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申请/专利权人：上海国际港务(集团)股份有限公司;上海港复兴船务有限公司;武汉理工大学

摘要：本发明公开了一种拖轮靠离泊作业的动力预测方法，包括：获取拖轮历史状态信息、作业信息和作业模式；根据拖轮历史状态信息、作业信息和作业模式，获取拖轮动力参数；构建拖轮动力预测模型；获取拖轮当前作业的状态信息、作业信息和作业模式，输入拖轮动力预测模型，获得拖轮动力预测结果。本发明提供的技术方案，利用拖轮上配置的传感器收集的实时状态信息，结合经典的风浪流阻力计算公式和拖轮作业信息，计算拖轮的理论动力需求，构建拖轮动力预测模型，对拖轮的实际动力需求进行精确预测，能够解决在作业方式多样、动力控制困难等复杂情况下对拖轮进行精确动力预测的技术问题。

主权项：1.一种拖轮靠离泊作业的动力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取拖轮历史状态信息、作业信息和作业模式；根据拖轮历史状态信息、作业信息和作业模式，获取作业模式下的拖轮动力参数；根据拖轮历史状态信息、作业信息、作业模式和拖轮动力参数，构建在时间步t，接收到当前阶段的拖轮状态信息、作业信息和作业模式，并基于时间步t-1的模型状态，结合拖轮动力参数预测动力输出结果的时间序列模型并进行训练，获得拖轮动力预测模型；获取拖轮当前作业的状态信息和作业信息；根据拖轮当前作业的状态信息和作业信息，利用聚类方法识别拖轮当前的作业模式；将拖轮当前作业的状态信息、作业信息和作业模式输入拖轮动力预测模型，获得拖轮动力预测结果；所述时间序列模型为长短期记忆网络模型；所述长短期记忆网络模型包括以下组成部分：输入门、遗忘门、输出门和细胞状态；对长短期记忆网络模型进行训练时，长短期记忆网络模型单元的更新方式为：根据上阶段的状态进行遗忘门更新；将拖轮作业信息传递到输入门；通过遗忘门和输入门的信息更新节点状态；输出门输出当前的预测结果；所述拖轮动力参数包括拖轮预测总动力、拖轮协助船舶各作业阶段的实施动力；所述拖轮预测总动力采用以下计算方式获得： 其中：为拖轮预测总动力；为拖轮服务作业船舶所需的理论总动力；为因气候条件而考虑的安全系数，取1.2~1.5；CG为阵风系数；、、分别为作业船舶所受到的风力、水流力和波浪力；为作业安全系数，取1.1~1.25；所述拖轮协助船舶各作业阶段的实施动力包括：起始阶段，船舶仍然具有速度、自控的主机动力和舵效，此阶段拖轮协助船舶作业的实施动力为拖轮自航所需动力；中间阶段，船舶开始进入操纵水域或港池，此阶段拖轮协助船舶作业的实施动力为拖轮预测总动力；最后阶段，船舶进入码头前回旋和靠泊，或者船舶离开码头时离泊和回旋，此阶段拖轮协助船舶作业的实施动力为拖轮预测总动力。

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