多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括主控設(shè)備和多個(gè)檢測(cè)設(shè)備，所述多個(gè)檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)航線交通密度、水道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離，所述主控設(shè)備分別與所述多個(gè)檢測(cè)設(shè)備連接，以基于航線交通密度、水道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離確定并輸出安全限速。本發(fā)明全面考慮了影響船舶航速的各個(gè)要素，綜合設(shè)定了當(dāng)前船舶行駛的限制航速，最大可能地避免水面事故的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及船舶行駛報(bào)警領(lǐng)域，尤其涉及一種多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 船舶行駛過(guò)程中，存在多個(gè)因素影響船舶的航行速度，例如，船舶當(dāng)前航線的航線 交通密度、船舶所在水道的水道寬窄值、船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo) 距離等，為此，各國(guó)船舶安全管理部門紛紛對(duì)各個(gè)因素的不同值設(shè)定了不同的安全航行限 速，針對(duì)每一個(gè)因素，如果船舶航速超過(guò)該因素對(duì)應(yīng)的安全航行限速時(shí)，都會(huì)形成安全危 機(jī)，甚至導(dǎo)致水面事故的發(fā)生。
[0003] 當(dāng)前，為了保證船舶的安全航行，在船舶上有針對(duì)性地安裝了針對(duì)某一個(gè)因素的 航行限速控制系統(tǒng)，例如，當(dāng)船舶經(jīng)常行駛在狹窄水道的航線上，為該船舶安裝針對(duì)水道寬 窄值的航行限速控制系統(tǒng)，根據(jù)檢測(cè)到的水道寬窄值實(shí)時(shí)設(shè)置不同的安全航行限速，在船 舶當(dāng)前航速超過(guò)該安全航行限速時(shí)，進(jìn)行顯示或語(yǔ)音報(bào)警，提醒駕駛員改變駕駛策略，修正 航行速度，及時(shí)避免危機(jī)出現(xiàn)。
[0004] 但是，現(xiàn)有技術(shù)的船舶航速限制控制方案都是針對(duì)某一個(gè)因素而設(shè)計(jì)，雖然有一 定的安全警示效果，但當(dāng)船舶在復(fù)雜水域內(nèi)航行時(shí)，船舶當(dāng)前航線的航線交通密度、船舶所 在水道的水道寬窄值、船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離可能都對(duì)航 速造成影響，這時(shí)，只考慮某一因素，仍避免不了事故的發(fā)生。
[0005] 因此，需要一種新的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，綜合考慮影響船舶的航行速 度的各個(gè)因素，根據(jù)駕駛員的控制需要，實(shí)時(shí)自動(dòng)修正船舶當(dāng)前位置的安全航行限速，在船 舶當(dāng)前航速超過(guò)該安全航行限速時(shí)進(jìn)行報(bào)警，從而真正有效地保證船舶的正常行駛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，通過(guò)引入 多個(gè)檢測(cè)設(shè)備分別實(shí)時(shí)確定船舶當(dāng)前航線的航線交通密度、船舶所在水道的水道寬窄值、 船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離等多個(gè)影響船舶航速的因素值，計(jì) 算最安全的航行限速，同時(shí)引入優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備以保留單因素的船舶航速限制控制系 統(tǒng)，使得船舶的限速設(shè)計(jì)更為全面、更為靈活。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng) 包括主控設(shè)備和多個(gè)檢測(cè)設(shè)備，所述多個(gè)檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)航線交通密度、水道寬窄值、能 見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離，所述主控設(shè)備分別與所述多個(gè)檢測(cè)設(shè)備連接，以基于 航線交通密度、水道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離確定并輸出安全限速。
[0008] 更具體地，在所述多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括：船速檢測(cè)設(shè)備， 檢測(cè)并輸出船舶行駛速度；航線交通密度接收器，包括用戶輸入單元和無(wú)線通信單元，所述 用戶輸入單元用于接收船舶駕駛員輸入的船舶行駛航線和船舶當(dāng)前位置，所述無(wú)線通信單 元與所述用戶輸入單元通過(guò)RS232串口總線連接，用于將所述船舶行駛航線和所述船舶當(dāng) 前位置無(wú)線發(fā)送到船舶管理中心，以從船舶管理中心處無(wú)線接收所述船舶行駛航線的航線 交通密度和所述船舶行駛航線所處水道的水道寬窄值；換能器，連接所述船舶檢測(cè)設(shè)備，由 多個(gè)分設(shè)在船舶船底不同位置的換能單元組成，每一個(gè)換能單元向水底發(fā)射聲波，通過(guò)測(cè) 量聲波從發(fā)射聲波到接收水底回波之間時(shí)間間隔獲得船舶船底到水底的距離值，每一個(gè)換 能單元基于接收到的船舶行駛速度確定測(cè)量精度等級(jí)，所述測(cè)量精度等級(jí)包括特等、la等、 lb等和二等，將多個(gè)換能單元測(cè)量到的船舶船底不同位置距離水底最近的距離值作為船 底目標(biāo)距離輸出；散射式能見(jiàn)度觀測(cè)儀，包括支架、發(fā)射單元、接收單元和控制單元，所述支 架固定在船舶船體頂部上，所述發(fā)射單元、所述接收單元和所述控制單元固定在所述支架 上，所述控制單元包括微CPU和通信接口，所述發(fā)射單元和所述接收單元相對(duì)放置，所述發(fā) 射單元采用GaAs紅外LED作為光源發(fā)射散射光，所述接收單元采用PIN型光敏管接收散 射光，所述控制單元分別連接所述發(fā)射單元和所述接收單元，所述微(PU根據(jù)發(fā)射散射光 的光強(qiáng)和接收散射光的光強(qiáng)計(jì)算能見(jiàn)度，所述通信接口連接所述微CPU以輸出船舶當(dāng)前位 置的能見(jiàn)度；測(cè)距傳感器，由多個(gè)分設(shè)在船舶船體側(cè)面的紅外測(cè)距傳感單元組成，每一個(gè)紅 外測(cè)距傳感單元用于檢測(cè)船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)距離船體側(cè)面的距離，并將船舶船 體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)到船體側(cè)面的距離中最近的距離值作為船側(cè)目標(biāo)距離輸出；存儲(chǔ)設(shè) 備，預(yù)先存儲(chǔ)航線交通密度安全限速對(duì)照表、水道寬窄值安全限速對(duì)照表、能見(jiàn)度安全限速 對(duì)照表、船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和船側(cè)目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表；優(yōu)先因素設(shè)定設(shè) 備，用于接收船舶駕駛員輸入，并根據(jù)船舶駕駛員的輸入，設(shè)定航線交通密度、水道寬窄值、 能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離之一作為安全限速參考因素輸出；主控設(shè)備，分別與 所述船速檢測(cè)設(shè)備、所述航線交通密度接收器、所述換能器、所述散射式能見(jiàn)度觀測(cè)儀、所 述測(cè)距傳感器、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備連接，基于航線交通密度安全限速 對(duì)照表和接收到的航線交通密度確定第一安全限速，基于水道寬窄值安全限速對(duì)照表和接 收到的水道寬窄值確定第二安全限速，基于能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表和接收到的能見(jiàn)度確定 第三安全限速，基于船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和接收到的船底目標(biāo)距離確定第四安全 限速，基于船側(cè)目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和接收到的船側(cè)目標(biāo)距離確定第五安全限速，在 接收到所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備輸入的安全限速參考因素時(shí)，輸出與所述安全限速參考因素 對(duì)應(yīng)的安全限速，否則，默認(rèn)輸出第一安全限速、第二安全限速、第三安全限速、第四安全限 速和第五安全限速中的最小值；顯示設(shè)備，連接所述主控設(shè)備以接收并顯示所述主控設(shè)備 輸出的安全限速和船舶行駛速度，當(dāng)所述船舶行駛速度大于等于所述輸出的安全限速，高 亮顯示所述船舶行駛速度；其中，船舶廠商在船舶出廠時(shí)將航線交通密度安全限速對(duì)照表、 水道寬窄值安全限速對(duì)照表、能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表、船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和船 側(cè)目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表輸入所述存儲(chǔ)設(shè)備中。
[0009] 更具體地，在所述多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)中，所述顯示設(shè)備為液晶顯示屏 LCD，所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備為鍵盤(pán)或與所述顯示設(shè)備集成的觸摸屏。
[0010] 更具體地，在所述多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)中，每一個(gè)紅外測(cè)距傳感單元分 別對(duì)各自預(yù)定的檢測(cè)范圍檢測(cè)船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)。
[0011] 更具體地，在所述多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)中，將所述顯示設(shè)備、所述優(yōu)先因 素設(shè)定設(shè)備、所述主控設(shè)備和所述存儲(chǔ)設(shè)備集成在一塊集成電路板上。
[0012] 更具體地，在所述多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)中，所述顯示設(shè)備還連接所述換 能器，以根據(jù)所述多個(gè)換能單元測(cè)量到的船舶船底不同位置距離水底的多個(gè)距離值，動(dòng)態(tài) 模擬顯示船舶下方地貌。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中：
[0014] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的航線交通密 度接收器的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0016] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的散射式能見(jiàn) 度觀測(cè)儀的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì) 說(shuō)明。
[0018] 與20世紀(jì)初相比，當(dāng)今的水上交通運(yùn)輸發(fā)生了顯著的變化：船舶日趨大型化、高 速化，交通日益繁忙，許多水域尤其是港口的交通密度越來(lái)越大，水面情況變化更為多樣 化。這種變化使得水域的船舶限速變得非常重要，深入研究船舶限速問(wèn)題勢(shì)在必行。例如 在淺水區(qū)，當(dāng)船舶駛?cè)牒?，由于船底水下間隙變小，在三維空間中運(yùn)動(dòng)的水變得只能在二維 平面內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)流速增大，這就造成了水壓變化更為劇烈，而且水壓波動(dòng)范圍進(jìn)一步擴(kuò)至 船尾，使得船體下沉改變的程度隨航速而變得更加激烈，對(duì)船速控制影響較大，控制不當(dāng)， 會(huì)導(dǎo)致船底擦碰海底，甚至可能造成船舶擱淺的事故發(fā)生。因此，在實(shí)際操作中，當(dāng)船舶進(jìn) 入淺水區(qū)域時(shí)，一定要及時(shí)限制航速，根據(jù)測(cè)量的船底目標(biāo)距離靈活設(shè)置航速，從而保證船 舶的航行安全。
[0019] 影響船舶的航行速度的主要因素不僅僅包括船底目標(biāo)距離，還包括船舶當(dāng)前航線 的航線交通密度、船舶所在水道的水道寬窄值、船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度和船側(cè)目標(biāo)距離等。 由于以上因素都是獨(dú)立因素，需分別考慮他們與船舶限速的關(guān)系，然后結(jié)合各個(gè)要素，為克 服各種危險(xiǎn)制定出合理的限速規(guī)定。而當(dāng)前存在的船舶限速控制方案都僅僅關(guān)注某一突出 因素，根據(jù)該突出因素的不同值制定不同的航行限速值，雖然在保證安全行駛方面起到一 定的積極效果，但由于因素考慮不全，航行限速的制定不夠精確，因速度導(dǎo)致的危機(jī)仍然存 在。
[0020] 本發(fā)明提出的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，一方面，根據(jù)駕駛員的需求，保留了 單因素船舶航速限制控制方案，這個(gè)單因素是駕駛員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或歷史數(shù)據(jù)確定的、影響航 速的最為關(guān)鍵因素，另一方面，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取船舶當(dāng)前航線的航線交通密度、船舶所在水道 的水道寬窄值、船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離，給出多因素船舶航 速限制控制方案，給出最準(zhǔn)確的安全航行限速，從而幫助船舶及時(shí)脫離各種水面危機(jī)。
[0021] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。 如圖1所示，所述控制系統(tǒng)包括主控設(shè)備1和η個(gè)檢測(cè)設(shè)備2,η為預(yù)設(shè)的自然數(shù)，η個(gè)檢測(cè) 設(shè)備2分別與主控設(shè)備1連接，所述η個(gè)檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)航線交通密度、水道寬窄值、能 見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離等多個(gè)影響航速的因素值，主控設(shè)備1接收這些因素 值并基于他們確定安全限速并輸出安全限速，所述安全限速為警示船舶駕駛員在當(dāng)前位置 處的能夠保證安全航行的最大允許航速。下面對(duì)多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)的各個(gè)組成 部件進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0022] 設(shè)置在船舶控制艙前端儀表盤(pán)內(nèi)的船速檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)并輸出船舶行駛速 度。
[0023] 如圖2所示，設(shè)置在船舶船體前端上的航線交通密度接收器，包括用戶輸入單元3 和無(wú)線通信單元4,所述用戶輸入單元3用于接收船舶駕駛員輸入的船舶行駛航線和船舶 當(dāng)前位置，所述無(wú)線通信單元4與所述用戶輸入單元3通過(guò)RS232串口總線連接，用于將所 述船舶行駛航線和所述船舶當(dāng)前位置通過(guò)無(wú)線通信鏈路無(wú)線發(fā)送到船舶管理中心5,以從 船舶管理中心5處通過(guò)無(wú)線通信鏈路無(wú)線接收所述船舶行駛航線的航線交通密度和所述 船舶行駛航線所處水道的水道寬窄值。
[0024] 設(shè)置在船舶船體底部的換能器，連接所述船舶檢測(cè)設(shè)備，由多個(gè)分設(shè)在船舶船底 不同位置的換能單元組成，每一個(gè)換能單元向水底發(fā)射聲波，通過(guò)測(cè)量聲波從發(fā)射聲波到 接收水底回波之間時(shí)間間隔獲得船舶船底到水底的距離值，每一個(gè)換能單元基于接收到的 船舶行駛速度確定測(cè)量精度等級(jí)，所述測(cè)量精度等級(jí)包括特等、la等、lb等和二等，將多個(gè) 換能單元測(cè)量到的船舶船底不同位置距離水底最近的距離值作為船底目標(biāo)距離輸出。
[0025] 如圖3所示，設(shè)置在船舶船體頂部上的散射式能見(jiàn)度觀測(cè)儀，包括支架、發(fā)射單元 6、接收單元7和控制單元8,所述支架固定在船舶船體頂部上，所述發(fā)射單元6、所述接收單 元7和所述控制單元8固定在所述支架上，所述控制單元8包括微CPU和通信接口，所述發(fā) 射單元6和所述接收單元7相對(duì)放置，所述發(fā)射單元6采用GaAs紅外LED作為光源發(fā)射散 射光，所述接收單元7采用PIN型光敏管接收散射光，所述控制單元8分別連接所述發(fā)射單 元6和所述接收單元7,所述微CPU根據(jù)發(fā)射散射光的光強(qiáng)和接收散射光的光強(qiáng)計(jì)算能見(jiàn) 度，所述通信接口連接所述微CPU以輸出船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度。
[0026] 設(shè)置在船舶船體側(cè)面的測(cè)距傳感器，由多個(gè)分設(shè)在船舶船體側(cè)面的紅外測(cè)距傳感 單元組成，每一個(gè)紅外測(cè)距傳感單元用于檢測(cè)船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)距離船體側(cè)面 的距離，并將船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)到船體側(cè)面的距離中最近的距離值作為船側(cè)目 標(biāo)距尚輸出。
[0027] 設(shè)置在船舶控制艙前端儀表盤(pán)內(nèi)的存儲(chǔ)設(shè)備，預(yù)先存儲(chǔ)航線交通密度安全限速對(duì) 照表、水道寬窄值安全限速對(duì)照表、能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表、船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表 和船側(cè)目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表。
[0028] 設(shè)置在船舶控制艙前端儀表盤(pán)內(nèi)的優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備，用于接收船舶駕駛員輸 入，并根據(jù)船舶駕駛員的輸入，設(shè)定航線交通密度、水道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船 側(cè)目標(biāo)距離之一作為安全限速參考因素輸出。
[0029] 設(shè)置在船舶控制艙前端儀表盤(pán)內(nèi)的主控設(shè)備1，分別與所述船速檢測(cè)設(shè)備、所述航 線交通密度接收器、所述換能器、所述散射式能見(jiàn)度觀測(cè)儀、所述測(cè)距傳感器、所述存儲(chǔ)設(shè) 備和所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備連接，基于航線交通密度安全限速對(duì)照表和接收到的航線交通 密度確定第一安全限速，基于水道寬窄值安全限速對(duì)照表和接收到的水道寬窄值確定第二 安全限速，基于能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表和接收到的能見(jiàn)度確定第三安全限速，基于船底目 標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和接收到的船底目標(biāo)距離確定第四安全限速，基于船側(cè)目標(biāo)距離安 全限速對(duì)照表和接收到的船側(cè)目標(biāo)距離確定第五安全限速，在接收到所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè) 備輸入的安全限速參考因素時(shí)，輸出與所述安全限速參考因素對(duì)應(yīng)的安全限速，否則，默認(rèn) 輸出第一安全限速、第二安全限速、第三安全限速、第四安全限速和第五安全限速中的最小 值。
[0030] 設(shè)置在船舶控制艙前端儀表盤(pán)內(nèi)的顯示設(shè)備，連接所述主控設(shè)備1以接收并顯示 所述主控設(shè)備1輸出的安全限速和船舶行駛速度，當(dāng)所述船舶行駛速度大于等于所述輸出 的安全限速，高亮顯示所述船舶行駛速度。
[0031] 其中，船舶廠商在船舶出廠時(shí)將航線交通密度安全限速對(duì)照表、水道寬窄值安全 限速對(duì)照表、能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表、船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和船側(cè)目標(biāo)距離安全 限速對(duì)照表輸入所述存儲(chǔ)設(shè)備中，由于存儲(chǔ)設(shè)備為可讀寫(xiě)的存儲(chǔ)器，船舶運(yùn)營(yíng)方可根據(jù)各 國(guó)船舶管理中心的規(guī)定重新修改上述各個(gè)表格；所述顯示設(shè)備可選為液晶顯示屏LCD，所 述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備可選為鍵盤(pán)或與所述顯示設(shè)備集成的觸摸屏；每一個(gè)紅外測(cè)距傳感單 元被設(shè)置為分別對(duì)各自預(yù)定的檢測(cè)范圍檢測(cè)船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)；以及在所述多 因素船舶航速限制控制系統(tǒng)中，可以將所述顯示設(shè)備、所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備、所述主控設(shè) 備和所述存儲(chǔ)設(shè)備集成在一塊集成電路板上；同時(shí)所述顯示設(shè)備還可以連接所述換能器， 以根據(jù)所述多個(gè)換能單元測(cè)量到的船舶船底不同位置距離水底的多個(gè)距離值，動(dòng)態(tài)模擬顯 示船舶下方地貌，供船舶駕駛員參考。
[0032] 所述液晶顯示屏，英文通稱為L(zhǎng)CD (Liquid Crystal Display)，是屬于平面顯示器 的一種。用于電視機(jī)及計(jì)算機(jī)的屏幕顯示。液晶顯示屏LCD用于數(shù)字型鐘表和許多便攜式 計(jì)算機(jī)的一種顯示器類型。LCD顯示使用了兩片極化材料，在他們之間是液體水晶溶液。電 流通過(guò)該液體時(shí)會(huì)使水晶重新排列，以使光線無(wú)法透過(guò)他們。因此，每個(gè)水晶就像百葉窗， 既能允許光線穿過(guò)又能擋住光線。液晶顯示器LCD目前科技信息產(chǎn)品都朝著輕、薄、短、小 的目標(biāo)發(fā)展，在計(jì)算機(jī)周邊中擁有悠久歷史的顯示器產(chǎn)品當(dāng)然也不例外。在便于攜帶與搬 運(yùn)為前提之下，傳統(tǒng)的顯示方式如CRT映像管顯示器及LED顯示板等等，皆受制于體積過(guò)大 或耗電量甚巨等因素，無(wú)法達(dá)成使用者的實(shí)際需求。而液晶顯示技術(shù)的發(fā)展正好切合目前 信息產(chǎn)品的潮流，無(wú)論是直角顯示、低耗電量、體積小、還是零輻射等優(yōu)點(diǎn)，都能讓使用者享 受最佳的視覺(jué)環(huán)境。
[0033] 另外，所述航線交通密度接收器的用戶輸入單元3所接收的船舶駕駛員輸入的船 舶行駛航線和船舶當(dāng)前位置可以為，船舶駕駛員根據(jù)船上定位設(shè)備實(shí)時(shí)給出的船舶行駛航 線和船舶當(dāng)前位置，所述定位設(shè)備可選為GPS定位設(shè)備、格洛納斯定位設(shè)備、伽利略定位設(shè) 備或北斗衛(wèi)星定位設(shè)備。
[0034] 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是：建成獨(dú)立自主、開(kāi)放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體 系，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段 和用戶段三部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括 主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)兼容的終端。GPS是20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo) 航定位系統(tǒng)，其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并 用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng) 過(guò)20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS 衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。伽利略定位系統(tǒng)是歐盟一個(gè)正在建造中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也是繼美 國(guó)現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)及俄羅斯的格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)外，第三個(gè)可供民用的定位系統(tǒng)，伽利略 系統(tǒng)的基本服務(wù)有導(dǎo)航、定位、授時(shí)；特殊服務(wù)有搜索與救援；擴(kuò)展應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)有在飛機(jī) 導(dǎo)航和著陸系統(tǒng)中的應(yīng)用、鐵路安全運(yùn)行調(diào)度、海上運(yùn)輸系統(tǒng)、陸地車隊(duì)運(yùn)輸調(diào)度、精準(zhǔn)農(nóng) 業(yè)，2010年1月7日，歐盟委員會(huì)稱，歐盟的伽利略定位系統(tǒng)將從2014年起投入運(yùn)營(yíng)。俄羅 斯格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)是由24顆衛(wèi)星組成，精度在10米左右，軍民兩用，設(shè)計(jì)2009年底服務(wù) 范圍拓展到全球。
[0035] 本發(fā)明的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，在建立更全面、更精確的多因素航速限 制控制平臺(tái)的同時(shí)，保留了單因素船舶航速限制控制平臺(tái)，一方面，在復(fù)雜環(huán)境下，能夠?qū)?時(shí)靈活設(shè)置最可靠的安全限速，另一方面，在簡(jiǎn)單環(huán)境下，根據(jù)駕駛員的經(jīng)驗(yàn)或歷史數(shù)據(jù)， 能夠?qū)崟r(shí)設(shè)置可靠并運(yùn)算簡(jiǎn)單的安全限速，從而全力避免航行事故的發(fā)生。
[0036] 可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以 限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等 同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì) 以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括主控設(shè)備和多 個(gè)檢測(cè)設(shè)備，所述多個(gè)檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)航線交通密度、水道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距 離和船側(cè)目標(biāo)距離，所述主控設(shè)備分別與所述多個(gè)檢測(cè)設(shè)備連接，以基于航線交通密度、水 道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離確定并輸出安全限速。
2. 如權(quán)利要求1所述的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還 包括： 船速檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)并輸出船舶行駛速度； 航線交通密度接收器，包括用戶輸入單元和無(wú)線通信單元，所述用戶輸入單元用于接 收船舶駕駛員輸入的船舶行駛航線和船舶當(dāng)前位置，所述無(wú)線通信單元與所述用戶輸入單 元通過(guò)RS232串口總線連接，用于將所述船舶行駛航線和所述船舶當(dāng)前位置無(wú)線發(fā)送到船 舶管理中心，以從船舶管理中心處無(wú)線接收所述船舶行駛航線的航線交通密度和所述船舶 行駛航線所處水道的水道寬窄值； 換能器，連接所述船舶檢測(cè)設(shè)備，由多個(gè)分設(shè)在船舶船底不同位置的換能單元組成，每 一個(gè)換能單元向水底發(fā)射聲波，通過(guò)測(cè)量聲波從發(fā)射聲波到接收水底回波之間時(shí)間間隔獲 得船舶船底到水底的距離值，每一個(gè)換能單元基于接收到的船舶行駛速度確定測(cè)量精度等 級(jí)，所述測(cè)量精度等級(jí)包括特等、la等、lb等和二等，將多個(gè)換能單元測(cè)量到的船舶船底不 同位置距離水底最近的距離值作為船底目標(biāo)距離輸出； 散射式能見(jiàn)度觀測(cè)儀，包括支架、發(fā)射單元、接收單元和控制單元，所述支架固定在船 舶船體頂部上，所述發(fā)射單元、所述接收單元和所述控制單元固定在所述支架上，所述控制 單元包括微CPU和通信接口，所述發(fā)射單元和所述接收單元相對(duì)放置，所述發(fā)射單元采用 GaAs紅外LED作為光源發(fā)射散射光，所述接收單元采用PIN型光敏管接收散射光，所述控制 單元分別連接所述發(fā)射單元和所述接收單元，所述微CPU根據(jù)發(fā)射散射光的光強(qiáng)和接收散 射光的光強(qiáng)計(jì)算能見(jiàn)度，所述通信接口連接所述微CPU以輸出船舶當(dāng)前位置的能見(jiàn)度； 測(cè)距傳感器，由多個(gè)分設(shè)在船舶船體側(cè)面的紅外測(cè)距傳感單元組成，每一個(gè)紅外測(cè)距 傳感單元用于檢測(cè)船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的目標(biāo)距離船體側(cè)面的距離，并將船舶船體側(cè)面 附近出現(xiàn)的目標(biāo)到船體側(cè)面的距離中最近的距離值作為船側(cè)目標(biāo)距離輸出； 存儲(chǔ)設(shè)備，預(yù)先存儲(chǔ)航線交通密度安全限速對(duì)照表、水道寬窄值安全限速對(duì)照表、能見(jiàn) 度安全限速對(duì)照表、船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和船側(cè)目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表； 優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備，用于接收船舶駕駛員輸入，并根據(jù)船舶駕駛員的輸入，設(shè)定航線交 通密度、水道寬窄值、能見(jiàn)度、船底目標(biāo)距離和船側(cè)目標(biāo)距離之一作為安全限速參考因素輸 出； 主控設(shè)備，分別與所述船速檢測(cè)設(shè)備、所述航線交通密度接收器、所述換能器、所述散 射式能見(jiàn)度觀測(cè)儀、所述測(cè)距傳感器、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備連接，基于航 線交通密度安全限速對(duì)照表和接收到的航線交通密度確定第一安全限速，基于水道寬窄值 安全限速對(duì)照表和接收到的水道寬窄值確定第二安全限速，基于能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表和 接收到的能見(jiàn)度確定第三安全限速，基于船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和接收到的船底目 標(biāo)距離確定第四安全限速，基于船側(cè)目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和接收到的船側(cè)目標(biāo)距離確 定第五安全限速，在接收到所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備輸入的安全限速參考因素時(shí)，輸出與所 述安全限速參考因素對(duì)應(yīng)的安全限速，否則，默認(rèn)輸出第一安全限速、第二安全限速、第三 安全限速、第四安全限速和第五安全限速中的最小值； 顯示設(shè)備，連接所述主控設(shè)備以接收并顯示所述主控設(shè)備輸出的安全限速和船舶行駛 速度，當(dāng)所述船舶行駛速度大于等于所述輸出的安全限速，高亮顯示所述船舶行駛速度； 其中，船舶廠商在船舶出廠時(shí)將航線交通密度安全限速對(duì)照表、水道寬窄值安全限速 對(duì)照表、能見(jiàn)度安全限速對(duì)照表、船底目標(biāo)距離安全限速對(duì)照表和船側(cè)目標(biāo)距離安全限速 對(duì)照表輸入所述存儲(chǔ)設(shè)備中。
3. 如權(quán)利要求2所述的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述顯示設(shè)備為液晶顯示屏LCD，所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備為鍵盤(pán)或與所述顯示設(shè)備集 成的觸摸屏。
4. 如權(quán)利要求2所述的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，其特征在于： 每一個(gè)紅外測(cè)距傳感單元分別對(duì)各自預(yù)定的檢測(cè)范圍檢測(cè)船舶船體側(cè)面附近出現(xiàn)的 目標(biāo)。
5. 如權(quán)利要求2所述的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，其特征在于： 將所述顯示設(shè)備、所述優(yōu)先因素設(shè)定設(shè)備、所述主控設(shè)備和所述存儲(chǔ)設(shè)備集成在一塊 集成電路板上。
6. 如權(quán)利要求2所述的多因素船舶航速限制控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述顯示設(shè)備還連接所述換能器，以根據(jù)所述多個(gè)換能單元測(cè)量到的船舶船底不同位 置距離水底的多個(gè)距離值，動(dòng)態(tài)模擬顯示船舶下方地貌。
【文檔編號(hào)】B63B49/00GK104118543SQ201410393470
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:無(wú)錫北斗星通信息科技有限公司