如，几何布置可以理解为意指空间结构和/或空间布置。例如，可以通过浮动软管相对于联接单元的空间坐标(例如在平面中)来确定和/或表示几何布置。作为替代或附加地，例如可以通过浮动软管的软管段相对于联接单元的空间坐标(优选地在平面中)来确定和/或表示几何布置。几何布置可以可替代地或附加地例如涉及浮动软管的空间取向和/或浮动软管的中心线相对于联接单元的走向。浮动软管相对于联接单元的几何布置可以提供关于浮动软管相对于联接单元如何和/或以何种几何形式布置的信息。

检测系统被设计成检测和/或确定浮动单元的当前地理位置。检测系统例如可以被设计成接收卫星信号，特别是来自卫星的导航信号，并且基于该卫星信号确定专用地理位置。然而，检测系统还可以通过主动发射信号并接收该主动发射的信号的反射来得到专用地理位置。另外，检测系统可以被设计成检测罗盘方向。此外，可以得到专用地理位置的进一步可能性是已知的。可以为此而相应地设计检测系统。地理位置可以通过地理坐标来确定。这些坐标通常以六十进制格式给出。位置可以用地理宽度和长度(以度和分表示)给出。

另外，检测系统被设计成确定表示实际位置和实际布置的实际位置数据。因此，实际位置数据可以组合与实际位置和实际布置有关的信息。可以为此而设计检测系统。实际位置数据可以分成数据包。实际位置和实际布置可以分别由不同的数据包表示。

浮动单元和基本单元可经由信号链路进行联接。优选地，上述信号链路存在于浮动单元与基本单元之间。在这种情况下，在浮动单元的检测系统与基本单元之间形成信号链路被证明是有利的。实际位置数据经由信号链路从浮动单元、特别是从相关检测系统传输到基本单元。可以为此而相应地设计浮动单元和基本单元。实际位置数据可以以数据包形式或作为整体传输。因此，基本单元可以获得与当前地理位置和浮动软管相对于联接单元的当前地理布置相关的信息。

基本单元用于确定预测数据，该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管的目标位置和/或在未来预定时间点浮动软管的目标布置的预测。为此，基本单元可以具有被设计和/或配置为确定预测数据的对应处理器单元。基于浮动单元的当前地理位置和浮动软管相对于联接单元的几何布置，考虑到海洋数据和天气数据，可以预测在未来预定时间点浮动软管将移动到哪里以及浮动软管将处于哪个位置(即，目标位置)，以及在预定时间点浮动软管将处于何种布置(即，目标几何布置)。这是因为海洋数据给出了关于浮动软管漂浮在其中的水的当前移动情况的信息。水的移动会导致浮动软管的对应移动。例如，如果水在一个方向上有一定的水流，这同样会导致浮动软管在水流方向上移动。然而，浮动软管的移动也可能由从外部作用在浮动软管上的风导致和/或影响。这是因为浮力浮动软管至少部分地突出于水面。这形成攻角表面，风可以在该攻角表面上流动并因此导致浮动软管的对应移动。浮动软管的由风引起的移动分量和由水流引起的移动分量叠加，从而导致浮动软管的合成移动。这种由水和风引起的移动可以由基本单元存储在对应的数学模型中。基本单元可以被设计成实施该数学模型，其中，实际天气数据和实际海洋数据作为输入变量被包括在数学模型中。此外，实际位置和实际布置可以作为输入变量输入数学模型中。另外，未来预定时间点可以作为输入变量输入数学模型中。数学模型被设计和/或配置为使得根据输入变量来输出浮动软管的目标位置和/或浮动软管相对于联接单元的目标几何布置。因此，当该数学模型由基本单元实施时，基本单元由此确定预测数据，该预测数据表示在未来预定时间点浮动软管的目标地理位置和/或表示在未来预定时间点浮动软管相对于监测单元的目标几何布置。因此，可以通过该系统确定预测数据，该预测数据可以由系统调用和/或可以由系统提供。当预期船在未来预定时间点驶向浮动软管的第二端时，可以使用这些预测数据以使这种驶向特别精确且同时具有时间和成本效益。例如，如果船计划在已知的未来的因此预定的时间点联接浮动软管的第二端，则这可以表示用于确定预测数据的未来预定时间点。因此可以将预定时间点传输到基本单元。基本单元可以被设计成接收表示未来预定时间点的数据。于是，基本单元可以基于实际位置数据、实际天气数据和实际海洋数据以及现在已知的未来预定时间点来确定预测数据。于是，基本单元可以被配置为将预测数据发送回基本单元先前已经从其接收到预定时间点或相关数据的用户。然而，还可以规定基本单元提供预测数据的传输。因此，如果用户调用预测数据，则可以将预测数据从基本单元传输到前面提到的用户。预测数据的传输可以无线或有线方式进行。

如上所述，联接单元可以采用以静止方式布置的联接单元的形式。为此，联接单元可以例如使用钢丝绳固定在海底上，使得联接单元在海水表面上具有固定位置。因此，联接单元的静止布置并不排除联接单元是有浮力的可能性。然而，联接单元也可以是无浮力的。在这种情况下，联接单元可以以静止方式布置在陆地上。在这种情况下，联接单元被称为静止的、固定布置的联接单元。如果联接单元以静止方式布置，则可以假设联接单元的位置是不可改变的。在任何情况下，至少基本上是不可改变的。联接单元的位置可以由数据存储装置存储。检测系统可以访问该数据存储装置并且因此可以检测联接单元的实际位置。浮动单元的实际位置可以由联接单元的实际位置确定。然而原则上，实际位置还可以由浮动软管的中心和/或联接单元和浮动软管的组合的中心的实际位置来确定。因此，实际位置可以是例如浮动单元的中心地理位置。

联接单元可以被设计用于连接到浮力浮动软管。联接单元例如可以具有连接到浮动软管的第一端的软管连接件。这可以是可拆卸的连接。因此，浮动软管的第一端可以固定到联接单元的软管连接件和/或例如通过螺钉与其连接。

以静止方式布置的联接单元的进一步有利构型例如可以由布置在靠近水的码头或建筑物上的联接单元和/或布置在水中或水上的另一静止装置形成。浮动软管可以从联接单元延伸到水中，使得浮动软管从联接单元开始漂浮在水中。浮动软管在任何情况下同样受到水和/或风的移动的影响。

该系统的有利构型的特征在于，该检测系统被设计成接收卫星辅助的无线导航信号，其中，该检测系统被配置为基于导航信号来确定浮动单元的当前地理位置作为实际位置。导航信号例如可以是GPS导航信号或来自另一卫星系统的导航信号。通过这种导航信号，可以通过不同信号分量的传播时间得到相应接收器的实际位置。可以为此而相应地设计检测系统。因此，检测系统还可以基于导航信号确定检测系统本身的当前地理位置，并且因此还可以基于导航信号确定浮动单元的当前地理位置。检测系统可以可替代地或附加地接收和/或检测罗盘信号和/或其他无线电信号，并将其用于确定浮动单元的当前地理位置。因此可以例如基于导航信号、罗盘信号和其他无线电信号来确定该当前地理位置。可以为此而相应地设计检测系统。

该系统的进一步有利构型的特征在于，联接单元采用浮力浮筒的形式。因此，由浮力浮筒形成的联接单元、和浮动软管都是有浮力的。检测系统可以由浮筒和/或浮动软管承载，因此整个浮动单元是浮力的。

该系统的进一步有利构型的特征在于，检测系统形成浮动软管和/或联接单元、特别是浮力浮筒的一部分。因此，检测系统的一部分可以固定在例如浮动软管上和/或嵌入浮动软管的橡胶材料中。检测系统的另一部分可以固定在联接单元上，特别是固定在浮力浮筒上。检测系统因此可以具有多部分设计，其中，检测系统的这些部分分布在浮动软管和联接单元上。凭借检测系统的多部分构型，可以特别精确地检测浮动软管相对于联接单元的几何布置。因此，检测系统的与浮动软管相关联的部分能够通过无线电链路与检测系统的与联接单元相关联的至少一部分通信。经由无线电链路，可以形成无线电网络，其中，可以经由无线电网络得到浮动软管相对于联接单元的几何布置。可以为此而相应地设计检测系统。

浮动软管采用浮力浮动软管的形式。浮动软管可以具有多个软管段，这些软管段一个接一个地布置以形成软管串，并且分别在相对端部的端侧固定至彼此。浮动软管因此也可以称为浮力软管串。浮力优选理解为表示在水中、特别是海水中漂浮的能力。特别地，这可以导致浮动软管和/或联接单元被配置为浮力浮筒，在每种情况下至少分段独立地布置在水面之上或突出于水面之上。每个软管段可以被设计为一种类型的软管本身和/或软管区段。每个软管段可以在两个相关端部的每个端部处具有联接元件，所述联接元件被设计成使得多个软管段可以一个接一个地彼此联接，即成一排。浮动软管优选具有软管通道，该软管通道被设计用于引导诸如原油等流体，并且由软管段共同形成。软管段优选地彼此联接，其方式为使得流体可以被引导通过软管通道而没有任何损耗。

该系统的进一步有利构型的特征在于，基本单元是静止的基本单元。因此，基本单元可以以静止方式固定在陆地上。基本单元可以是位置固定并且以静止方式布置在陆地上的基本单元的形式。基本单元在陆地上的布置提供了可以对基本单元进行维护工作并且特别容易地将其联接到另外的数据网络的优点。另外，基本单元在这种情况下可以具有特别强大的处理器单元，该处理器单元适用于特别快速地确定预测数据。此外，由于布置在陆地上，基本单元可以特别容易地访问实际天气数据和/或实际海洋数据。例如，这可以经由可以针对基本单元建立的互联网连接来进行。

该系统的进一步有利构型的特征在于，基本单元被安装和/或布置在运载工具上，特别是船上。在这种情况下，基本单元也可以具有特别强大的处理器单元。这是因为可以在船上提供相应大的安装空间，以便在那里安装和/或布置基本单元。当基本单元被布置和/或安装在船上时，也可以确保基本单元与浮动单元之间的信号链路。在这种情况下，信号链路至少部分地采用无线电信号链路的形式。基本单元和浮动单元、优选地相关检测系统可以被设计用于对应的无线电传输。

该系统的有利构型的特征在于，信号链路至少部分地采用无线电链路的形式。在这种情况下，信号链路涉及浮动单元与基本单元之间的信号链路。因此，浮动单元、特别是相关检测系统可以建立最初到卫星的信号链路，卫星进而产生到基本单元的进一步链路。在这种情况下，信号链路部分地采用无线电链路的形式。然而，也可以在基本单元与浮动单元、特别是相关检测系统之间产生直接信号链路作为无线电链路。可以为此而设计浮动单元、特别是相关检测系统以及基本单元。

该系统的有利构型的特征在于，基本单元存储有数学计算模型，该数学计算模型取决于水的水流强度、水的水流方向、水上的风的风力和/或水上的风的风向来映射浮动单元、特别是相关浮动软管的移动，其中，该基本单元还被设计成通过计算模型来确定预测数据。

具体地，浮动单元的浮力浮动软管是有浮力的，因此可以漂浮在水中。浮动软管的一部分突出于水的吃水线以外。浮动软管的其余部分布置在吃水线下方。因此，浮动软管既可以由水流推动，也可以由风流推动。水流可以根据水流强度和水流方向来确定。风流可以根据风的风向和风的风力来确定。因此，当已知的水流和/或已知的风流作用在浮动软管上时，可以通过计算模型来确定浮动软管的移动。基本单元被设计成接收当前海洋数据和当前风数据。因此，基本单元可以获得作用在水软管上的风流和海流的信息。因此，基本单元被配置和/或设计成通过数学计算模型并基于实际位置数据、实际天气数据、实际海洋数据和未来预定时间点来确定预测数据。

该系统的有利构型的特征在于，基本单元被设计成基于由实际位置数据表示的实际位置和实际布置，通过计算模型以及实际天气数据和实际海洋数据来确定浮动单元、特别是相关浮动软管的移动作为预测，其确定水流方向、水流强度、风向和风力作为计算模型的输入变量以预测目标地理位置的和/或目标几何布置。可以考虑未来预定时间点作为进一步的输入变量。这可以经由数据信号传输到基本单元。因此,基本单元可以被设计成接收表示未来预定时间点的这个数据信号。如果存在输入变量，则基本单元可以利用输入变量来实施计算模型。为此，基本单元可以具有被设计成实施计算模型的对应处理器单元。计算模型输出表示目标地理位置和/或目标几何布置的预测数据作为输出变量。因此，可以通过数学计算模型来确定对在未来预定时间点浮动软管将具有的浮动软管位置和取向的预测。该预测是基于实际海洋数据和实际风数据。这些对浮动软管的移动有影响，因此可以通过数学计算模型而用于实现上述预测。然而，预测有一定的错误概率。这是因为还可能有另外的影响变量可能更多地影响浮动软管的移动。然而，在实践中已经发现，对在预定时间点实际发生的浮动软管相对于联接单元的布置的预测与在预定时间点实际发生的位置仅包括轻微的差异。因此，预测数据可以非常有利地用于操纵运载工具、特别是船特别精确地接近浮动软管的第二端。因此，可以节省时间，这也导致对应的成本节省。

该系统的有利构型的特征在于，数学计算模型由人工神经网络表示。神经网络可以预先用模式数据进行训练，因此神经网络确保计算模型的数学映射特别准确。因此可以对应于数学模型来实施神经网络。

该系统的有利构型的特征在于，基本单元被设计成实施训练步骤，以基于在每种情况下新接收的实际位置数据来适配神经网络。例如，基本单元可以被设计成定期接收实际位置数据。在每种情况下，使用新接收的实际位置数据，可以通过神经网络确定预测数据。于是，如果再次接收到新的实际位置数据，则可以进行实际位置数据与预测数据之间的比较。基于差异，可以适配神经网络。因此，可以通过神经网络提高确定过程的准确性。

系统的有利构型的特征在于，数学计算模型由线性数学计算模型表示。表示水流和/或风流对浮动软管的移动的影响的线性移动方程可以用线性数学计算模型表示。

该系统的有利构型的特征在于，基本单元至少部分地采用计算机云的形式。这可以是所谓的云网络。还可以规定，基本单元至少基本上完全由计算机云形成。因此，可以特别快速地生产基本单元。

该系统的有利构型的特征在于，联接单元、特别是浮力浮筒具有流体入口连接件，该流体入口连接件被设计用于连接水下软管，其中，联接单元、特别是浮力浮筒具有流体出口连接件，该流体出口连接件连接到浮动软管的第一端。联接单元或浮力浮筒可以在流体入口连接件与流体出口连接件之间具有流体通道。因此，可以通过该流体通道产生用于将流体从流体入口连接件引导至流体出口连接件的流体连接。原则上还可以规定，流体能够反向流过流体通道。联接单元或浮力浮筒因此不必限于一个流动方向。如果水下软管连接到流体入口连接件并且浮力浮动软管的第一端连接到流体出口连接件，流体、特别是原油可以通过水下软管、然后通过联接单元或浮筒的流体通道被引导到浮力软管的第一端。因此可以引导流体、特别是原油进一步通过浮力浮动软管直到浮力浮动软管的第二端。如前所述，原则上流体的反向流动也是可能的。因此，例如，流体可以从浮力浮动软管的第二端通过浮力浮动软管被泵送至联接单元或浮筒，因此流体通过对应的流体通道进入水下管道。

该系统的有利构型的特征在于，浮动单元具有多个节点单元，这些节点单元固定到浮动软管并且优选地还固定到联接单元、特别是浮力浮筒，使得节点单元被布置成分布在联接单元、特别是浮力浮筒与浮动软管的第二端之间，其中，每个节点单元被设计成通过一个相关无线电单元分别与相应节点单元的另外的无线电单元中的至少两个中的每一个建立一个无线电链路，因此产生无线电网络、特别是网状无线电网络。每个节点单元被设计成基于相应的无线电链路确定与经由无线电链路连接的每个另外的节点单元的相对距离，其中，这些节点单元中的至少一个形成主单元，该主单元被设计成经由这些无线电链路和/或无线电网络收集由这些另外的节点单元确定的相对距离。该主单元被设计成基于所收集的相对距离来确定实际布置，该实际布置表示浮动软管相对于联接单元、特别是浮力浮筒的当前几何布置。

例如，几何布置可以理解为意指空间结构和/或空间布置。因此，浮动软管相对于联接单元、特别是浮筒的几何布置可以给出关于浮动软管相对于联接单元、特别是浮筒布置的几何形式的信息。为了提供关于浮动软管相对于联接单元的几何布置的信息以用于确定预测数据，优选地规定主单元被设计成基于所收集的相对距离来确定浮动软管相对于联接单元、特别是浮筒的几何布置。在这种情况下，相对距离优选地涉及节点单元之间的距离和/或涉及从主单元到每个另外的节点单元的距离。如果沿着浮动软管的节点单元之间的直接距离没有被主单元存储，则在确定浮动软管相对于联接单元、特别是浮筒的几何布置时，同样可以考虑在这些节点单元之间确定的相对距离。否则，在确定几何布置时也可以考虑节点单元之间的存储距离。上述直接距离应理解为特别是指沿着浮动软管的相邻节点单元之间的距离。相对距离(可以通过无线电链路确定)可以优选地与主单元和每个另外的节点单元之间的相对距离有关。使用该数据，可以将浮动软管相对于联接单元、特别是浮筒的几何布置进行几何映射。

节点单元具有用于确定相对距离的无线电单元。可以通过无线电单元建立无线电链路，因此产生无线电网络、尤其是网状无线电网络。无线电信号可以经由无线电链路进行交换。在这种情况下，无线电信号在发射和随后的接收之间具有传播时间。因此，无线电信号可以用于确定对应的无线电单元之间的距离。优选地为此而设计了节点单元。因此无线电链路优选地用于确定节点单元或相关无线电单元之间的相对距离。优选地，节点单元被配置为使得经由无线电网络的无线电链路来交换所确定的相对距离。另外，可以规定，每个无线电单元被配置为使得相对距离是基于经由无线电链路交换的信号的传播时间通过三角测量来确定的。因此，每个节点单元可以被设计和/或称为电子节点单元。每个节点单元被固定地或可拆卸地连接到系统。因此，所有或至少一些节点单元可以固定地和/或可拆卸地连接到浮动软管。然而，节点单元中的至少一个也可以连接到联接单元、特别是浮力浮筒。另外，可以规定，在每种情况下，节点单元之一在每种情况下精确地连接到浮动软管的软管段之一。特别是当浮动软管由多个软管段形成或具有多个软管段时，就是这种情况。否则，(另外的)无线电单元可以被布置成分布在浮动软管的长度上。在这种情况下，已经发现，无线电单元之间的距离相等是有利的。因此，这可以导致无线电单元在联接单元、特别是浮力浮筒与浮动软管的第二端之间的均匀分布。如果浮动软管具有多个软管段，则可以规定节点单元被布置成每第二个软管段或每第三个软管段连接到节点单元之一。同样可以提供节点单元的其他分布。

该系统的一种有利构型的特征在于，浮动软管由多个软管段形成，这些软管段彼此联接成一排，其中，每个软管段至少间接连接到这些节点单元中的至少一个，和/或每个软管段在每种情况下包括这些节点单元之一。因此，如果每个软管段联接到节点单元之一，则可以特别准确地确定浮动软管相对于联接单元、特别是浮力浮筒的几何布置。预测数据是基于所确定的几何布置并考虑海洋数据和风数据并考虑未来预定时间点来确定的。预先确定的当前几何布置越精确，所确定的预测数据就越准确。因此，上述构型还提供了可以特别准确地确定预测数据的优点。

附图说明

本发明的其他特征、优点和可能的应用从下面对示例性实施例的描述和附图中获得。在此，附图中所描述和/或展示的所有特征单独地并且以任何期望的组合、甚至独立于其在各个权利要求中的组成或其反向引用而形成本发明的主题。此外，在附图中，相同的附图标记用于相同或相似的对象。

图1示出了系统的有利构型的示意图。

图2示出了有利构型的软管段的一部分。

图3示出了进一步有利构型的软管段的一部分。

附图标记清单

2 系统

4 浮动单元

6 基本单元

8 联接单元

10 浮动软管

12 检测系统

14 (浮动软管的)第一端

16 (浮动软管的)第二端

18 信号链路

20 导航信号

22 浮筒

24 节点单元

26 无线电链路

28 无线电网络

30 主单元

32 软管段

34 流体入口连接件

36 流体出口连接件

38 卫星

40 无线电接口

42 输入接口

44 输出接口

46 处理器单元

48 水下软管

50 连接法兰

52 侧壁

54 外层

56 加强支撑件

具体实施方式

系统2以示例的方式在图2中示意性地展示。系统2包括基本单元6和浮动单元4。浮动单元4进而具有联接单元8、浮力浮动软管10和检测系统12。联接单元8优选地是有浮力的。联接单元8可以被配置为例如浮力浮筒22。因此在下文中提到联接单元8时，可以优选地理解为是指浮力浮筒22。联接单元8可以以静止方式布置。因此，例如可以使用绳索将联接单元8固定到海底上。这尤其适用于甚至当联接单元8有浮力的情况。然而，联接单元8到海底的固定也可以被配置成使得联接单元8可以在海水表面上在一定范围内移动。

浮动软管10具有第一端14和第二端16。浮动软管10体现为浮力软管。优选地，浮动软管10由多个软管段32形成，这些软管段被连接成一个接一个地彼此联接，因此浮动软管10具有和/或形成流体密闭通道，也称为软管通道。每个软管段32都是有浮力的。浮动软管10的第一端14连接到联接单元8。为此，联接单元8可以具有流体出口连接件36，其被设计成联接到浮动软管10的第一端14。另外，联接单元8具有流体入口连接件34，其被设计成联接到水下软管48。另外，在流体入口连接件34与流体出口连接件36之间可以形成流体通道，因此联接单元8可以在浮动软管10的第一端14与水下软管48之间提供或形成流体连接。

在实践中，浮动软管10和联接单元8经常漂浮在海水中，因此船可以接近浮动软管10的第二端16以与浮动软管10的第二端16联接。于是，船可以承装由水下软管48经由联接单元8和浮动软管10供应的流体、特别是原油。在这种情况下，流体从水下软管48流过联接单元8并由此流过浮动软管10到达浮动软管10的第二端16，以便然后进入船中。船优选地采用油轮的形式。然而，原则上也存在流体沿相反方向流动的可能性。因此，流体、特别是原油可以在浮动软管10的第二端16从油轮供给，因此流体、特别是原油流过浮动软管10、联接单元8然后进入水下软管48。

如果流体、特别是原油的交换已经完成，则船将与浮动软管10的第二端16断开联接。于是，浮动软管10与联接单元8一起漂浮在海水中。水流和/或风流作用在浮动软管10和联接单元8上。取决于各个流的方向和/或强度，会引起浮动软管10和/或联接单元8的移动。如果另一艘船现在接近浮动软管10，则浮动软管10很可能不再位于前一艘船与浮动软管10断开联接的位置。浮动软管10可以具有超过10m、超过20m或超过50m的长度。由于浮动软管10和/或联接单元8的移动，浮动软管10的第二端16因此可以离前述点非常远。因此，对于新到达的船来说，预先知道浮动软管10的第二端16在哪里以及浮动软管10的第二端16所指向的方向是非常重要的。这是因为，取决于该信息，新到达的船将采取驶向浮动软管10的第二端16的路线，使得浮动软管10的第二端16可以特别容易地联接到新到达的船。通常，船到浮动软管10的路径是预先计划好的。因此，还可以预先确定船将到达浮动软管10的未来预定时间点。这个未来预定时间点可以经由相关输入接口42传输到基本单元6。基本单元6的输入接口42因此可以被设计用于直接或间接地接收表示未来预定时间点的数据。

为了能够预测在未来预定时间点浮动软管10的地理位置(也称为目标位置)、和/或预测在未来预定时间点浮动软管10相对于联接单元8的几何布置(也简称为目标几何布置)，已经证明首先检测浮动软管10的当前地理位置和/或浮动软管10相对于联接单元8的当前几何布置是有利的。此外，已经证明使用当前天气数据和当前海洋数据以便基于当前地理位置和/或当前几何取向并考虑当前天气数据和当前海洋数据来确定浮动软管10的移动是有利的。

浮动单元4具有浮动软管10和联接单元8以及检测系统12。检测系统12可以具有多部分构型。因此，检测系统12可以具有多个节点单元24，这些节点单元被布置成分布在联接单元8与浮动软管10的第二端16之间。节点单元24之一可以作为主单元30固定到联接单元8。节点单元24中的每一个被设计成在每种情况下与节点单元24中的另外两个节点单元建立无线电链路26。为了更好地理解，图1中并未说明所有无线电链路26。而是，仅由虚线指示了少数无线电链路26。无线电网络28可以由无线电链路26形成。可以通过无线电链路26或无线电网络28来确定节点单元24之间的相对距离。这些相对距离可以由主单元30收集。基于相对距离，主单元可以通过三角测量来确定从主单元30到每个另外的节点单元24的距离以及另外的节点单元24相对于主单元30以何种角度布置进行布置。基于该信息，可以确定浮动软管10相对于联接单元8的几何布置。可以为此而设计主单元30。具有多个节点单元24的检测系统12的其中一个节点单元24形成主单元30的构型是检测系统12的一种可能的变体构型。原则上，检测系统12也存在其他可能的构型，因此检测系统12被设计成检测浮动软管10相对于联接单元8的当前几何布置作为实际布置。因此，检测系统12可以被设计用于例如通过布置在联接单元8上的图像传感器对浮动软管10进行光学检测。因此，检测系统12可以通过模式识别来检测浮动软管10相对于联接单元8的几何布置。因此，浮动软管10相对于联接单元8的当前几何布置也是可能的。该几何布置可以由检测系统12检测为实际布置。

另外，检测系统12被配置为检测和/或确定浮动单元4的当前地理位置作为当前实际位置。因此，检测系统12可以被设计成例如从卫星38接收导航信号20。检测系统12还可以配置为基于导航信号20来确定浮动单元4的当前地理位置。该地理位置可以被确定为实际位置。特别地，可以规定导航信号20可由检测系统12的主单元30检测。另外，可以规定由主单元30基于导航信号20确定当前地理位置。主单元30因此可以首先确定联接单元8的当前地理位置。然而，由于浮动软管10与联接单元8之间的机械联接，主单元30也可以被设计成确定整个浮动单元4的当前地理位置。可替代地或附加地，可以规定主单元30被设计和/或配置为基于导航信号20确定浮动软管10的当前地理位置。在这种情况下，浮动软管10相对于联接单元8的当前实际布置可以为主单元30所知，并且可以考虑该当前实际布置以基于此和导航信号20来确定浮动软管10的当前地理位置作为浮动单元4的实际位置。

另外，检测系统12被设计成确定表示实际位置和实际布置的实际位置数据。因此，实际位置数据可以表示当前地理位置和当前几何布置。实际位置数据可以由检测系统12的主单元30确定。可以为此而设计和/或配置主单元30。

浮动单元4和基本单元6被设计成可经由信号链路18进行联接。浮动单元4和基本单元6因此优选地被设计成建立信号链路18。为此，基本单元6可以具有无线电接口40。浮动单元4可以具有主单元30，该主单元同样被设计成建立信号链路18。然而，该信号链路18不用于确定相对距离。因此，浮动单元4的主单元30和基本单元6的无线电接口40可以被设计成建立信号链路18。因此，基本单元6和浮动单元4的主单元30可以经由信号链路18彼此联接。浮动单元4、特别是相关主单元30被设计成经由信号链路18将实际位置数据传输到基本单元6、特别是相关无线电接口40。信号链路18因此可以采用无线信号链路18的形式。因此，这可以通过无线电形成。因此，表示实际位置数据的信号可以在主单元30与无线电接口40之间交换。因此，可以将实际位置数据传输到基本单元6。无线电接口40可以联接到基本单元6的处理器单元46，因此实际位置数据可以被传输到处理器单元46。基本单元6还可以具有输入接口42，该输入接口被设计成接收当前天气数据和当前海洋数据。当前天气数据被称为实际天气数据。当前海洋数据被称为实际海洋数据。输入接口42可以同样地联接到基本单元6的处理器单元46，因此实际天气数据和实际海洋数据可以被传输到处理器单元46。

因此，基本单元6被设计成特别是经由输入接口42接收实际天气数据，这些实际天气数据分别表示实际位置处的当前风力、当前风向、风力预测和/或风向预测。实际天气数据可以经由数据网络传输到输入接口42。基本单元6优选地采用远离浮动单元4布置的基本单元6的形式。因此，基本单元6可以以静止方式布置在陆地上。另一方面，浮动单元4、优选地浮动单元4的浮动软管10是有浮力的。联接单元8同样可以是有浮力的。然而，这不是绝对必要的。然而，由于这种关联，浮动单元4被称为是有浮力的。

基本单元6还优选地被设计成经由相关无线电接口40接收实际海洋数据，这些实际海洋数据表示水的当前水流强度、水的当前水流方向、水的水流强度预测和/或水的水流方向预测。实际天气数据和实际海洋数据可以为基本单元6、特别是相关处理器单元46提供数据，该数据可以被发送以用于确定作用在浮动软管10上的力，该力进而引起浮动软管10的移动。这同样可以适用于联接单元8。因此，实际天气数据和实际海洋数据也可以用于确定作用在整个浮动单元4上的力，以便确定浮动单元4的移动是如何发生的。然而，浮动软管10和/或联接单元8以及因此还有浮动单元4的位置变化还取决于水和/或风作用在浮动软管10和/或联接单元8上的时间段。为了能够确定关于目标地理位置和/或目标布置的预测，因此优选地规定对应的未来预定时间点可供基本单元6使用或能够被传输到该基本单元6。输入接口42因此还可以被设计成直接和/或间接地接收表示未来预定时间点的数据。输入接口42也可以将未来预定时间点传输到处理器单元46。

另外，基本单元6被配置为基于实际位置数据、实际天气数据、实际海洋数据和未来预定时间点来确定预测数据，因此该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管10的目标地理位置的预测，和/或因此该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管10相对于联接单元8的目标几何布置的预测。为此，数学计算模型可以由基本单元6存储，并且可以由处理器单元46实施。基本单元6、特别是相关处理器单元46将实施该数学计算模型以用于确定预测数据。优选地，数学计算模型被配置为使得数学计算模型根据水的水流强度、水的水流方向、水上的风的风力和/或水上的风的风向来映射浮动单元4在水中的移动，优选地仅映射相关浮动软管10在水中的移动。为了实施数学计算模型以确定预测数据，优选地规定实际位置数据、实际天气数据、实际海洋数据和未来预定时间点形成数学计算模型的输入变量。数学计算模型的输出变量可以是目标地理位置。数学计算模型的另外的或替代的输出变量可以是浮动软管10相对于联接单元8的目标布置。因此，凭借通过基本单元6的处理器单元46并基于上述输入变量来实施数学计算模型，基本单元6或相关处理器单元46因此可以确定预测数据作为输出变量，因此该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管10的目标地理位置的预测，和/或因此该预测数据表示对在未来预定时间点浮动软管10相对于联接单元8的目标几何布置的预测。

数学计算模型可以由人工神经网络或线性数学计算模型形成。可以以确保数学计算模型的输入变量与输出变量之间的上述映射的方式来训练人工神经网络。另一方面，如果数学计算模型由线性数学计算模型形成，则可以基于确定性机械函数关系来建立该模型。基本单元6、特别是相关处理器单元46可以由单独的处理器单元46形成。然而，基本单元6、特别是相关处理器单元46原则上也可以由计算机云形成。

图2示出了浮动软管10的软管段32的一部分。软管段32在每个端侧的端部处具有连接法兰50。因此，两个软管段32可以经由布置在端侧的连接法兰50彼此连接。这种连接还可以使用螺钉产生。

系统2的有利构型的特征在于，为每个软管段32分配了节点单元24。相应的节点单元24可以固定到例如连接法兰50之一。

图3示出了软管段32的一部分的进一步有利构型。在这种情况下，还以放大的形式示出了软管段32的侧壁52的截面。侧壁52可以在径向外侧具有由橡胶材料制成的外层54。在径向内端部分，可以在侧壁52的橡胶材料中嵌入加强支撑件56。另外，优选地可以规定节点单元24嵌入侧壁52的橡胶材料中。因此，可以特别好地保护节点单元24免受外部机械损坏。

另外，将提到，“具有”不排除任何其他元件或步骤，并且“一(a)”或“一个(an)”并不排除复数。另外，将提到，已经参考上述示例性实施例之一描述的特征也可以与上述其他示例性实施例的其他特征结合使用。权利要求中的附图标记不应被认为是限制性的。

Claims (16)

1.一种用于确定预测数据的系统(2)，其中，该系统(2)具有：

浮动单元(4)，以及

远离该浮动单元(4)布置的基本单元(6)，

其中，该浮动单元(4)具有浮力的或静止的联接单元(8)、浮力浮动软管(10)和检测系统(12)，

其中，该浮动软管(10)的第一端(14)连接到该联接单元(8)，

其中，该检测系统(12)被设计成检测该浮动软管(10)相对于该联接单元(8)的当前几何布置作为实际布置，

其中，该检测系统(12)被设计成检测和/或确定该浮动单元(4)的当前地理位置作为实际位置，

其中，该检测系统(12)被配置为确定表示该实际位置和该实际布置的实际位置数据，

其中，该浮动单元(4)和该基本单元(6)被设计成可经由信号链路(18)进行联接，

其中，该浮动单元(4)被设计成经由该信号链路(18)将该实际位置数据传输到该基本单元(6)，

其中，该基本单元(6)被设计成接收当前天气数据作为实际天气数据，这些当前天气数据分别表示该实际位置处的风的当前风力、当前风向、风力预测和/或风向预测，

其中，该基本单元(6)被设计成接收当前海洋数据作为实际海洋数据，这些当前海洋数据分别表示该实际位置处的水的当前水流强度、当前水流方向、水流强度预测和/或水流方向预测，并且

其中，该基本单元(6)被配置为基于该实际位置数据、该实际天气数据和该实际海洋数据来确定预测数据，因此该预测数据表示对在未来预定时间点该浮动软管(10)的目标地理位置的预测，和/或因此该预测数据表示对在该未来预定时间点该浮动软管(10)相对于该联接单元(8)的目标几何布置的预测。

2.如前一项权利要求所述的系统(2)，其特征在于，该检测系统(12)被设计成接收卫星辅助的无线导航信号(20)，其中，该检测系统(12)被配置为基于该导航信号(20)来确定该浮动单元(4)的当前地理位置作为实际位置。

3.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该联接单元(8)采用浮力浮筒(22)的形式。

4.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该检测系统(12)形成该浮动软管(10)和/或该联接单元(8)特别是该浮筒(22)的一部分。

5.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该基本单元(6)是静止基本单元(6)。

6.如前述权利要求1至4之一所述的系统(2)，其特征在于，该基本单元(6)安装和/或布置在移动运载工具上，特别是船上。

7.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该信号链路(18)至少部分地采用无线电链路(26)的形式。

8.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该基本单元(6)存储有数学计算模型，该数学计算模型取决于水的水流强度、水的水流方向、水上的风的风力和/或水上的风的风向来映射该浮动单元(4)、特别是相关浮动软管(10)的移动，其中，该基本单元(6)还被设计成通过该计算模型来确定该预测数据。

9.如前一项权利要求所述的系统(2)，其特征在于，该基本单元(6)被设计成基于由该实际位置数据表示的该实际位置和该实际布置，通过该计算模型以及该实际天气数据和该实际海洋数据来确定该浮动单元(4)、特别是该相关浮动软管(10)的移动作为预测，其确定该水流方向、水流强度、风向和风力作为该计算模型的输入变量以预测该目标地理位置的和/或该目标几何布置。

10.如前述权利要求8至9之一所述的系统(2)，其特征在于，该数学计算模型由人工神经网络表示。

11.如前一项权利要求所述的系统(2)，其特征在于，该基本单元(6)被设计成实施训练步骤，以基于在每种情况下新接收的实际位置数据来适配该神经网络。

12.如前述权利要求8至9之一所述的系统(2)，其特征在于，该数学计算模型由线性数学计算模型表示。

13.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该基本单元(6)至少部分地采用计算机云的形式。

14.如前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，该联接单元(8)、特别是该浮筒(22)具有流体入口连接件(34)，该流体入口连接件被设计用于连接水下软管(48)，其中，该联接单元(8)、特别是该浮筒(22)具有流体出口连接件(36)，该流体出口连接件连接到该浮动软管(10)的第一端(14)。

15.如前一项权利要求所述的系统(2)，其特征在于，该浮动单元(4)具有多个节点单元(24)，这些节点单元固定到该浮动软管(10)以及优选地该联接单元(8)、特别是该浮筒(22)，使得这些节点单元(24)被布置成分布在该联接单元(8)、特别是该浮筒(22)与该浮动软管(10)的第二端(16)之间，其中，每个节点单元(24)被设计成通过一个相关无线电单元分别与相应节点单元(24)的另外的无线电单元中的至少两个中的每一个建立一个无线电链路(26)，因此产生无线电网络(28)、特别是网状无线电网络，其中，每个节点单元(24)被设计成基于相应的无线电链路(26)确定与经由无线电链路(26)连接的每个另外的节点单元(24)的相对距离，其中，这些节点单元(24)中的至少一个形成主单元(30)，该主单元被设计成经由这些无线电链路(26)和/或该无线电网络(28)收集由这些另外的节点单元(24)确定的相对距离，并且其中，该主单元(30)被设计成基于所收集的相对距离来确定该实际布置，该实际布置表示该浮动软管(10)相对于该联接单元(8)、特别是该浮筒(22)的当前几何布置。

16.如前一项权利要求所述的系统(2)，其特征在于，该浮动软管(10)由多个软管段(32)形成，这些软管段彼此联接成一排，其中，每个软管段(32)至少间接连接到这些节点单元(24)中的至少一个，和/或每个软管段(32)在每种情况下包括这些节点单元(24)之一。

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