根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?014103667515、申請(qǐng)日為2014年7月29日、發(fā)明名稱為“根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)”的專利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及船舶航線控制領(lǐng)域，尤其涉及一種根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]船舶從出發(fā)地到目的地存在多條航線可供駕駛員選擇。一條航線的耗油量取決于在該條航線上行駛船舶的數(shù)量，即航線交通密度，航線上的船舶數(shù)量越多，航線交通密度越大，越限制船舶的行駛速度，從而增加該條航線上船舶行駛耗油量。因此，選擇一條航線交通密度最小、耗油量最少的航線作為行駛航線，能夠提高船舶的航行效率，維護(hù)船舶運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)利益。
[0004]但是，在船舶出發(fā)前，從出發(fā)地到目的地的每條航線的具體航線交通密度是無法預(yù)知的，同樣的一條航線，每天的航線交通密度都不同，而是實(shí)時(shí)發(fā)生變化的。因此，在船舶出發(fā)前，駕駛員無法確定哪一條航線的耗油量最少?，F(xiàn)有技術(shù)中的航線改變方案，都是依靠駕駛員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，或根據(jù)當(dāng)?shù)毓芾碇行牡膹V播內(nèi)容，進(jìn)行航線的改變，其決策往往缺少數(shù)據(jù)支持，節(jié)油的效果不高，有時(shí)會(huì)使得船舶陷入油量耗盡的尷尬境地。
[0005]因此，需要一種根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)，克服現(xiàn)有船舶控制系統(tǒng)過于依靠人工而無法實(shí)時(shí)計(jì)算出合適耗油量的航線的技術(shù)問題，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)船舶當(dāng)前油量，以及實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前航線和多條替換航線的預(yù)期航行耗油量，在當(dāng)前油量無法支持當(dāng)前航線繼續(xù)行駛的情況下，找出耗油量相對(duì)偏小的替換航線自動(dòng)或人工進(jìn)行航線切換，從而保證船舶的正常行駛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)，通過引入電容式油量傳感器對(duì)船舶當(dāng)前油量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過定位設(shè)備、無線通信設(shè)備和計(jì)算設(shè)備計(jì)算船舶當(dāng)前航線和多條替換航線的預(yù)期航行耗油量，在當(dāng)前油量小于設(shè)定油量閾值以及當(dāng)前油量無法支持船舶繼續(xù)航行時(shí)，根據(jù)預(yù)期航行耗油量小于當(dāng)前油量的替換航線的數(shù)量，決定是自動(dòng)切換航線還是人工切換航線，即數(shù)量為一條時(shí)，自動(dòng)切換航線，數(shù)量為不止一條時(shí)，提供多條符合條件的替換航線供駕駛員人工選擇，從而節(jié)省船舶的耗油量，避免油量耗盡的情況出現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)，所述航行控制系統(tǒng)包括電容式油量傳感器、航線耗油計(jì)算器、用戶輸入設(shè)備、控制器和船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備，所述電容式油量傳感器發(fā)送船舶的當(dāng)前油量，所述航線耗油計(jì)算器計(jì)算船舶的當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線的預(yù)期航行耗油量，所述控制器分別與所述電容式油量傳感器、所述航線耗油計(jì)算器、所述用戶輸入設(shè)備和所述船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接，在當(dāng)前油量低于用戶輸入設(shè)備所設(shè)置的航行控制啟動(dòng)油量時(shí)，根據(jù)當(dāng)前油量與當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線的預(yù)期航行耗油量的比較結(jié)果，決定所述船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備的航線切換策略。
[0008]更具體地，在所述根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括:電容式油量傳感器，采用內(nèi)置的一個(gè)同軸容器，當(dāng)油進(jìn)入同軸容器后引起傳感器殼體和傳感器內(nèi)置感應(yīng)電極之間電容量的變化，基于變化量計(jì)算船舶的當(dāng)前油量；定位器，給出船舶的當(dāng)前位置、船舶從當(dāng)前位置到目的地的當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線；無線數(shù)據(jù)收發(fā)器，連接所述定位器以接收當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線，將當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線通過無線通信網(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)前航線和多個(gè)替換航線的航線交通密度；油耗存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)船舶在每一個(gè)航行速度下的耗油量；航線耗油計(jì)算器，連接所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)器和所述油耗存儲(chǔ)器，根據(jù)當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線的航線交通密度，計(jì)算當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線的預(yù)期船舶航行速度，并根據(jù)所述油耗存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)船舶在每一個(gè)航行速度下的耗油量，計(jì)算當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線的預(yù)期航行耗油量；用戶輸入設(shè)備，根據(jù)用戶的輸入，為控制器設(shè)置航行控制啟動(dòng)油量；船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備，包括可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、由可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的分級(jí)減速齒輪系、控制可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)與分級(jí)減速齒輪系接觸或脫離的摩擦式離合器、驅(qū)動(dòng)帶有固定槳葉的螺旋槳軸和使得螺旋槳軸減速并保持不動(dòng)的摩擦式制動(dòng)器，其中船舶的加速和減速是通過可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)的速度和方向進(jìn)行作用而控制的，控制時(shí)需要離合器與制動(dòng)器的組合或相繼的操作；控制器，連接所述航線耗油計(jì)算器、所述電容式油量傳感器、所述用戶輸入設(shè)備和所述船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備，當(dāng)接收到的當(dāng)前油量小于等于航行控制啟動(dòng)油量時(shí)，啟動(dòng)船舶航行控制模式，當(dāng)接收到的當(dāng)前油量大于航行控制啟動(dòng)油量時(shí)，退出船舶航行控制模式；顯示器，連接所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)器以顯示當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線，連接所述控制器以顯示當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線的預(yù)期航行耗油量，顯示當(dāng)前油量和航行控制啟動(dòng)油量，并在接收到航線切換命令時(shí)，高亮顯示與所述航線切換命令對(duì)應(yīng)的、預(yù)期航行耗油量小于當(dāng)前油量的不止一條替換航線；其中，在控制器的船舶航行控制模式中，在當(dāng)前航線的預(yù)期航行耗油量大于當(dāng)前油量且在多個(gè)替換航線中僅存在一條替換航線的預(yù)期航行耗油量小于當(dāng)前油量時(shí)，控制所述船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備將當(dāng)前航線切換到所述預(yù)期航行耗油量大于當(dāng)前油量的替換航線以繼續(xù)航行，在當(dāng)前航線的預(yù)期航行耗油量大于當(dāng)前油量且在多個(gè)替換航線中存在不止一條替換航線的預(yù)期航行耗油量小于當(dāng)前油量時(shí)，發(fā)出航線切換命令；其中，船舶管理中心接收每一條航線上的各個(gè)船舶通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的當(dāng)前位置，計(jì)算每一條航線上的航線交通密度，所述油耗存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的船舶在每一個(gè)航行速度下的耗油量為船舶出廠時(shí)廠商所設(shè)定；其中，所述電容式油量傳感器設(shè)置在船舶的油箱內(nèi)，所述定位器和所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)器都位于船舶船體前端，所述油耗存儲(chǔ)器、所述航線耗油計(jì)算器、所述用戶輸入設(shè)備、所述控制器和所述顯示器都位于船舶駕駛室的儀表盤內(nèi)，所述船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備設(shè)置在船舶船體后端底艙內(nèi)。
[0009]更具體地，在所述根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)中，將所述航線耗油計(jì)算器和所述控制器集成為一個(gè)主控集成電路板。
[0010]更具體地，在所述根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)中，所述用戶輸入設(shè)備為鍵盤或與所述顯示器集成的觸摸屏。
[0011]更具體地，在所述根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)中，所述顯示器為液晶顯示器IXD，所述油耗存儲(chǔ)器為同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM。
[0012]更具體地，在所述根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)中，所述液晶顯示器LCD的分辨率為 160X 128,384X320,640X480 或 1024X600 中的一種。
【附圖說明】
[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)施方案示出的根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]油量耗盡，對(duì)于在水面上行駛的船舶而言，再糟糕不過。由于水面行駛的特殊環(huán)境，加油或等待燃油的過程都比較麻煩，會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致耽誤船舶航期，給船舶運(yùn)營(yíng)方帶來不菲的經(jīng)濟(jì)損失，因此，如果避免油量耗盡，是船舶運(yùn)營(yíng)方需要關(guān)注的問題之一。
[0017]為了避免油量耗盡的情況出現(xiàn)，有的船舶運(yùn)營(yíng)方可能選擇在出發(fā)前，為所有船舶加滿油，但受船舶油箱空間限制，在遇到復(fù)雜水面情況或航線過長(zhǎng)的情況下，行駛中仍然存在油量耗盡的危機(jī)，有的船舶運(yùn)營(yíng)方在出發(fā)前選擇耗油量最小的航線，并在行駛中依靠駕駛員的經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)?shù)卮肮芾碇行陌l(fā)布的一些信息及時(shí)調(diào)整航線，以盡可能減少耗油，但航線的水面情況千變?nèi)f化，隨時(shí)會(huì)發(fā)生改變，沒有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持的航線切換方案，其節(jié)油效果并不佳。
[0018]例如，船舶的航線交通密度是決定航線耗油量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一。所謂航線交通密度，指的是在一定的航行線路所在水域內(nèi)的船只數(shù)量，一般以每海里船只數(shù)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。例如，在某些國(guó)家的主管機(jī)關(guān)規(guī)定，前后兩船間距I海里(或間隔6分鐘)，即航線交通密度最佳為2至3艘船(每海里)。航線的船舶交通密度約大，航線上的船舶越多，船舶在該航線上行駛的速度越慢，導(dǎo)致船舶的耗油量越大。但航線的船舶交通密度的實(shí)時(shí)變化而無法預(yù)知的。
[0019]本發(fā)明提出的根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的各個(gè)航道的船舶交通密度、實(shí)時(shí)獲取的船舶當(dāng)前油量，在當(dāng)前油量無法支持當(dāng)前航線行駛的情況下，提供替換航線供船舶繼續(xù)行駛，達(dá)到節(jié)油效果，保證船舶的如期到達(dá)。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。如圖1所示，所述航行控制系統(tǒng)包括電容式油量傳感器1、航線耗油計(jì)算器2、用戶輸入設(shè)備3、船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備4、電源供應(yīng)設(shè)備5和控制器6，所示控制器6分別與電容式油量傳感器1、航線耗油計(jì)算器2、用戶輸入設(shè)備3和船舶驅(qū)動(dòng)設(shè)備4連接，所述電源供應(yīng)設(shè)備為所述航行控制系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行必要的電力供應(yīng)。下面，對(duì)所述航行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的描述。
[0021]所述電容式油量傳感器1，采用內(nèi)置的一個(gè)同軸容器，當(dāng)油進(jìn)入同軸容器后引起傳感器殼體和傳感器內(nèi)置感應(yīng)電極之間電容量的變化，基于變化量計(jì)算船舶的當(dāng)前油量。
[0022]所述航行控制系統(tǒng)還包括定位器，給出船舶的當(dāng)前位置、船舶從當(dāng)前位置到目的地的當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線。
[0023]所述航行控制系統(tǒng)還包括無線數(shù)據(jù)收發(fā)器，連接所述定位器以接收當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線，將當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個(gè)替換航線通過