一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统的利记博彩app
【专利摘要】一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统。所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端,冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接。冗余数据库服务器通过串口连接UHF发射塔,UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息。所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔;安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机。本实用新型一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,可以使船舶安全快速通过船闸,提高了船闸的运行效率和通过能力。
【专利说明】一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统
【技术领域】
[0001]本实用新型一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,涉及船舶通过船闸的安全导航辅助领域。
【背景技术】
[0002]船舶进闸和在闸室内移泊,前面的船舶观察前方闸首胸墙、闸门和停靠线,后面的船舶观察前方的水面或前船。船舶的驾驶难度比较大。首先一般货船的驾驶舱在船尾,驾驶台距离船首几乎有整个船长,少者几十米、多者一百多米,观察距离长,加大了驾驶者掌控前端状况的难度,这也是与汽车和火车比较最明显的区别。其次,驾驶者视线由船舶吃水深浅和船上货物高度决定,这些参数不确定性进一步增加了船舶驾引难度。而在闸室内并排行走的两艘船舶因距离较近可以看清楚彼此,在载重情况相当的情况下,基本能够做到同步移泊。因此,如果能较好的解决驾驶者对前端障碍物的可见性和存在感,以及清楚地知道前方物体和自己的移动速度,那么前后两船同步移泊也是可以做到的,也严重制约了通航的速度。
[0003]以三峡船闸为例,根据三峡船闸设计要求,三峡通航管理办法规定,进船闸的航速不得超过I米/秒,出船闸的航速不得超过1.4米/秒,在三峡船闸闸室间移泊的航速不得超过0.6米/秒。在实际运行过程中,以上速度虽然可以保证三峡船闸的运营安全,严重制约了三峡船闸的通航能力。要通过缩短移泊时间来提高船闸的通过能力,船舶进出闸和移泊速度是一个主要因素。需要像铁路和公路精准定位停靠和同步移动一样,在确保安全的前提下依靠技术进步,在保证船闸安全的情况下,提高通航速度,提升通航能力。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题,本实用新型提供一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,可以使船舶安全快速通过船闸,提高了船闸的运行效率和通过能力。
[0005]本实用新型采取的技术方案为:一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统;所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端,冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接。
[0006]冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔,UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息;
[0007]所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔;安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机;
[0008]所述船舶监控终端包括:UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机;
[0009]船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。
[0010]所述冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔。
[0011]所述UHF无线电台通过RS-485串口连接综合显示处理计算机。
[0012]所述数据显控终端连接电视墙。
[0013]本实用新型一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,可使船舶安全快速通过船闸,提高船闸的运行效率。以三峡船闸为例,可缩短船舶过闸间隔时间20多分钟,使船闸运行闸次提高40%以上,年通过能力提高2000万吨以上,社会效益明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的工作原理图。
[0015]图2为本实用新型的船舶监控终端界面显示图。
[0016]图3为本实用新型的双定位接收天线定位测向法示意图。
[0017]图4为本实用新型的船端安全间隔及停靠点控制演示图。
【具体实施方式】
[0018]一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统。所述岸端集控室采用冗余以太网络,设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端,冗余数据库服务器与数据综合分析机,数据显控终端通过冗余以太网连接,所述数据显控终端可以连接电视墙。冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔,UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息。所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔;安装在船端的UHF无线电台和基于北斗的多系统多频双RTK卫星定位接收机。
[0019]船舶监控终端包括:UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机;船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。所述冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔。所述UHF无线电台通过RS-485串口连接综合显示处理计算机。
[0020]如图1所示,船端的RTK卫星定位接收机在接收卫星信号的同时,通过UHF无线电台,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地计算并显示用户站的三维坐标,以此实现一种船舶通过船闸的安全导航方法:
[0021]1、根据船舶的位置,以及冗余数据库服务器在待闸时下达的该闸室的精确排挡图及排挡信息:包括船号、长度、宽度、吃水、吨位、载重,实时算出船舶的相对于闸室的相对位置。
[0022]2、根据本船的实时位置信息可以计算出船速,计算到船舶在当前情况下超速,则进行闻売闪光提不。
[0023]3、将本船的实时位置信息通过UHF无线通讯上传到冗余数据库服务器,冗余数据库服务器根据排挡情况,将该闸室相邻船舶的位置信息,通过UHF无线通讯实时下发到本船,本船根据本地存储的排挡信息,通过船舶模型数据(船舶的长度、宽度及北斗高精度天线安装位置),可以在北斗高精度接收机实现厘米级定位时,确定本船的准确位置,实时定位位置精度在2CM以内,速度精度在0.03m/s,通过在船上安装2个北斗高精度接收机天线(距离在2米以上,与船首方向在同一直线上),可以实现方向精度在0.1度以内,从而保障每艘船舶得到精度符合要求的本船实时位置信息,并每秒通过UHF无线通讯网络上传UHF发射塔的中心台并转发至各同时过闸船舶,从而根据排档信息计算各船舶的安全距离,并通过方向和速度信息进行预测,进行过闸位置监控和预测,并将各船舶过闸时的实时位置信息在船舶监控终端显示。如果船间距小于安全间隔或船舶超过安全速度,可以在船舶监控终端的软件界面上进行声光报警或语音提示。
[0024]4、如图2所示,船舶监控终端根据排挡情况,计算出本船的虚拟移泊停靠位置,以人性化的界面,引导船舶向该位置停靠。根据待闸时下达的该闸室的精确排挡图及排挡信息,计算出船舶在行进到该虚拟移泊位置,语音提示该船离虚拟移泊位置的精确距离。到达虚拟移泊位置后,高亮显示该船的可用缆桩范围,避免模棱两可的系缆情况发生,提高系缆效率。
[0025]5、由于船舶的载重情况不同,导致船舶的惯性不同以及船本身的可操控性及船长的驾驶水平不同,故其加减速的距离、时间也不同。在驾引初期,可以让船长自己输入一个可控的安全距离,加减速时间和匀速速度。船舶过闸过程中,在船端界面实时显示该船处于移泊的速度距离曲线,一段时间后,根据数据库记录的该船舶过闸数据进行分析、给出该船不同载重下的一个指导的加减速的距离、时间、匀速速度,对船舶过闸过程实现精确指导驾引。
[0026]6、船端的综合处理计算机屏幕上就能实时动态显示船的方向,船长参照图上的虚拟停靠位置和当前船舶艏向,以及偏航窗口显示的偏航量来调整船舶艏向,直到按照预定方向行驶到预定位置。本实用新型具备以下功能:
[0027]船岸端共同实现船舶待闸辅助导航:
[0028]为了实现船舶待闸辅助功能,在锚地待闸时,船舶监控终端的软件处于“待闸模式”,船端软件在该模式下将过闸计划、前闸次船舶在航道的位置信息、前方气象水文信息,显示在船端界面上,辅助船舶按时待闸。
[0029]船舶实时艏向测量功能:
[0030]采用双定位接收天线定位法,即在过闸船上安装一台多系统多频双RTK卫星定位接收机,该定位接收机上可部署两个接收天线,两个接收天线离开一定距离。两个接收天线连线最好是与船舷平行或重直,在船端测量定位软件中输入定位工作船的船型尺寸,两个接收天线部署在工作船中的位置,设置主、副工作点。这样在计算机屏幕上就能实时动态解算并实时显示工作船的位置和方向。安装方法如图3所示。
[0031]该测向单元的两个天线,从功能上分为主天线和从天线,通过对两个天线接收到的卫星信号进行处理,获得以两个天线连线为基准的航向、或航向的垂直方向,并能输出主天线的位置信息。在主天线出故障后,可将从天线设置为主天线。该设计不但能够在设备完好的情况下测船舶位置、艏向,而且在主天线故障后,降功能使用:只测船舶位置不测船舶艏向,提高了定位功能的冗余度。
[0032]船端实现对船舶过闸时的驾引:
[0033]在驾驶舱LCD显示屏上设置闸室,闸首、闸墙电子图和显示船、与闸墙精确对位的实时数据、移泊船舶头尾的距离、移泊船舶与闸首的距离等。实时显示本船与他船的实时位置、艏向和轨迹。船长参照图4上的虚拟停靠位置和当前船舶艏向,以及偏航窗口显示的偏航量来调整船舶艏向,直到按照预定方向行驶到预定位置。加强集中监控系统、现地控制系统、通航信号灯、过闸船舶与待闸船舶之间的信息联络,提高高过闸效率。
[0034]数据服务及分析功能:
[0035]建立船舶基础数据、运行数据库、分析系数据库,实现对上述数据库的管理,船舶过闸时运动轨迹以及开关门、充放水、系缆等数据的实时记录,根据排档情况下发同闸室船的位置、船速、间距等信息。对船舶过闸过程进行数据分析,结合运行数据对排档,对每艘船的移泊情况进行评估,以便进行排挡方案推荐、或人工排挡后的过闸效率评估。
[0036]系统在“锚地待闸”模式下,可以显示前闸次船舶的电子江图位置跟踪信息以及当前船舶装载状态下的技术性能、所处水域的水位、流量、气象信息。船长即可根据所获取的有效信息对从锚地到虚拟待闸区域的这一过程进行自主把控。最大程度上避免“闸等船”的情况发生,提闻待闸效率。
[0037]系统在“过闸模式”下,过闸辅助功能包括船闸电子地图,精确排挡图形显示本船与同时过闸船舶动态显示,包括:船速、船间距,操控提醒,危险提醒,提醒方式包括文字、图标、颜色、声音等。船舶在限制速度下运行,具有自动报警、提醒减速和停靠等功能。
【权利要求】
1.一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统;其特征在于,所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端,冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接; 冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔,UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息; 所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔;安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机; 所述船舶监控终端包括:UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机; 船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。
2.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,其特征在于,冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔。
3.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,其特征在于,UHF无线电台通过RS-485串口连接综合显示处理计算机。
4.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统,其特征在于,所述数据显控终端连接电视墙。
【文档编号】G08G3/00GK204257002SQ201420398102
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】许传洲, 陈亚杰, 曹光荣, 陈冬梅, 郁宏伟, 骆国辉, 赵明亮, 张岩, 程航 申请人:中国长江三峡集团公司