(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 202111555038.1 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 大连理工大 学宁波研究院 地址 315000 浙江省宁波市江北区育才路 26号 申请人 大连理工大 学 (72)发明人 赵云鹏　毕春伟　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 代理人 陈丽　李洪福 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于数学孪生的网箱网衣破损检测方法、 装 置及存储介质 (57)摘要 本发明公开了基于数学孪生技术的网箱网 衣破损检测方法、 装置及存储介质， 涉及水产养 殖工程和海洋工程防灾减灾技术领域， 该方法是 利用数值模拟和人工神经网络相结合的方法来 开发用于网衣破损检测的数字孪生体， 识别模型 可根据环境参数和拉力传感数据进行快速破损 识别。 首先利用渔网的等效数值模 型模拟渔网的 完整和破损的情况来获取大量的仿真传感数据， 然后将这些数据用于人工神经网络的训练， 人工 神经网络可根据不同的仿真传感信号进行网衣 是否发生破损的识别， 最后， 根据现实的传感数 据， 识别模型可以迅速识别网衣是否发生破损。 本发明实现了渔网的实时破损监测且节约人力 成本、 提高了检测效率、 克服了网衣自身或环境 干扰的限制。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114218864 A 2022.03.22 CN 114218864 A 1.一种基于数字 孪生技术的网箱网衣 破损检测方法， 其特 征在于， 包括： 获取渔网的纲绳上安装的拉力传感器 检测出的拉力数据； 将所述拉力数据输入预先构建的网衣数字孪生体， 得到网衣数字孪生体输出的网衣破 损识别结果； 其中， 预先构建网衣数字 孪生体包括： 根据待检测网箱网衣的尺寸建立等效网衣数值模型， 并模拟渔网完整和破损时的动态 响应； 根据渔网所处环境， 结合多种 波浪范围以及预先设计的不同海况环境下发生的网衣破 损情况， 利用所述网衣数值模型进行纲绳的拉力仿真模拟， 得到 仿真数据集； 建立人工神经网络破损识别模型并利用所述仿真数据集对所述人工神经网络破损识 别模型进行网衣 破损识别训练； 训练好的人工神经网络破损识别模型构成网衣数字 孪生体。 2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的网箱网衣破损检测方法， 其特征在 于， 所述人工神经网络模型使用BP神经网络 。 3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的网箱网衣破损检测方法， 其特征在 于， 所述BP神经网络的结构数设置为3层， 包括输入层、 隐藏层和输出层， 隐藏层神经元个数 设置为9个。 4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的网箱网衣破损检测方法， 其特征在 于， 利用所述仿真数据集对所述人工神经网络破损识别模型进行网衣 破损识别训练， 包括： 采用误差反向传播的训练方法， 将有效波高Hs、 谱峰周期Tp以及横纲竖纲的拉力值这4 个值作为输入， 将网衣完整状态以及破损状态作为输出。 5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的网箱网衣破损检测方法， 其特征在 于， 渔网的纲绳上安装的拉力传感器， 包括： 分别在网衣的横向纲绳和纵向纲绳上每间隔一 根纲绳， 布置一个拉力传感器。 6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生技术的网箱网衣破损检测方法， 其特征在 于， 所述拉力传感器的量 程范围为10 ‑1000N。 7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的网箱网衣破损检测方法， 其特征在 于， 还包括： 在网箱迎浪侧安装波潮仪采集波浪参数， 将所述波浪参数实时输入到所述网衣 数字孪生体， 所述网衣数字孪生体根据所述波浪参数和所述拉力数据判断网衣是否发生破 损。 8.一种基于数字 孪生技术的网箱网衣 破损检测装置， 其特 征在于， 包括： 网衣数字 孪生体构建单 元， 用于预 先构建网衣数字 孪生体； 拉力检测单 元， 用于获取 渔网的纲绳上安装的拉力传感器 检测出的拉力数据； 网衣破损识别单元， 用于将所述拉力检测单元检测出的拉力数据输入所述网衣数字孪 生体构建单 元构建的网衣数字 孪生体， 得到网衣数字 孪生体输出的网衣 破损识别结果； 其中， 所述网衣数字 孪生体构建单 元包括： 网衣数值模型建立子单元， 用于根据待检测网箱网衣的尺寸建立等效网衣数值模型， 并模拟渔网完整和破损时的动态响应； 模拟仿真子单元， 用于根据渔网所处环境， 结合多种波浪范围以及预先设计的不同海权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114218864 A 2况环境下发生的网衣破损情况， 利用所述网衣数值模型进行纲绳的拉力仿真模拟， 得到仿 真数据集； 训练子单元， 用于建立人工神经网络破损识别模型并利用所述仿真数据集对所述人工 神经网络破损识别模型进 行网衣破损识别训练； 训练好的人工神经网络破损识别模型构成 网衣数字 孪生体。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质内存储有计算机 指令集， 计算机指 令集被处理器执行时实现如权利要求 1～7任一项 所提供的基于数学孪生 技术的网箱网衣 破损检测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114218864 A 3