沉船打捞集成监测及虚拟仿真系统设计.pdf

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1、第47卷第1期船海工程V547N〇.l2018年2月SHIP&OCEANENGINEERINGFeb.2018D01：10.3963/j.issn.1671-7953.2018.01.021沉船打捞集成监测及虚拟仿真系统设计刘伟,宁大勇，田昊,陈英龙，张增猛,侯交义，杜洪伟，弓永军(大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院，辽宁大连116026)摘要:针对沉船打捞作业中监测终端多、打捞现场视频采集难等问题，开发沉船打捞集成监测及虚拟仿真系统，利用PLC和网络爬虫方法分别采集作业现场各种传感器数据和海洋环境预报信息，通过组态王软件将数据集成并实

2、时上传至数据库中，在虚拟平台VirtoolsDev5.0中设计打携现场工况，依靠Virtoolsserver整合数据库技术实时读取数据并驱动虚拟模型运动。测试表明，系统性能稳定，可在监测平台上集成各种监测数据，实时再现打捞过程，可实现全方位、多角度监测打捞过程。关键词:沉船打捞;集成监测;实时传输;虚拟仿真;数据库中图分类号：U676.6;TP311.1文献标志码:A文章编号：1671-7953(2018)01-0094-52001年荷兰MAMM0ET公司和SMIT公司联1沉船打捞过程监测手合作使用8条工程船打捞俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇，

3、在打捞过程中，每根提升钢缆的实时拉打捞工程通常采用浮力打捞与机械打捞相结力、总提升力、沉船水下深度、姿态，以及驳船的姿合的方法，即利用外置气囊、浮筒、舱室充气等方态、水下视频信号等数据都集中显示在监测平台式增加沉船浮力，通过机械设备提升围绕沉船的上，实现了打捞过程的集成监测[12]。国内2007千斤使其脱离海底[5]。在沉船起浮过程中，需要年在“南海一号”古沉船打捞过程中，利用姿态传监测沉船与打捞工程船的位姿、每根千斤的受力感器和水下超短基线定位系统进行沉船的定位和情况，以及浮力的变化。姿态监测[3];2008年在“畅通”轮打捞过程中，利在

4、沉船打捞过程中，潜水员需要多次进行水用多种传感器采集每根缆绳的提升力、提升速度、下探摸工作，根据工程进展，进行水下切割，开沟、提升位移信息，并实时显示在人机界面上[4]，实船底穿千斤等辅助工作[6]。为保障潜水员在水现了对打捞过程中的部分信息监测，但没有形成下安全工作，水流速度不能超过0.6m/s。海水有效的集成监测平台。流速变化与潮汐密切相关，因此需要提前了解工为了全面获取打捞监测数据，及时掌握沉船作海区的潮汐时间，时刻监测海水流速变化。动态，提高决策效率，设计沉船打捞集成监测及虚沉船打捞现场的气象与海洋环境对打捞作业拟仿真系统。将多种信

5、息（传感器数据及网络气的安全进行具有至关重要的作用，因此需要监测象与海洋环境数据）进行汇总，实现多种数据的工作海区的浪高、流速、天气、风向、能见度等信集成显示，建立沉船打捞虚拟仿真平台，通过传感。器获取的数据实时驱动虚拟模型，逼真再现打捞在以往的数据实时传输技术中，socket方式过程，实现打捞过程的实时可视化。是典型的C/S数据交互模式，服务器与客户端之间根据约定的传输协议通过端口或*地址进行信息交互。这种传输方式安全性高，通用性强，支收稿日期:2017-06-21持.net架构及java、python等环境。而两个系统修回日期:2017

6、-08-24可以通过同一数据库进行数据的查询、添加、删除基金项目：国家科技支撑计划（2014BAB12B00);交通等操作。这种数据传输方式交互更加简单灵活，部科技专项（14C1IC03-8115);中央高校基本科研业务费（3132017025、3132017031、数据库提供相关的数据接口。为实现虚拟仿真的3132017033)实时可视化需求，本文通过在一个系统中集成第一作者:刘伟（1991一），男，硕士生socket方式与数据库共享机制两种方式，解决了研究方向：沉船打捞、虚拟现实据采的实传。942018年船海工程刘伟，等:沉船打捞集成监

7、测及虚拟仿真系统设计第$期第47卷捞提升力、提升位移、沉船及打捞驳船位置2集成监测及虚拟仿真系统设计、现场环境、水要素、水信号等监测信$"沉集成监测及虚拟仿真系方案。船打捞测及虚拟仿真系统总体设计基于虚拟现实的沉船打捞化系统依托方案如图1所示，整统由3个部分：多通Virtools软件进行设计，Virtools5.0球著名的道数据采统、基于多传感器的数据控拟现实软件，可以方便地创拟现实场系统和基于虚拟现实的沉船打捞化系统。景，并且大行准的VR设备示器[8d]，在3；互动方面技术强大。基于虚拟现实的沉船打捞化系统通过VirtoolsDev虚拟现

8、实平台设计打捞虚拟场景，利用VirtoolsServer与MSAccess数据库连接，动进行数据交换[10]，用监测的数据驱动虚拟模型运动，并将程包ef格式进行产品，系统设计的部