[發明專利]一種基于海洋大數據的水下裝備適應性信息保障系統

有效

• 申請號: 202010908122.6
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112215395B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 張赫;王薇;楊亭鵬;張亞龍
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七研究院;中國船舶集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/047
• 分類號: G06Q10/047;G06F30/15;G06F30/27;G06N3/0464;G06N3/084;G08G3/02;G06F119/04;G06F119/14
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1.一種基于海洋大數據的水下裝備適應性信息保障系統，其特征在于，包括水下航行器智能航路規劃模塊和水下裝備服役期腐蝕壽命評估模塊；所述水下航行器智能航路規劃模塊包括規劃預處理子模塊、規劃分析子模塊和規劃數據顯示子模塊；海洋及裝備數據源在規劃預處理子模塊中進行預處理包括清洗、篩選，然后發送給規劃分析子模塊，所述規劃分析子模塊用于建立航行區域環境模型、受力分析、路徑尋優規劃，所述規劃數據顯示子模塊用于顯示規劃的智能路徑，并提供人機交互功能對于數據源的輸入；所述水下裝備服役期腐蝕壽命評估模塊對獲取的海洋及裝備數據源進行預處理，以溫度、鹽度、PH值、溶解氧為輸入，腐蝕速率為輸出構建BP神經網絡，計算網絡權值，再將所需預測對象所在海域的實際溫度、鹽度、PH值、溶解氧值，輸入該網絡，計算實際腐蝕速率；根據極限載荷理論，構建以殼體厚度、材料屈服強度極限、布放深度為參數，腐蝕極限時間為變量的殼體極限承載壓力模型，根據極限承載壓力值，求得的腐蝕極限時間為剩余腐蝕壽命；剩余腐蝕壽命能夠在實際溫度、鹽度、PH值、溶解氧值、布放深度、已腐蝕深度參數發生變化時對后續腐蝕壽命進行重新預測，實現剩余腐蝕壽命的動態預測與管理，并進行動態顯示，所述水下裝備服役期腐蝕壽命評估模塊包括評估預處理子模塊、評估分析子模塊和評估數據顯示子模塊；所述評估預處理子模塊對獲取的海洋及裝備數據源進行歸一化預處理，輸出給評估分析子模塊；所述評估分析子模塊用于建立神經網絡、腐蝕速率預測、腐蝕壽命預測；所述評估數據顯示子模塊用于顯示評估結果。

2.根據權利要求1所述的基于海洋大數據的水下裝備適應性信息保障系統，其特征在于，所述海洋及裝備數據源包括海洋環境數據和水下裝備數據，所述海洋環境數據包括海浪波高及周期、海流大小及方向、水深、地形、溶解氧、溫度、PH值、鹽度，所述水下裝備數據包括水下裝備姿態及裝備殼體的厚度、材料、屈服強度。

3.根據權利要求1所述的基于海洋大數據的水下裝備適應性信息保障系統，其特征在于，所述評估分析子模塊包括實際海洋環境數據、各子模塊功能算法人機交互選擇的顯示、智能規劃路徑結果的顯示，評估分析子模塊的神經網絡建模算法包括BP神經網絡算法和徑向基網絡算法。

4.根據權利要求1所述的基于海洋大數據的水下裝備適應性信息保障系統，其特征在于，所述規劃預處理子模塊中封裝數據預處理算法、ETL算法、NLP算法、數據挖掘算法、機器學習及深度神經網絡算法；封裝的數據預處理算法包括路徑規劃算法和路徑尋優規則，所述路徑規劃算法包括A算法、A*算法、D算法、D*算法，路徑尋優規則包括最短路徑模式尋優規則和最省節能模式速度尋優規則。

5.根據權利要求1所述的基于海洋大數據的水下裝備適應性信息保障系統，其特征在于，所述規劃分析子模塊中建立航行區域環境模型的具體方法為：利用柵格法將水下裝備的工作空間劃分為尺寸相同的柵格，建立數字化的地圖，并且按照水下裝備自帶傳感器的綜合檢查范圍來確定柵格總數；當確定航行任務后，能夠得到路徑規劃的起始點和目標點，它們所處的柵格即為起始柵格和目標柵格；水下裝備的航行速度的影響因素完全由周圍的海洋環境數據所決定，因此，在每個柵格中存儲預處理后的海洋環境數據信息，作為每個柵格的屬性。