基于EMD-LSTM模型半潜平台运动极短期预报

魏强强，李 欣，李新超，卢文月

(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240; 2. 上海交通大学 三亚崖州湾深海科技研究院,海南 三亚 572024; 3. 海洋石油工程股份有限公司,天津 300461)

近年来，随着海洋工程逐步向深海进发，半潜平台作业环境变得越来越恶劣，平台的耦合运动响应特性变得十分复杂，这种平台运动的不规则性和随机性对平台作业、栈桥(Gangway)控制以及直升机起落等造成极大的不确定和未知风险，对半潜平台的运动响应预报可有效规避这些风险，具有重要的工程意义[1-3]。

对浮体运动响应的极短期预报国内外都做了一定的研究工作[2-3]，概括起来有流体力学方法、时间序列分析法和基于神经网络的预测模型。对于流体力学方法，一般需要假设波浪运动和平台运动是各态历经的平稳随机过程，且浮体为线性系统，基本适用于小振幅波浪引起的运动响应，对非线性效应明显的深水半潜平台运动响应的预测效果不太理想。与之相比，统计学方法仅需要平台本身运动响应的历史数据进行分析寻求规律并进行预报。

1949年，Wiener[4]提出了一种平稳的统计预报方法，但该方法需要知道预报信号的功率谱，实际应用中有诸多限制。Kaplan[5]提出利用卷积法对舰船运动进行预报。但由于缺少合适的核函数，因此实际应用中效果较差。

1994年，Broome等[6]采用ARMA方法对海试数据进行预报，对横摇的有效预报时间达到10 s。彭秀艳[7]提出递推最小二乘法对AR模型参数进行自适应估计，有效预报时间达10 s。……