速度等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。他是由三部分構(gòu)成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。二是空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面。三是用戶裝置部分，由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。民用的定位精度可達(dá)10米內(nèi)。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。要達(dá)到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過記錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是偽距)。當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用I和O二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼(簡稱偽碼)發(fā)射導(dǎo)航電文。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)，提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知。
[0036]本發(fā)明的船舶最大允許航速設(shè)定裝置，在制定船舶當(dāng)前位置的最大允許航速時(shí)，全面考慮了各個(gè)主要影響航速的要素，即當(dāng)前航線所在水道的水道寬窄值、當(dāng)前航線的航線交通密度和船舶當(dāng)前位置的能見度，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)或駕駛員經(jīng)驗(yàn)制定各個(gè)要素的影響權(quán)重因子，制定正確的當(dāng)前位置最大允許航速，在船舶超速時(shí)，及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，避免船舶事故發(fā)生，保證水面交通通暢，維護(hù)了船舶運(yùn)營商的經(jīng)濟(jì)利益。
[0037]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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶最大允許航速設(shè)定裝置，其特征在于，所述設(shè)定裝置包括GPS定位器、無線通信接口、散射式能見度觀測儀、權(quán)重輸入設(shè)備和控制設(shè)備，所述GPS定位器輸出船舶的當(dāng)前航線所在水道的水道寬窄值，所述無線通信接口從船舶管理中心處接收當(dāng)前航線的航線交通密度，所述散射式能見度觀測儀獲得船舶當(dāng)前位置的能見度，所述權(quán)重輸入設(shè)備設(shè)定用于船舶速度控制的水道寬窄值、能見度和航線交通密度分別對(duì)應(yīng)的三個(gè)權(quán)重因子，所述控制設(shè)備分別與所述GPS定位器、所述無線通信接口、所述散射式能見度觀測儀和所述權(quán)重輸入設(shè)備連接，根據(jù)所述水道寬窄值、所述航線交通密度、所述能見度和所述三個(gè)權(quán)重因子，確定船舶當(dāng)前位置的最大允許航速。
2.如權(quán)利要求1所述的船舶最大允許航速設(shè)定裝置，其特征在于，所述設(shè)定裝置還包括: GPS定位器，包括內(nèi)置的用戶設(shè)定單元和GPS定位單元，所述用戶設(shè)定單元用于接收用戶的設(shè)定操作，所述GPS定位單元用于根據(jù)用戶的設(shè)定操作，給出船舶的當(dāng)前位置和當(dāng)前航線，并給出船舶的當(dāng)前航線所在水道的水道寬窄值； 無線通信接口，連接所述GPS定位器以接收所述當(dāng)前位置和所述當(dāng)前航線，將所述當(dāng)前位置和所述當(dāng)前航線通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到船舶管理中心，并從船舶管理中心接收當(dāng)前航線的航線交通密度； 散射式能見度觀測儀，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)前位置的能見度；權(quán)重輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的輸入，分別對(duì)進(jìn)行船舶速度控制的水道寬窄值、能見度和航線交通密度設(shè)定第一權(quán)重因子、第二權(quán)重因子和第三權(quán)重因子； 船速測量設(shè)備，用于實(shí)時(shí)測量并輸出船舶的當(dāng)前行駛速度； 控制設(shè)備，分別與所述GPS定位器、所述無線通信接口和所述散射式能見度觀測儀連接以接收所述水道寬窄值、所述能見度和所述航線交通密度，連接所述權(quán)重輸入設(shè)備以接收所述第一權(quán)重因子、所述第二權(quán)重因子和所述第三權(quán)重因子，基于所述水道寬窄值、所述第一權(quán)重因子、所述能見度、所述第二權(quán)重因子、所述航線交通密度和所述第三權(quán)重因子計(jì)算船舶當(dāng)前位置的最大允許航速，與所述船速測量設(shè)備連接以接收所述當(dāng)前行駛速度，并在所述當(dāng)前行駛速度大于等于所述最大允許航速時(shí)，發(fā)出航速超限信號(hào)，在所述當(dāng)前行駛速度小于所述最大允許航速時(shí)，發(fā)出航速正常信號(hào)； 顯示設(shè)備，連接所述控制設(shè)備，用于在接收到所述航速超限信號(hào)時(shí)，以高亮度顯示所述當(dāng)前行駛速度，在接收到所述航速正常信號(hào)時(shí)，以低亮度顯示所述當(dāng)前行駛速度； 其中，所述航線交通密度為航線上每海里的船舶數(shù)量，在所述控制設(shè)備基于所述水道寬窄值、所述第一權(quán)重因子、所述能見度、所述第二權(quán)重因子、所述航線交通密度和所述第三權(quán)重因子計(jì)算船舶當(dāng)前位置的最大允許航速時(shí)，在所述能見度的使用上，是根據(jù)所述能見度所處于的能見度等級(jí)范圍進(jìn)行船舶當(dāng)前位置的最大允許航速的計(jì)算，所述能見度等級(jí)范圍包括不足100米、100米到I公里、I公里到2公里、2公里到5公里、5公里到100公里和100公里以上多個(gè)能見度等級(jí)范圍； 其中，所述GPS定位器、所述無線通信接口和所述散射式能見度觀測儀都位于船舶的船體前端，所述權(quán)重輸入設(shè)備、所述船速測量設(shè)備、所述控制設(shè)備和所述顯示設(shè)備位于船舶控制艙的儀表盤內(nèi)； 其中，所述無線通信接口在接收到所述航速超限信號(hào)時(shí)，將船舶的當(dāng)前位置和船舶當(dāng)前位置的最大允許航速通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到船舶管理中心。
3.如權(quán)利要求2所述的船舶最大允許航速設(shè)定裝置，其特征在于，所述航行控制系統(tǒng)還包括: 語音播放設(shè)備，連接所述控制設(shè)備，用于在接收到所述航速超限信號(hào)時(shí)，播放語音報(bào)警文件。
4.如權(quán)利要求3所述的船舶最大允許航速設(shè)定裝置，其特征在于: 所述語音播放設(shè)備位于船舶控制艙的儀表盤內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的船舶最大允許航速設(shè)定裝置，其特征在于: 所述語音播放設(shè)備為揚(yáng)聲器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種船舶最大允許航速設(shè)定裝置，所述裝置包括GPS定位器、無線通信接口、散射式能見度觀測儀、權(quán)重輸入設(shè)備和控制設(shè)備，控制設(shè)備分別與GPS定位器、無線通信接口、散射式能見度觀測儀連接以接收船舶的當(dāng)前航線所在水道的水道寬窄值、當(dāng)前航線的航線交通密度和船舶當(dāng)前位置的能見度，權(quán)重輸入設(shè)備設(shè)定用于船舶速度控制的水道寬窄值、能見度和航線交通密度分別對(duì)應(yīng)的三個(gè)權(quán)重因子，控制設(shè)備與權(quán)重輸入設(shè)備連接，根據(jù)水道寬窄值、航線交通密度、能見度和三個(gè)權(quán)重因子，確定船舶當(dāng)前位置的最大允許航速。本發(fā)明能夠在復(fù)雜多變的水面情況下，靈活設(shè)置適宜船舶行駛的、不同的安全速度，有效避免船舶事故的發(fā)生。
【IPC分類】B63B49-00
【公開號(hào)】CN104709448
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510117216
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】張冬梅
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年7月29日