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?zhí)枮?014103667515、申請日為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。
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)船舶運營商的經(jīng)濟利益。
[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，而是實時發(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，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，有時會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時計算出合適耗油量的航線的技術(shù)問題，通過實時檢測船舶當(dāng)前油量，以及實時獲取當(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，找出耗油量相對偏小的替換航線自動或人工進(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船舶當(dāng)前油量進(jìn)行實時檢測，通過定位設(shè)備、無線通信設(shè)備和計算設(shè)備計算船舶當(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，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，決定是自動切換航線還是人工切換航線，即數(shù)量為一條時，自動切換航線，數(shù)量為不止一條時，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、航線耗油計算器、用戶輸入設(shè)備、控制器和船舶驅(qū)動設(shè)備，所述電容式油量傳感器發(fā)送船舶的當(dāng)前油量，所述航線耗油計算器計算船舶的當(dāng)前航線和多個替換航線的預(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、所述航線耗油計算器、所述用戶輸入設(shè)備和所述船舶驅(qū)動設(shè)備連接，在當(dāng)前油量低于用戶輸入設(shè)備所設(shè)置的航行控制啟動油量時，根據(jù)當(dāng)前油量與當(dāng)前航線和多個替換航線的預(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)前航線和多個替換航線，將當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個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)前航線和多個替換航線的航線交通密度；油耗存儲器，存儲船舶在每一個航行速度下的耗油量；航線耗油計算器，連接所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)器和所述油耗存儲器，根據(jù)當(dāng)前航線和多個替換航線的航線交通密度，計算當(dāng)前航線和多個替換航線的預(yù)期船舶航行速度，并根據(jù)所述油耗存儲器所存儲船舶在每一個航行速度下的耗油量，計算當(dāng)前航線和多個替換航線的預(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)置航行控制啟動油量；船舶驅(qū)動設(shè)備，包括可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機、由可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機所驅(qū)動的分級減速齒輪系、控制可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機與分級減速齒輪系接觸或脫離的摩擦式離合器、驅(qū)動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的摩擦式制動器，其中船舶的加速和減速是通過可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機對螺旋槳的旋轉(zhuǎn)的速度和方向進(jìn)行作用而控制的，控制時需要離合器與制動器的組合或相繼的操作；控制器，連接所述航線耗油計算器、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)動設(shè)備，當(dāng)接收到的當(dāng)前油量小于等于航行控制啟動油量時，啟動船舶航行控制模式，當(dāng)接收到的當(dāng)前油量大于航行控制啟動油量時，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)前航線和多個替換航線，連接所述控制器以顯示當(dāng)前航線和多個替換航線的預(yù)期航行耗油量，顯示當(dāng)前油量和航行控制啟動油量，并在接收到航線切換命令時，高亮顯示與所述航線切換命令對應(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，控制所述船舶驅(qū)動設(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，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船舶通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的當(dāng)前位置，計算每一條航線上的航線交通密度，所述油耗存儲器所存儲的船舶在每一個航行速度下的耗油量為船舶出廠時廠商所設(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，所述油耗存儲器、所述航線耗油計算器、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，將所述航線耗油計算器和所述控制器集成為一個主控集成電路板。
[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，所述油耗存儲器為同步動態(tài)隨機存儲器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)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的根據(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。
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的根據(jù)船舶油量切換航線的航行控制系統(tǒng)的實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]油量耗盡，對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，會嚴(yán)重導(dǎo)致耽誤船舶航期，給船舶運營方帶來不菲的經(jīng)濟損失，因此，如果避免油量耗盡，是船舶運營方需要關(guān)注的問題之一。
[0017]為了避免油量耗盡的情況出現(xiàn)，有的船舶運營方可能選擇在出發(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的情況下，行駛中仍然存在油量耗盡的危機，有的船舶運營方在出發(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)驗和當(dāng)?shù)卮肮芾碇行陌l(fā)布的一些信息及時調(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，隨時會發(fā)生改變，沒有實時數(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，在某些國家的主管機關(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時變化而無法預(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)實時獲取的各個航道的船舶交通密度、實時獲取的船舶當(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、航線耗油計算器2、用戶輸入設(shè)備3、船舶驅(qū)動設(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、航線耗油計算器2、用戶輸入設(shè)備3和船舶驅(qū)動設(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)各個設(shè)備進(jìn)行必要的電力供應(yīng)。下面，對所述航行控制系統(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)前航線和多個替換航線，將當(dāng)前位置、當(dāng)前航線和多個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)前航線和多個替換航線的航線交通密度。
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