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申请/专利权人：江苏海洋大学;水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;江苏天宁生态集团有限公司

摘要：本发明公开了一种基于数字孪生技术的码头健康智慧监测方法及评估系统，涉及码头管理领域，解决了现有的码头健康监测方法对进行监测预警误差大的问题，包括步骤S1：获取码头健康监测基础数据，步骤S2：通过对码头健康监测基础数据进行分析，得到码头健康监测分析数据，步骤S3：根据码头健康监测基础数据和码头健康监测分析数据对码头进行智慧监测，步骤S4：根据码头健康监测分析数据和码头健康监测阈值数据进行安全健康预警，本发明通过获取工作人员数据、码头环境数据以及码头集装箱堆叠数据综合进行码头的健康监测预警，保证了预警过程的全面性。

主权项：1.一种基于数字孪生技术的码头健康智慧监测评估方法，其特征在于，包括：步骤S1：获取当前累计工作时长数值、员工体温数值和员工心率数值，得到工作人员监测数据，获取实时风力强度数值、码头船只总量以及预靠岸船只数量，得到环境监测基础数据，获取最大堆叠高度数值、最大堆叠压力数值、占地面积数值以及堆场集装箱数量值，得到码头堆叠基础数据，将工作人员监测数据、环境监测基础数据以及码头堆叠基础数据定义为码头健康监测基础数据；步骤S2：根据工作人员监测数据计算得到工作人员安全监测系数，根据环境监测基础数据计算得到环境安全监测系数，根据码头堆叠基础数据计算得到堆叠安全监测系数；步骤S3：建立码头数字孪生模型，通过码头数字孪生模型获取堆叠安全监测系数阈值、环境安全监测系数阈值以及工作人员安全监测系数阈值，并将堆叠安全监测系数阈值、环境安全监测系数阈值以及工作人员安全监测系数阈值定义为码头健康监测阈值数据；步骤S4：根据码头健康监测分析数据和码头健康监测阈值数据进行安全健康预警；所述步骤S1中，获取码头健康监测基础数据具体步骤如下：步骤S11：获取工作人员监测数据；步骤S12：获取环境监测基础数据；步骤S13：获取码头堆叠基础数据；步骤S14：将工作人员监测数据、环境监测基础数据以及码头堆叠基础数据定义为码头健康监测基础数据；所述步骤S12中，还包括具体以下步骤：步骤S121：通过风力传感器实时获取码头对应的风力强度数值，得到实时风力强度数值；步骤S122：通过码头船只管理系统获取当前码头停靠的船只总量和码头尚未靠岸船只数量，将当前码头停靠的船只总量标记为码头船只总量，将码头尚未靠岸船只数量标记为预靠岸船只数量；步骤S123：将实时风力强度数值、码头船只总量以及预靠岸船只数量定义为环境监测基础数据；所述步骤S11中，对工作人员监测数据进行获取还包括以下步骤：步骤S111：通过码头监控终端实时获取码头每一位工作人员对应的当前累计工作时长数值；步骤S112：通过员工手环实时获取每一个员工对应的心率数值和体温数值，得到员工体温数值和员工心率数值；所述步骤S112中，还包括具体以下步骤：步骤S1121：通过员工手环在当前时刻之前确定m个身体素质监测时间节点，且每连续两个身体素质监测时间节点间隔一个身体素质监测时长；步骤S1122：通过员工手环内置的体温测量仪分别获取m个身体素质监测时间节点对应的工作人员体温数值，将其分别标记为第一体温数值至第m体温数值；步骤S1123：对第一体温数值至第m体温数值进行平均数计算，得到员工体温数值；步骤S1124：通过员工手环内置的心率检测仪分别获取m个身体素质监测时间节点对应的工作人员心率数值，将其分别标记为第一心率数值至第m心率数值；步骤S1125：对第一心率数值至第m心率数值进行平均数计算，得到员工心率数值；步骤S113：将当前累计工作时长数值、员工体温数值和员工心率数值定义为工作人员监测数据；所述步骤S13中，对码头堆叠基础数据进行获取，还包括具体以下步骤：步骤S131：在集装箱码头划分n个集装箱堆场，并将其标记为第一集装箱堆场至第n集装箱堆场；步骤S132：对第一集装箱堆场进行堆叠基础数据获取；所述步骤S132中，还包括具体以下步骤：步骤S1321：通过堆场管理系统获取每一个集装箱堆场的占地面积数据；步骤S1322：通过堆场管理系统分别获取每一个集装箱堆场的集装箱数量，得到堆场集装箱数量值；步骤S1323：通过长度测量仪获取第一集装箱堆场的最大堆叠高度数值；步骤S1324：通过压力测量仪获取第一集装箱堆场的最大堆叠压力数值；步骤S1325：将最大堆叠高度数值、最大堆叠压力数值、占地面积数据以及堆场集装箱数量值定义为第一集装箱堆场对应的堆叠基础数据；步骤S133：重复步骤S132，分别对第二集装箱堆场至第n集装箱堆场的堆叠基础数据进行获取，得到码头堆叠基础数据；所述步骤S2中，获取码头健康监测分析数据具体步骤如下：还包括数据库，数据库中存储的数据还包括员工体温基准数值以及员工心率基准数值；步骤S21：获取码头健康监测基础数据，根据码头健康监测基础数据获取工作人员监测数据、环境监测基础数据以及码头堆叠基础数据；步骤S22：对工作人员监测数据进行分析，获取工作人员安全监测系数；步骤S23：对环境监测基础数据进行分析，获取环境安全监测系数；步骤S24：对码头堆叠基础数据进行分析，得到堆叠安全监测系数；步骤S25：将堆叠安全监测系数、环境安全监测系数以及工作人员安全监测系数定义为码头健康监测分析数据；所述步骤S24中，还包括具体以下步骤：步骤S241：通过码头堆叠基础数据获取最大堆叠高度数值、最大堆叠压力数值、占地面积数据以及堆场集装箱数量；步骤S242：将最大堆叠高度数值、最大堆叠压力数值、占地面积数据以及堆场集装箱数量值通过计算得到堆叠安全监测系数；所述步骤S22中，对工作人员安全监测系数进行获取，还包括以下步骤：步骤S221：根据工作人员监测数据获取当前累计工作时长数值、员工体温数值和员工心率数值；步骤S222：通过数据库获取员工体温基准数值以及员工心率基准数值；步骤S223：将当前累计工作时长数值、员工体温数值、员工心率数值、员工体温基准数值以及员工心率基准数值通过计算得到工作人员安全监测系数；所述步骤S23中，对环境安全监测系数进行获取，还包括以下步骤：步骤S231：通过环境监测基础数据获取实时风力强度数值、码头船只总量以及预靠岸船只数量；步骤S232：通过实时风力强度数值、码头船只总量以及预靠岸船只数量计算得到环境安全监测系数；所述步骤S4中，根据码头健康监测分析数据和码头健康监测阈值数据进行安全健康预警具体步骤如下：步骤S41：分别获取码头健康监测分析数据和码头健康监测阈值数据，根据码头健康监测分析数据获取堆叠安全监测系数、环境安全监测系数以及工作人员安全监测系数，根据码头健康监测阈值数据获取堆叠安全监测系数阈值、环境安全监测系数阈值以及工作人员安全监测系数阈值；步骤S42：当工作人员安全监测系数大于等于工作人员安全监测系数阈值，发布工作人员健康安全预警；步骤S43：当环境安全监测系数大于等于环境安全监测系数阈值，发布环境安全监测预警；步骤S44：当堆叠安全监测系数大于等于堆叠安全监测系数阈值，发布集装箱堆叠安全监测预警；所述步骤S3中，根据码头健康监测基础数据和码头健康监测分析数据对码头进行智慧监测具体步骤如下：还包括数据库，数据库中存储的数据还包括员工体温基准数值以及员工心率基准数值；步骤S31：获取码头运营数据，利用码头运营数据通过MATLAB建立码头数字孪生模型；步骤S32：通过数字孪生模型分别获取当前累计工作时长阈值、员工体温阈值、员工心率阈值、风力强度阈值、码头船只总量阈值、预靠岸船只数量阈值、单位面积堆叠高度阈值、单位面积堆叠压力阈值、单位面积堆场集装箱数量阈值；步骤S33：根据码头健康监测基础数据获取占地面积数据，通过数据库获取员工体温基准数值以及员工心率基准数值；步骤S34：将员工体温基准数值、员工心率基准数值、当前累计工作时长阈值、员工体温阈值、员工心率阈值通过计算，得到工作人员安全监测系数阈值；步骤S35：通过风力强度阈值、码头船只总量阈值以及预靠岸船只数量阈值计算得到环境安全监测系数阈值；步骤S36：将单位面积堆叠高度阈值、单位面积堆叠压力阈值、单位面积堆场集装箱数量阈值、占地面积数据计算得到堆叠安全监测系数阈值；步骤S37：将堆叠安全监测系数阈值、环境安全监测系数阈值以及工作人员安全监测系数阈值定义为码头健康监测阈值数据。

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