用于操作一艘或更多艘拖船的方法和系统技术方案

一种用于控制至少一艘拖船的系统。该系统包括用于无线地远程控制所述至少一艘拖船的控制中心，以及适于辅助船舶进行调遣的至少一艘拖船。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作一艘或更多艘拖船的方法和系统
本公开涉及用于操作一艘或更多艘拖船的方法和系统，尤其是远程控制拖船，例如，无人驾驶远程控制并且可选为部分自主操作的拖船。
技术介绍
用于例如辅助船舶(举例来说，如货船)进港、泊位、离开泊位以及出港的辅助操作常规上通过有人驾驶的拖船来执行，该有人驾驶的拖船由船长在其他许多船员(如零至八人的干练海员)的辅助下操作。船舶需要这种援助，因为它们通常不能在港口环境的限制下自行调遣。使用一艘或更多艘拖船利用拖缆来牵引船舶，该拖缆将拖船上的绞车(winch)连接至船舶上的绞盘(capstan)或系桩(bollard)。船舶上的连接点可以靠近船尾或者靠近船首，但也可以介于两者之间。还可以在需要时使用一艘或更多艘拖船推动船舶。对于此，拖船的船首在要辅助的船舶(下文中被称为“被辅助船舶”)的船体上接合一个坚固点(推动点)。船体上的坚固点通常标有大写字母TUG，以便拖船的船员能够识别出该坚固点的位置。一般来说，拖船是在水域、海港、海湾、通航渠道、湖泊以及河流中工作的小船(boat)，拖船的目的是通过其发动机及其推进器将机械能从拖船传递至待拖曳/辅助的船舶。拖船通过提供强力柴油电动或柴油驱动来适应其任务，并且具有极高的动力吨位比，以便能够提供大的拉力/推力(系桩拉力)。拖船的动力通常由其发动机的马力及其总体系桩拉力来规定。2000年至2010年间，用于拖曳集装箱船或类似船只的最大商港拖船有大约60吨-65吨的系桩拉力，其被认为比“普通”拖船高出15吨。拖船具有高度的机动性，并且已经开发出各种推进系统来增加机动性和安全性。大多数拖船都是螺旋桨驱动的。添加了Kort喷嘴以增加每kW/hp的推力。喷嘴-方向舵省掉了对传统方向舵的需要。拖船通常设置有所谓的Z形驱动器或(方位推进器)，其是可以360°旋转的吊舱，允许推力方向的快速变化。另外或作为另选，拖船设置有Voith-Schneider螺旋桨(VSP)，也被称为摆线驱动器，其是一种专门的船舶推进系统。VSP是高度机动的，能够几乎瞬间改变其推力的方向。其广泛用于拖船。从围绕垂直轴旋转的圆形板起，圆形阵列的垂直叶片(采用水翼形状)从船底突出。每个叶片本身都可以围绕垂直轴旋转。内部齿轮与板的旋转同步地改变叶片的迎角，使得每个叶片都可以向任何方向提供推力，非常类似于直升机中的总距(collectivepitch)控制和循环。拖船操作(即，船舶辅助操作)的运营成本是船员费用的主要部分。因此，希望减少操作拖船的费用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，提供一种克服或至少减轻上述问题的系统。前述和其它目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实现形式根据从属权利要求、描述以及附图变得清晰。根据第一方面，提供了一种用于控制至少一艘拖船的系统。所述系统包括：控制中心，该控制中心用于无线地远程控制所述至少一艘拖船，以辅助船舶进行调遣，适于辅助船舶进行调遣的至少一艘拖船，以及移动远程控制单元，该移动远程控制单元被配置成一旦所述拖船抵达特定位置就无线地控制所述拖船，所述移动远程控制单元被配置成向所述拖船发出推力指令，并且所述拖船被配置成针对被辅助船舶执行所述推力指令。通过提供用于控制至少一艘远程控制拖船的控制中心，可以从控制中心操作所述拖船，并且可以减少所述拖船上所需船员的数量。在第一方面的第一种可能实现形式中，所述至少一艘拖船设置有优选具有沿环绕所述至少一艘拖船的区域的水平面的360°视场的光学传感器结构或摄像机结构，以及用于将所述光学传感结构或摄像机结构的信号无线地发送至所述控制中心的发送器，并且所述控制中心设置有用于接收来自所述光学传感器的信号的接收器，并且所述控制中心设置有显示屏，该显示屏用于优选实时地，更优选实时地并且在360°环形排列的显示屏上向操作人员显示所述光学传感器结构或摄像机结构的信号。在第一方面的第二种可能实现形式中，所述至少一艘拖船设置有声学传感器结构(优选为沿水平面具有360°听力场的定向声学传感器结构)，以及用于将所述声学传感器的信号无线地发送至所述控制中心的发送器，并且所述控制中心设置有用于接收来自所述声学传感器的信号的接收器，并且所述控制中心设置有换能器，该换能器用于优选实时地，更优选实时地并且在空间上，在所述控制中心再现所述光学传感器的信号。在第一方面的第三种可能实现形式中，所述至少一艘拖船包括定位系统，优选为基于卫星的定位系统，并且所述至少一艘拖船被配置成将由所述定位系统确定的所述至少一艘拖船的位置发送至所述远程控制中心。在第一方面的第四种可能实现形式中，所述至少一艘拖船包括导航系统，该导航系统被配置成使所述拖船优选自主地从其当前位置(举例来说，如停泊位置)航行至从所述控制中心接收到的目标位置(举例来说，如出发位置)。在第一方面的第五种可能实现形式中，所述至少一艘拖船包括控制器，该控制器被配置成使所述拖船自主停泊，所述控制器被配置成准确地对所述至少一艘拖船的附近环境作出反应，以避免所述至少一艘拖船的泊位或船体过载。在第一方面的第六种可能实现形式中，所述拖船设置有起重机或机器人臂以及用于控制所述起重机或机器人臂的控制器，所述控制器被配置成从所述控制中心无线地接收用于操作所述起重机或机器人臂的指令。在第一方面的第七种可能实现形式中，所述至少一艘拖船包括控制和通信装置，该控制和通信装置被配置成接收并执行从所述控制中心无线地接收的指令，并且其中，所述控制中心包括通信装置，该通信装置被配置成向所述至少一艘拖船上的所述控制和通信装置发送指令。在第一方面的第八种可能实现形式中，所述系统还包括配给引航员的便携式控制单元，所述引航员优选地位于至少一艘拖船的邻近区域，所述控制单元被配置成允许所述引航员向所述至少一艘拖船无线地发送推力指令。在第一方面的第九种可能实现形式中，所述至少一艘拖船被配置成在接收到相应地从所述控制单元或者从所述控制中心接收的指令后，以基本恒定的距离，优选地以相对于被辅助船舶固定的相对位置，来跟随所述被辅助船舶。在第一方面的第十种可能实现形式中，将增强现实覆在所述显示屏上，两者都用于声音并且还优选用于拖船的航线中的障碍物。在第一方面的第十一种可能实现形式中，所述拖船是无人驾驶的，并且优选为至少部分自主操作。根据第二方面，提供了一种用于从远程控制中心控制适于辅助船舶进行调遣的至少一艘拖船的方法，所述方法包括：提供至少一艘拖船，提供远程控制中心，从所述远程控制中心向所述至少一艘拖船中的至少一艘拖船无线地发送指令，该指令用于使所述拖船航行至特定位置以辅助船舶进行调遣，在所述至少一艘拖船上无线地接收所述指令，所述至少一艘拖船航行至所述特定位置，在所述特定位置的邻近区域提供移动远程控制单元，从所述移动远程控制单元向所述拖船发出推力指令，以及所述拖船针对被辅助船舶执行所述推力指令。在第二方面的第一种可能实现形式中，所述方法包括：引航人员对所述移动远程控制单元进行操作，优选地，此时所述移动远程控制单元位于在所述被辅助船舶上。在第二方面的第二种可能实现形式中，在所述拖船辅助所述船舶进行调遣时，对所述拖船的控制从所述控制中心转移至所述移动远程控制单元。在第二方面的第三种可能实现形式中，所述方法还包括：所述至少一艘拖船从其当前位置自主航行至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制至少一艘拖船的系统，所述系统包括：陆基控制中心，所述陆基控制中心包括发送器‑接收器，所述发送器‑接收器被配置成无线地发送引航员控制推力指令，用于辅助船舶进行调遣，至少一艘拖船，所述至少一艘拖船被配置成辅助船舶进行调遣，所述拖船包括被配置成控制所述拖船的控制单元；所述控制单元具有发送器‑接收器并且被配置成接收来自所述陆基控制中心的引航员控制推力指令，并且所述陆基控制中心被配置成向所述拖船发出推力指令，并且所述拖船被配置成，在接收到来自所述陆基控制中心的所述推力指令后，执行所述推力指令以辅助所述船舶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 DK PA2016701861.一种用于控制至少一艘拖船的系统，所述系统包括：陆基控制中心，所述陆基控制中心包括发送器-接收器，所述发送器-接收器被配置成无线地发送引航员控制推力指令，用于辅助船舶进行调遣，至少一艘拖船，所述至少一艘拖船被配置成辅助船舶进行调遣，所述拖船包括被配置成控制所述拖船的控制单元；所述控制单元具有发送器-接收器并且被配置成接收来自所述陆基控制中心的引航员控制推力指令，并且所述陆基控制中心被配置成向所述拖船发出推力指令，并且所述拖船被配置成，在接收到来自所述陆基控制中心的所述推力指令后，执行所述推力指令以辅助所述船舶。2.一种用于控制至少一艘拖船的系统，所述系统包括：控制中心，所述控制中心用于无线地远程控制所述至少一艘拖船，以使所述至少一艘拖船航行至特定位置以辅助船舶进行调遣，至少一艘拖船，所述至少一艘拖船被配置成辅助船舶进行调遣，所述拖船包括被配置成控制所述拖船的控制单元；所述控制单元具有发送器-接收器并且被配置成从所述控制中心接收引航员控制推力指令，用于将所述拖船导航到所述特定位置，并且所述控制单元被配置成从移动远程控制单元接收引航员控制推力指令，所述移动远程控制单元被配置成，一旦所述拖船抵达所述特定位置就无线地控制所述拖船，所述移动远程控制单元被配置成向所述拖船发出推力指令，并且所述控制单元被配置成利用所述拖船来执行所述推力指令，以便在从所述远程控制单元接收到所述推力指令后辅助所述船舶。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述至少一艘拖船设置有光学传感器结构或数字摄像机结构以及发送器，所述光学传感器结构或所述数字摄像机结构优选具有沿环绕至少一艘拖船的区域的水平面的360°视场，所述发送器用于将所述光学传感器的信号无线地发送至所述控制中心，并且所述控制中心设置有接收器，所述接收器用于接收来自所述光学传感器结构或所述摄像机结构的所述信号，并且所述控制中心设置有显示屏，所述显示屏用于优选实时地，更优选实时地并且在360°环形排列的显示屏上向操作人员显示所述光学传感器的所述信号。4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述至少一艘拖船设置有声学传感器结构以及发送器，所述声学传感器结构优选为沿水平面具有360°听力场的定向声学传感器结构，所述发送器用于将所述声学传感器结构的信号无线地发送至所述控制中心，并且所述控制中心设置有接收器，所述接收器用于接收来自所述声学传感器的所述信号，并且所述控制中心设置有换能器，所述换能器用于优选实时地，更优选实时地并且在空间上，在所述控制中心再现所述光学传感器的所述信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述至少一艘拖船包括定位系统，优选为基于卫星的定位系统，并且所述至少一艘拖船被配置成将由所述定位系统确定的所述至少一艘拖船的位置无线地发送至远程控制中心。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述至少一艘拖船包括导航系统，所述导航系统被配置成使所述拖船优选自主地从其当前位置航行至从所述控制中心接收到的目标位置，所述当前位置例如是停泊位置，所述目标位置例如是出发位置。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述至少一艘拖船包括控制器，所述控制器被配置成使所述拖船自主停泊，所述控制器被配置成准确地对所述至少一艘拖船的附近环境作出反应，以避免所述至少一艘拖船的泊位或船体过载。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述拖船设置有起重机或机器人臂以及用于控制所述起重机或机器人臂的控制器，所述控制器被配置成从所述控制中心无线地接...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·班格思伦德，R·K·汉森，
申请(专利权)人：AP莫勒马斯克公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK