本發(fā)明涉及一種基于船上人員落水的應(yīng)急操縱輔助系統(tǒng)，屬于輔助應(yīng)急操作保護領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人員落水事件在船上時有發(fā)生，如何合理正確地應(yīng)急操縱船舶救助落水人員，爭取救助時間，提高船舶救助落水人員的效率，是航?？蒲腥藛T一直研究的課題。船上在發(fā)生人員落水的緊急情況時，船長任救助總指揮負責(zé)，負責(zé)下達救助相關(guān)事務(wù)的指令如救助人員的組織，救生器材的準備，落水人員的救助等，與此同時船長還要對應(yīng)急操縱船舶負責(zé)。人員落水時的船舶操縱不屬于常規(guī)操縱，一般情況下，船長都不是特別熟悉操縱的流程及注意事項。鑒于多種不利因素影響，導(dǎo)致船長不能正確地操縱船舶至落水人員位置，從而延誤救助時機。目前船上很多設(shè)備(如gps、ecdis、雷達)都提供船上人員落水時的輔助功能，但是主要功能基本都局限在記錄人員落水時的船位上，而不能提供指導(dǎo)人落水后的船舶應(yīng)急操縱方法的輔助功能，因此不能有效地減輕船長的工作量，提高應(yīng)急操縱的準確性和效率。本發(fā)明可以在船上有人員落水時，除了具有常規(guī)的記錄人員落水時的船位功能外，還針對人員落水后的立即行動和延遲行動兩種情況下提供船舶應(yīng)急操縱方法提示的輔助功能，協(xié)助船長操縱船舶至落水人員附近從而實施救助。本系統(tǒng)接入船舶的ibs系統(tǒng)，從而實現(xiàn)人員落水后的船舶自動應(yīng)急操縱。
通常人員落水后的操縱方法如下：(1)立即行動：單旋回：立即停車，向落水者一舷操滿舵，接近落水者后適時停船，放艇施救；雙半旋回：立即停車，向落水者一舷操滿舵，駛過落水者后加速，船首轉(zhuǎn)過180°時把定，沿反航向航行，落水者位于正橫后30°時滿舵旋回，接近落水者適時停船，放艇施救；willamson旋回：立即向落水者一舷操滿舵，當(dāng)船首轉(zhuǎn)過60°后，改操另一舷滿舵，至與反航向差20°時正舵，把定反航向。(2)延遲行動：scharnow旋回：向任意一舷操滿舵，當(dāng)船首轉(zhuǎn)過240°后，改操另一舷滿舵，至與反航向相差20°時正舵，把定反航向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對以上問題的提出，本發(fā)明涉及一種基于船上人員落水的應(yīng)急操縱輔助系統(tǒng)，其特征在于包括：
提供至少包括：船舶位置p、航向c以及航速v數(shù)據(jù)的傳感器單元；分析所述傳感器單元獲取的數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理單元；顯示應(yīng)急操縱方法及相關(guān)提示信息的顯示單元；
發(fā)現(xiàn)人員落水后，所述顯示單元的選擇啟動系統(tǒng)，系統(tǒng)通過所述傳感器單元記錄啟動時刻的船舶初始位置pi以及初始航向ci；所述顯示單元顯示快速到達落水人員位置的立即行動s1及搜尋失蹤人員的延遲行動s2兩種應(yīng)急操作模式；所述船舶實際位置pa與pi之間的距離dai和方位bai分別為：
其中，
所述應(yīng)急操縱累計用時t為：
ta-ti；
其中，ta為當(dāng)前系統(tǒng)時間，ti為啟動系統(tǒng)的初始時間；
所述預(yù)計到達落水人員位置附近的時間t按照下式計算：
其中，ta為當(dāng)前系統(tǒng)時間，v為當(dāng)前船舶航行速度；
所述立即行動s1應(yīng)用單旋回、雙旋回、willamson旋回三種方法；所述延遲行動s2應(yīng)用scharnow旋回方法。
進一步的，當(dāng)選擇所述單旋回時，系統(tǒng)根據(jù)所述顯示單元顯示選擇的落水人員的落水位置位于左舷或右舷，對應(yīng)提示施左滿舵或右滿舵；當(dāng)檢測到航向c開始時，系統(tǒng)提示停車，并計算所述傳感器單元檢測到啟動時刻船舶位置pi與當(dāng)前船舶位置pa之間的距離dai，當(dāng)船舶進入dai的閾值距離范圍內(nèi)時，提示船舶位于落水人員附近，并提示停車；
進一步的，當(dāng)選擇所述雙半旋回時，系統(tǒng)根據(jù)所述顯示單元顯示選擇的落水人員位于左舷/右舷的位置，提示向落水人員一側(cè)施滿舵，當(dāng)檢測到航向開始變化時，系統(tǒng)提示停車；當(dāng)所述傳感器檢測的啟動時刻記錄的船舶初始位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa連線的方位bai與實際航向ca相差90°時，提示船舶進車；當(dāng)所述傳感器檢測的實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci相差180°時，系統(tǒng)提示把定ci+180°航向；當(dāng)所述傳感器檢測的當(dāng)前的船舶位置pa與啟動時刻記錄的船舶位置pi連線的方位bai與實際航向ca相差120°時，系統(tǒng)提示向落水人員一側(cè)施滿舵；再根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa之間的距離dai提示船舶位于落水人員附近；
進一步的，當(dāng)選擇willamson旋回時，系統(tǒng)根據(jù)所述顯示單元顯示選擇的落水人員位于左舷或右舷的位置，對應(yīng)提示向落水人員一側(cè)施滿舵，當(dāng)檢測到實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci相差60°時，系統(tǒng)提示施船舶轉(zhuǎn)向的反方向滿舵；當(dāng)檢測到的實際航向ca與啟動時刻記錄的初始航向ci與180°的和相差20°時，提示船舶正舵并把定ci+180°航向；再根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa之間的距離dai，系統(tǒng)提示船舶位于落水人員附近。
進一步的，當(dāng)選定scharnow旋回時，系統(tǒng)提示向任意一側(cè)施滿舵，當(dāng)檢測到實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci相差240°時，系統(tǒng)提示向船舶轉(zhuǎn)向的反方向施滿舵，當(dāng)檢測到的實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci與180°的和相差20°時，提示船舶正舵并把定ci+180°；再根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶位置pi與當(dāng)前船舶位置pa之間的距離dai提示船舶位于落水人員附近。
更進一步的，所述顯示單元以設(shè)定的時間間隔顯示當(dāng)前的船舶位置pa點在顯示器上的位置并采用實線順序連接各船位點形成船舶軌跡線；在系統(tǒng)啟動時刻的船舶初始位置pi處顯示落水人員符號；顯示船舶與pi間的實時距離和方位；顯示預(yù)計到達pi位置的時間；顯示系統(tǒng)累計使用時間；如系統(tǒng)檢測到船舶未按照系統(tǒng)提示進行操縱時，還顯示相關(guān)的警告信息。
進一步的，所述輔助系統(tǒng)提供的車舵應(yīng)急操縱提示信息輸出到船上的綜合駕駛臺系統(tǒng)ibs，從而實現(xiàn)人員落水的船舶自動應(yīng)急操縱；所述輔助系統(tǒng)是一個獨立的設(shè)備或為船上主要導(dǎo)助航設(shè)備的一個功能模塊。
附圖說明
為了更清楚的說明本發(fā)明的實施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚完整的描述：
如圖1所示，本發(fā)明涉及一種基于船上人員落水的應(yīng)急操縱輔助系統(tǒng)，包括：提供至少包括：船舶位置p、航向c、落水人員位置以及航速v數(shù)據(jù)的傳感器單元；分析檢測所述傳感器單元所獲取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元，顯示應(yīng)急操縱方法提示及操縱數(shù)據(jù)信息的顯示單元?？梢岳斫鉃樵谄渌鼘嵤┓绞街?，傳感器單元可以提供除船舶位置p、航向c以及航速數(shù)據(jù)v以外其它的用于保證本系統(tǒng)平穩(wěn)運行的任何數(shù)據(jù)均可。在本實施方式中，系統(tǒng)提供的應(yīng)急操縱提示可由人工操縱，也可輸出到船舶ibs系統(tǒng)，由自動舵完成相應(yīng)的舵令。
作為優(yōu)選的實施方式，船舶實際位置pa與pi之間的距離dai和方位bai分別為：
其中，
應(yīng)急操縱累計用時t為：
ta-ti；
其中，ta為當(dāng)前系統(tǒng)時間，ti為啟動系統(tǒng)的初始時間；預(yù)計到達落水人員位置附近的時間t按照下式計算：
其中，ta為當(dāng)前系統(tǒng)時間，v為當(dāng)前航行速度；可以理解為，在其他實施方式采用的計算方法可以按照實際情況進行選擇，只要能夠滿足能夠?qū)⑿枰臄?shù)據(jù)采集并計算顯示的任何計算方法均可。
在本實施方式中，發(fā)現(xiàn)人員落水后，顯示單元的選擇啟動系統(tǒng)，系統(tǒng)通過傳感器單元記錄啟動時刻的船舶初始位置pi以及初始航向ci，顯示單元顯示快速到達落水人員位置的立即行動s1及搜尋失蹤人員的延遲行動s2兩種應(yīng)急操作模式?？梢岳斫鉃椋谄渌鼘嵤┓绞街?，對于落水人員救援的方式可以按照實際情況進行選擇，只要能夠滿足適應(yīng)不同情況下的人員救援即可。
在本實施方式中，立即行動s1應(yīng)用單旋回、雙旋回、willamson旋回三種方法，延遲行動s2應(yīng)用scharnow旋回方法?？梢岳斫鉃?，在其它實施方式中，
立即行動或延遲行動的具體應(yīng)用的方法可以按照實際情況進行選定，只要能夠提供人員落水后的應(yīng)急操縱提示，從而實現(xiàn)船舶快速及時地駛至落水人員附近實施救助即可。
作為優(yōu)選的實施方式，當(dāng)選擇所述單旋回時，系統(tǒng)根據(jù)顯示單元顯示選擇的落水人員的位于左舷或右舷的位置，提示施左滿舵或右滿舵，當(dāng)檢測到航向c變化時，提示停車。停車后，根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶初始位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa之間的距離dai，控制船舶位于落水人員附近?？梢岳斫鉃樵谄渌鼘嵤┓绞街?，將船舶駛至落水人員附近可以通過其它檢測單元測得的數(shù)據(jù)實現(xiàn)。
作為優(yōu)選的實施方式，當(dāng)選擇所述雙半旋回時，系統(tǒng)根據(jù)所述顯示單元顯示選擇的落水人員位于左舷/右舷的位置，提示向落水人員一側(cè)施滿舵，當(dāng)檢測到航向開始變化時，系統(tǒng)提示停車；當(dāng)所述傳感器檢測的啟動時刻記錄的船舶初始位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa連線的方位bai與實際航向ca相差90°時，提示船舶進車；當(dāng)所述傳感器檢測的實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci相差180°時，系統(tǒng)提示把定ci+180°航向；當(dāng)所述傳感器檢測的當(dāng)前的船舶位置pa與啟動時刻記錄的船舶位置pi連線的方位bai與實際航向ca相差120°時，系統(tǒng)提示向落水人員一側(cè)施滿舵；再根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa之間的距離dai提示船舶位于落水人員附近。
作為優(yōu)選的實施方式，當(dāng)選擇willamson旋回時，系統(tǒng)根據(jù)所述顯示單元顯示選擇的落水人員位于左舷或右舷的位置，對應(yīng)提示向落水人員一側(cè)施滿舵，當(dāng)檢測到實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci相差60°時，系統(tǒng)提示施船舶轉(zhuǎn)向的反方向滿舵；當(dāng)檢測到的實際航向ca與啟動時刻記錄的初始航向ci與180°的和相差20°時，提示船舶正舵并把定ci+180°航向；再根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶位置pi與當(dāng)前的船舶位置pa之間的距離dai，系統(tǒng)提示船舶位于落水人員附近。
作為優(yōu)選的實施方式，當(dāng)選擇scharnow旋回時，系統(tǒng)提示向任意一側(cè)施滿舵，當(dāng)檢測到實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci相差240°時，系統(tǒng)提示向船舶轉(zhuǎn)向的反方向施滿舵，當(dāng)檢測到的實際航向ca與啟動時刻記錄的航向ci+180°和相差20°時，提示船舶正舵并把定ci+180°；再根據(jù)所述傳感器單元檢測的啟動時刻的船舶位置pi與當(dāng)前船舶位置pa之間的距離dai提示船舶位于落水人員附近。
作為優(yōu)選的實施方式，所述顯示單元以設(shè)定的時間間隔顯示當(dāng)前的船舶位置pa點在顯示器上的位置并采用實線順序連接各船位點形成船舶軌跡線；啟動時刻的船舶初始位置pi處顯示落水人員符號、顯示船舶與pi間的實時距離dai和方位bai、顯示預(yù)計到達pi位置的時間t、顯示系統(tǒng)累計使用時間t?？梢岳斫鉃?，在其他實施方式中，當(dāng)系統(tǒng)檢測到船舶未按照系統(tǒng)提示進行操縱時，顯示單元還會顯示相關(guān)的警告信息。
作為優(yōu)選的實施方式，本系統(tǒng)作為一個獨立的設(shè)備，可以理解為在其它實施方式中，本系統(tǒng)也可以作為船上主要導(dǎo)助航設(shè)備如ecdis、gps或雷達的一個功能模塊，通過簡單的人機對話界面，結(jié)合外界傳感器提供的船位、航向和航速數(shù)據(jù)，顯示應(yīng)采取的應(yīng)急操縱方法。只要能夠滿足，能夠良好的確定人員的落水位置并給出航向航線指引的任何船舶系統(tǒng)均可。同時，本系統(tǒng)也可接入到船舶ibs系統(tǒng)，實現(xiàn)人員落水后的自動應(yīng)急操縱。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。