(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111658465.2 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 天津博迈科海 洋工程有限公司 地址 300452 天津市滨 海新区临港 工业区1 号 (72)发明人 王永伟　陈倩　冯晓　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 代理人 李素兰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种大型FPSO上部核心模块布局防碰撞优 化方法 (57)摘要 本发明公开了一种大型FPSO上部核心模块 布局防碰撞优化方法， 包括以下步骤： 首先， 将用 于FPSO各个上部核心模块布置的整体场地二维 格栅化， 建立格栅坐标系。 其次， 将各核心模块分 别在整体场地中的实际位置对应的栅格单元以 不同颜色填充， 最终通过FPSO各个上部核心模块 防碰撞优化函数和约束条件求解出各模块变换 位置， 达到高效吊装的目的。 采用本方法保证了 现场各核心模块的最优位置布局， 减少因人工布 局场地划分造成的效率与精确问题， 提升各模块 的吊装工作安全性。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114372358 A 2022.04.19 CN 114372358 A 1.一种大 型FPSO上部核心模块布局防碰撞优化方法， 其特 征在于包括以下步骤： 步骤一、 将用于FPSO各个上部核心模块布置的整体场地以一个矩形表示， 建立栅格坐 标系， 将整体场地进行二维栅格化， 所述的栅格坐标系建立方法为选定矩形左下角点为坐 标系原点， 并以矩形水平方向为x轴正方向， 矩形竖直方向为y轴正方向； 所述的二 维栅格化 的具体步骤为： 第一步： 计算出矩形的面积S1； 第二步： 选出FPSO各个上部核心模块中体积最小的模块， 获得最小的模块在栅格坐标 系中的投影面积S2， 计算出最小模块投影面积与整体场地 面积的比值κ ＝S2/S1； 第三步： 将一个栅格单元的实际面积设定为S3＝1/10κ， 将整体场地以栅格单元的实际 面积S3的大小进行格栅划分， 每个栅格单元的各边分别与格栅坐标系x轴方向或者y轴方向 平行； 第四步： 将沿格栅坐标系x轴方向的栅格单元的边长与整体场地的边长之比记为α， 将 沿格栅坐标系y轴的栅格单 元的边长与整体场地的边长之比记为β； 步骤二、 将各核心模块分别在整体场地中的实际位置对应的栅格单元以不同颜色填 充， 当某个核心模块所占某一栅格单元面积不足一半时则不绘制该栅格单元， 否则 绘制整 个栅格单 元； 步骤三、 依据步骤三所绘制的各核心模块栅格颜色图计算在栅格坐标系下各核心模块 的中心坐标值(x1,y1),(x2,y2),...， (xi,yi)， ...,(xn,yn) 式中： xi为第i个核心模块的中心横 坐标值； xmaxi第i个核心模块所占栅格单元最大横 坐 标值； xmini第i个核心模块所占栅格单元最小横坐标值； yi为第i个核心模块的中心纵坐标 值； ymaxi为第i个核心模块 所占栅格单元最 大纵坐标值； ymini为第i个核心模块所占栅格单元 最小纵坐标值； 步骤四、 建立大 型FPSO各个上部核心模块防碰撞优化 函数： 式中αi表示重要权重系数； Mi表示FPSO上部核心模块i的质量； Vi表示上部核心模块i的 体积； (xi， yi)为上部核心模块i的中心点坐标值， △xi表示上部核心模块i 沿着x方向的变化 距离，△yi表示上部核心模块i沿着y方向的变化距离， L(xi+Δxi,yi+Δyi)表示上部核心模 块i的变换距离函数， n 为上部核心模块的数量； 步骤五、 建立FPSO上部核心模块的防碰撞优化约束条件， 设定各上部核心模块变换过 程中沿着x轴正负方向和y轴正负方向可移动的最大值： ‑Lxmaxi≤xi+Δxi≤+Lxmaxi ‑Lymaxi≤yi+Δyi≤+Lymaxi 式中： +Lxmaxi表示上部核心模块i在场地栅格坐标内沿着x正方向移动的最大值； ‑Lxmaxi 表示上部核心模块i在场地栅格坐标内沿着负方向移动的最大值； +Lymaxi表示上部核心模权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114372358 A 2块i在场地栅格坐标内沿着y正方向移动的最大值； ‑Lymaxi表示上部核心模块i在场地栅格 坐标内沿着y负方向移动的最大值； 步骤六、 依据步骤五建立的FPSO上部模块防碰撞优化函数与步骤六建立的防碰撞优化 约束条件在mat lab中利用神经网络优化算法进 行各模块变换位置求解， 求解优化函数最小 时△xi和△yi； 步骤七、 依据步骤七计算的 △xi与△yi对FPSO各个上部核心模块中心点坐标(xi， yi)进 行变换， 变换完成后移动各个上部核心模块所占栅格位置， 观察各个上部核心模块所占的 栅格是否存在区域重叠， 若存在区域重叠说明求解出的变换参数 △xi与△yi不能满足实地 布置要求， 重新设定步骤五所设的约束条件， 将沿着x轴正负方向和y轴正负方向可移动的 最大值分别减少1个单 元值， 重新进行计算， 直到各模块间不存在区域重 叠； 步骤八、 根据计算出的合理 △xi与△yi进行上部核心模块的实地调整， 各上部核心模块 沿栅格坐标系方向移动的实际距离 ΔLxi与ΔLyi满足关系： 步骤九、 根据步骤八FPSO上部核心模块的位置调整结果， 采用吊装系 统依次将各个上 部核心模块吊装到FP SO上部甲板上进行安装， 直到所有的FP SO上部核心模块 安装完毕。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114372358 A 3