本发明涉及数据处理，具体涉及一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备和方法。
背景技术：
1、目前海上风电项目物资供应一般采用拖轮、甲板驳船进行风电主机、叶片、塔筒、基础等大部件运输，这种船型通常一次运输2套叶片或4~6套主机和轮毂；小的备品备件甚至采用交通艇运输至风场。由于海上施工窗口期较短、效率低，采用这种供应方式往往产生长时间压船，造成大量的滞船费。同时，这类运输船在深远海施工现场因海浪、涌流等影响，使其稳定性差，与自升式海上施工平台配合施工存在较大安全隐患；且现有的运输设备在海上多浪的环境下稳定性较差，运输塔筒、轮毂一类容易滚动的设备时存在设备移动的风险，会造成极大的运输风险，起吊设备在起吊载荷时，也会由于海浪已经风力作用导致震荡摆动，同样给装卸货造成极大的影响；因此，需要设计一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备和方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备和方法，以解决现有技术的海上风电施工运输载货量不足，效率低下，安全性差且不够稳定的问题，具有可拼接、可移动、可装卸、具有良好抗风能力的特点。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
3、一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，包括无动力船体，无动力船体包括主甲板和多个副甲板，主甲板和多个副甲板通过对接机构进行连接拼接成模块化甲板；对接机构包括连接在主甲板表面的两组平行设置的横向液压缸，横向液压缸伸缩端连接有定位销；副甲板上表面开设有对应的两组定位槽与定位销插接配合；主甲板和副甲板一侧均连接有两组耳座，耳座表面开设有通孔；耳座正下方的主甲板侧壁垂直连接有纵向液压缸，纵向液压缸的伸缩端连接有插销穿过耳座的通孔将主甲板和副甲板进行连接；模块化甲板四周连接有可拆卸栏杆；主甲板上表面连接有主吊和多个副吊；主吊包括塔座，塔座顶部连接有液压缸和轴承构成的回转机构，回转机构与吊臂连接，吊臂前端连接有防风机构；主甲板和副甲板表面等间距开设有多个螺栓孔，通过螺栓与可拆式载货板螺栓连接。
4、优选地，对接机构包括连接在主甲板上表面的多个锚机，锚机一端通过定位锚与定位点连接，另一端通过缆绳与副甲板上表面连接的缆桩连接。
5、优选地，可拆式载货板为双层结构，底层为不锈钢结构的平板层，上层为柔性橡胶层；可拆式载货板表面等间距开设有多个螺栓孔，螺栓孔贯通橡胶层和平板层。
6、优选地，可拆式载货板表面的螺栓孔间距小于副甲板表面的螺栓孔的间距，可拆式载货板表面的螺栓孔数量多于副甲板表面的螺栓孔的数量。
7、优选地，可拆式载货板表面通过螺栓固定有紧固卡扣，紧固卡扣为弹性不锈钢片；紧固卡扣两端开孔，通过螺栓与可拆式载货板表面的螺栓孔连接。
8、优选地，可拆式载货板表面通过螺栓固定有挡板，挡板为l型结构，通过底面开孔与螺栓配合，固定在可拆式载货板表面的螺栓孔内。
9、优选地，防风机构包括设置在吊臂下表面的四个u型支架，每个u型支架之间均转动连接有辊筒，辊筒端部分别与一个驱动马达连接。
10、优选地，辊筒表面均开设有环形槽，环形槽内缠绕有一组钢丝吊缆，钢丝吊缆底端连接有吊钩与待起吊货物挂接。
11、优选地，吊臂下表面连接有监测模块，监测模块包括pid控制器和ccd摄像头；pid控制器与驱动马达电性连接；每组钢丝吊缆底端均连接有独立的倾角传感器，ccd摄像头和倾角传感器均与pid控制器电性连接；pid控制器内置有抗风调节算法；监测模块位于四个u型支架的中心位置。
12、优选地，上述一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备的使用方法，包括以下步骤：
13、s1，在海上风电工程建设期，采用拖轮将无动力船体拖航至风电场附近允许锚驳的锚地；
14、s2，采用近海甲板驳从岸边码头向无动力船体运送建设期风电大件设备和生产用工器具物资：
15、近海甲板驳靠泊后，采用无动力船体上的主吊和副吊将风电大件设备和生产用工器具物资卸至无动力船体上，并进行堆垛；
16、s3，采用深远海甲板驳从无动力船体向海上风电建设场址运送建设期风电大件设备和生产用工器具物资：
17、深远海甲板驳靠泊后，采用无动力船体上的主吊和副吊将风电大件设备和生产用工器具物资转运至深远海甲板驳上，再运输至风电建设场址；
18、s4，当近海甲板驳和深远海甲板驳运力不足时，将无动力船体拖航至码头，待风电大件设备和生产用工器具物资装船后，再将无动力船体直接拖航至风电建设场址；
19、s5，在海上风电工程运维期，采用拖轮将无动力船体拖航至风电运维机位靠泊安装船，采用无动力船体上的主吊和副吊将拆卸至安装船上的风电大件设备和生产用工器具物资吊运至无动力船体模块化甲板上，再采用拖轮将无动力船体直接拖航至码头卸货；
20、s6，当需要运输的风电大件设备和生产用工器具物资超过主甲板的承载量时，通过拼接副甲板的方式增大甲板的面积：
21、主甲板的锚机通过缆绳与副甲板的缆桩连接，启动锚机将副甲板缓慢拉近至连接机构处，再启动横向液压缸，将两组定位销插入具有导向作用的两组定位槽中，从而实现主甲板和副甲板上的耳板的通孔同轴心；最后通过启动纵向液压油缸将插销插入耳板的通孔中，实现主甲板和副甲板的定位对接；
22、s7，对于塔筒和轮毂一类滚动设备，选取合适尺寸的可拆式载货板固定在需要堆垛的甲板区域，然后将塔筒和轮毂一类滚动设备堆放在可拆式载货板表面，四周安装多个挡板进行限位，表面通过多个紧固卡扣进行固定；
23、s8，在主吊起吊过程中，通过四条钢丝吊缆对载荷进行四点起吊；监测模块通过pid控制器执行抗风调节算法，具体如下：
24、s801，吊钩与载荷挂接后，四台驱动马达同时驱动四个辊筒上的四条钢丝吊缆同步上升；
25、s802，执行图像识别：
26、ccd摄像头以正下方竖直方向为坐标原点，以载荷表面的四点起吊位置为顶点构建平面直角坐标系，划出标定矩形，记录标定矩形的四个顶点位置的坐标和虚拟边的坐标，并计算标定矩形的面积s1；
27、s803，执行图像偏移检测：
28、在起吊转运过程中，ccd摄像头周期性采集下方图像数据，以载荷表面的四点起吊位置的当前位置为顶点，划出实时矩形，记录实时矩形的四个顶点位置的坐标和虚拟边的坐标，并计算实时矩形的区域落在标定矩形之外的区域面积s2；计算图像偏移值s2/s1，若图像偏移值s2/s1大于阈值△s，则判定为吊运偏移，否则判定为吊运正常；
29、s804，当判定为吊运偏移时，pid控制器采集多条钢丝吊缆的倾角传感器的数据作为每条钢丝吊缆的摆动角度；pid控制器通过绳长、吊钩的挂接点间距以及摆动角度作为已知数据，通过三角函数计算对应的钢丝吊缆伸长量，并将伸长量转换为驱动马达的转动量，由pid控制器发出控制指令，通过驱动马达调整对应的钢丝吊缆收缩或伸长；其中绳长数据的获取如下：通过驱动马达自带的编码器获取转动圈数和转动角度，配合辊筒的直径和主吊的高度计算绳长；
30、s805，循环执行步骤s803和s804，直至判定为吊运正常；
31、s806，循环执行步骤s803~s805，直至吊运完成。
32、本发明提供的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备和方法的有益效果如下：
33、1，本发明设计了一种可装卸、可拼接、可移动无动力船舶，用于海上风力发电设备储存和海上短途运输；其中短途运输采用拖轮拖动或推动；将此类无动力船体与常规动力运输船协调配合使用，长途运输船上的风机设备储存在风场附近的该类无动力船体舶上，长途运输船再返回启运地运输风机设备，该类无动力船体舶上风机设备由自身运输至自升式施工平台。此类运输方式可大幅度地提高长途运输船使用率，降低物资设备运输费用。同时还能确保风场安装船舶不会出现窝工出现，提高风机安装效率，进而降低施工费用。
34、2，本发明针对部分港口只能靠中小型运输船舶，而风场施工现场必须为大型船舶的问题，将无动力船体即可作为中转点，解决港口和风场施工现场对船舶大小的矛盾关系，同时还能缓解港口泊位压力，可提前装船运输至无动力船体上储存。
35、3，本发明的无动力船体由带全回转吊机的模块化无动力甲板舶和不带吊机的模块化无动力甲板舶拼接而成。针对港口具有靠泊大型船舶能力，且距离在风场附近，在紧急情况下，可由不带吊机的模块化无动力甲板舶前往港口装船运输至风场，确保物资设备供应。
36、4，本发明的无动力船体具有可拼接性，并配备相应的叉车，即可作为海上漂浮式物资储备基地，用于风机安装、运维和技改的备品备件和生活物资的存放。特别是在技改和返厂维修时，用于存放叶片、塔筒、机舱、轮毂等风机整套设备，减少不必要上岸的风机设备，进而降低技改施工费用，也为安装平台提高一个宽旷工作地点。同时，可作为海上国防建设的后备力量。
37、5，本发明针对海上漂浮式物资储备基地具有的稳定性，在海上恶劣天气时，在锚地作为其他船舶的避风港湾。具体做法为中小型船舶与海上漂浮式物资储备基地连接在一起，提高抗风抗涌的能力，确保海上船只的安全。
38、6，本发明在甲板表面设计了可拆卸的固定机构，可以对容易滚动的设备进行有效固定，并且可以根据不同设备的尺寸自由调整固定区域的位置，从而适配多种设备的尺寸。
39、7，本发明设置了防风机构，可以执行抗风调节算法，用于在吊运过程中主动抵消风浪造成的吊运摆动，有效增加吊运效率和吊运安全性。
1.一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，包括无动力船体（1），无动力船体（1）包括主甲板（13）和多个副甲板（4），主甲板（13）和多个副甲板（4）通过对接机构进行连接拼接成模块化甲板；对接机构包括连接在主甲板（13）表面的两组平行设置的横向液压缸（21），横向液压缸（21）伸缩端连接有定位销（22）；副甲板（4）上表面开设有对应的两组定位槽（23）与定位销（22）插接配合；主甲板（13）和副甲板（4）一侧均连接有两组耳座（24），耳座（24）表面开设有通孔；耳座（24）正下方的主甲板（13）侧壁垂直连接有纵向液压缸（28），纵向液压缸（28）的伸缩端连接有插销（25）穿过耳座（24）的通孔将主甲板（13）和副甲板（4）进行连接；模块化甲板四周连接有可拆卸栏杆（14）；主甲板（13）上表面连接有主吊（11）和多个副吊（12）；主吊（11）包括塔座（15），塔座（15）顶部连接有液压缸和轴承构成的回转机构，回转机构与吊臂（5）连接，吊臂（5）前端连接有防风机构；主甲板（13）和副甲板（4）表面等间距开设有多个螺栓孔，并通过螺栓固定安装可拆式载货板（42）。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，对接机构包括连接在主甲板（13）上表面的多个锚机（26），锚机（26）一端通过定位锚（8）与主甲板（13）上的定位点连接，另一端通过缆绳（9）与副甲板（4）上表面连接的缆桩（27）连接。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，可拆式载货板（42）为双层结构，底层为不锈钢结构的平板层，上层为柔性橡胶层；可拆式载货板（42）表面等间距开设有多个螺栓孔，螺栓孔贯通橡胶层和平板层。
4.根据权利要求3所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，可拆式载货板（42）表面的螺栓孔间距小于副甲板（4）表面的螺栓孔的间距。
5.根据权利要求4所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，可拆式载货板（42）表面通过螺栓固定有紧固卡扣（43），紧固卡扣（43）为弹性不锈钢片；紧固卡扣（43）两端开孔，并通过螺栓与可拆式载货板（42）表面的螺栓孔连接。
6.根据权利要求5所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，可拆式载货板（42）表面通过螺栓固定有挡板（44），挡板（44）为l型结构，通过底面开孔与螺栓配合，固定在可拆式载货板（42）的螺栓孔上。
7.根据权利要求1所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，防风机构包括设置在吊臂（5）下表面的四个u型支架（51），每个u型支架（51）之间均转动连接有辊筒（6），辊筒（6）端部分别与一个驱动马达（61）连接。
8.根据权利要求7所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，辊筒（6）表面均开设有环形槽，环形槽内缠绕有一组钢丝吊缆（62），钢丝吊缆（62）底端连接有吊钩（63）与待起吊货物挂接。
9.根据权利要求8所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备，其特征在于，吊臂（5）下表面连接有监测模块（64），监测模块（64）包括pid控制器和ccd摄像头；pid控制器与驱动马达（61）电性连接；每组钢丝吊缆（62）底端均连接有独立的倾角传感器，ccd摄像头和倾角传感器均与pid控制器电性连接；pid控制器内置有抗风调节算法；监测模块（64）位于四个u型支架（51）的中心位置。
10.根据权利要求9所述的一种海上风电工程建设及运维的物资供应装备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
