一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统技术方案

一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统。所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端，冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接。冗余数据库服务器通过串口连接UHF发射塔，UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息。所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔；安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机。本实用新型专利技术一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，可以使船舶安全快速通过船闸，提高了船闸的运行效率和通过能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统。所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端，冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接。冗余数据库服务器通过串口连接UHF发射塔，UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息。所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔；安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机。本技术一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，可以使船舶安全快速通过船闸，提高了船闸的运行效率和通过能力。【专利说明】一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统
本技术一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，涉及船舶通过船闸的安全导航辅助领域。
技术介绍
船舶进闸和在闸室内移泊，前面的船舶观察前方闸首胸墙、闸门和停靠线，后面的船舶观察前方的水面或前船。船舶的驾驶难度比较大。首先一般货船的驾驶舱在船尾，驾驶台距离船首几乎有整个船长，少者几十米、多者一百多米，观察距离长，加大了驾驶者掌控前端状况的难度，这也是与汽车和火车比较最明显的区别。其次，驾驶者视线由船舶吃水深浅和船上货物高度决定，这些参数不确定性进一步增加了船舶驾引难度。而在闸室内并排行走的两艘船舶因距离较近可以看清楚彼此，在载重情况相当的情况下，基本能够做到同步移泊。因此，如果能较好的解决驾驶者对前端障碍物的可见性和存在感，以及清楚地知道前方物体和自己的移动速度，那么前后两船同步移泊也是可以做到的，也严重制约了通航的速度。 以三峡船闸为例，根据三峡船闸设计要求，三峡通航管理办法规定，进船闸的航速不得超过I米/秒，出船闸的航速不得超过1.4米/秒，在三峡船闸闸室间移泊的航速不得超过0.6米/秒。在实际运行过程中，以上速度虽然可以保证三峡船闸的运营安全，严重制约了三峡船闸的通航能力。要通过缩短移泊时间来提高船闸的通过能力，船舶进出闸和移泊速度是一个主要因素。需要像铁路和公路精准定位停靠和同步移动一样，在确保安全的前提下依靠技术进步，在保证船闸安全的情况下，提高通航速度，提升通航能力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，可以使船舶安全快速通过船闸，提高了船闸的运行效率和通过能力。 本技术采取的技术方案为:一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统；所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端，冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接。 冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔，UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息； 所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔；安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机； 所述船舶监控终端包括:UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机； 船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。 所述冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔。 所述UHF无线电台通过RS-485串口连接综合显示处理计算机。 所述数据显控终端连接电视墙。 本技术一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，可使船舶安全快速通过船闸，提高船闸的运行效率。以三峡船闸为例，可缩短船舶过闸间隔时间20多分钟，使船闸运行闸次提高40%以上，年通过能力提高2000万吨以上，社会效益明显。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的工作原理图。 图2为本技术的船舶监控终端界面显示图。 图3为本技术的双定位接收天线定位测向法示意图。 图4为本技术的船端安全间隔及停靠点控制演示图。 【具体实施方式】 一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统。所述岸端集控室采用冗余以太网络，设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端，冗余数据库服务器与数据综合分析机，数据显控终端通过冗余以太网连接，所述数据显控终端可以连接电视墙。冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔，UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息。所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔；安装在船端的UHF无线电台和基于北斗的多系统多频双RTK卫星定位接收机。 船舶监控终端包括:UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机；船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。所述冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔。所述UHF无线电台通过RS-485串口连接综合显示处理计算机。 如图1所示，船端的RTK卫星定位接收机在接收卫星信号的同时，通过UHF无线电台，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标，以此实现一种船舶通过船闸的安全导航方法: 1、根据船舶的位置，以及冗余数据库服务器在待闸时下达的该闸室的精确排挡图及排挡信息:包括船号、长度、宽度、吃水、吨位、载重，实时算出船舶的相对于闸室的相对位置。 2、根据本船的实时位置信息可以计算出船速，计算到船舶在当前情况下超速，则进行闻売闪光提不。 3、将本船的实时位置信息通过UHF无线通讯上传到冗余数据库服务器，冗余数据库服务器根据排挡情况，将该闸室相邻船舶的位置信息，通过UHF无线通讯实时下发到本船，本船根据本地存储的排挡信息，通过船舶模型数据(船舶的长度、宽度及北斗高精度天线安装位置)，可以在北斗高精度接收机实现厘米级定位时，确定本船的准确位置，实时定位位置精度在2CM以内，速度精度在0.03m/s，通过在船上安装2个北斗高精度接收机天线(距离在2米以上，与船首方向在同一直线上)，可以实现方向精度在0.1度以内，从而保障每艘船舶得到精度符合要求的本船实时位置信息，并每秒通过UHF无线通讯网络上传UHF发射塔的中心台并转发至各同时过闸船舶，从而根据排档信息计算各船舶的安全距离，并通过方向和速度信息进行预测，进行过闸位置监控和预测，并将各船舶过闸时的实时位置信息在船舶监控终端显示。如果船间距小于安全间隔或船舶超过安全速度，可以在船舶监控终端的软件界面上进行声光报警或语音提示。 4、如图2所示，船舶监控终端根据排挡情况，计算出本船的虚拟移泊停靠位置，以人性化的界面，引导船舶向该位置停靠。根据待闸时下达的该闸室的精确排挡图及排挡信息，计算出船舶在行进到该虚拟移泊位置，语音提示该船离虚拟移泊位置的精确距离。到达虚拟移泊位置后，高亮显示该船的可用缆桩范围，避免模棱两可的系缆情况发生，提高系缆效率。 5、由于船舶的载重情况不同，导致船舶的惯性不同以及船本身的可操控性及船长的驾驶水平不同，故其加减速的距离、时间也不同。在驾引初期，可以让船长自己输入一个可控的安全距离，加减速时间和匀速速度。船舶过闸过程中，在船端界面实时显示该船处于移泊的速度距离曲线，一段时间后，根据数据库记录的该船舶过闸数据进行分析、给出该船不同载重下的一个指导的加减速的距离、时间、匀速速度，对船舶过闸过程实现精确指导驾引。 6、船端的综合处理计算机屏幕上就本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统；其特征在于，所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端，冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接；冗余数据库服务器通过RS‑485串口连接UHF发射塔，UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息；所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔；安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机；所述船舶监控终端包括：UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机；船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许传洲，陈亚杰，曹光荣，陈冬梅，郁宏伟，骆国辉，赵明亮，张岩，程航，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42