一种船舶过闸方法技术

本发明专利技术提供了一种船舶过闸方法，其将多艘船舶进行阵列式组合，并通过组合式阵列牵引船连接，形成船舶牵引阵列后进行整体高效率牵引过闸；改变了现有的按顺序一艘接一艘地驶入、移泊和驶出每一级闸室的低效率过闸方式，可以在不改动船闸结构的前提下大大提高过闸效率，利用控制终端操控多艘组合式阵列牵引船对船舶牵引阵列进行牵引，能够提高过闸的自动化和智能化，能够实现精确控制每一艘组合式阵列牵引船全回转舵桨的输出功率和回转角度；并且其结构简单，维护保养成本低廉；维修时间短，难度低，不会影响船舶牵引阵列的整体过闸效率。不会影响船舶牵引阵列的整体过闸效率。不会影响船舶牵引阵列的整体过闸效率。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶过闸方法


[0001]本专利技术涉及船舶辅助过闸
，更具体地说，它涉及一种船舶过闸方法。

技术介绍

[0002]船闸，是一种用以保证船舶顺利通过，航道上集中水位落差的厢形水工建筑物，是“通航建筑物”的一种。在天然河流由于调节流量、渠化通航以及在运河上因地形条件及水面坡度的限制，必须具有阶梯形的纵断面形成集中水面落差。所以必须借助专门的通航建筑物使船舶直接通过落差。现代通航建筑物应用最多的是船闸，它是停泊船舶(或船队）的厢形室，借助室内灌水或泄水来调整闸室中的水位，使船舶在上、下游水位之间作垂直的升降，从而通过集中的航道水位落差。具体来说，船闸是由设有闸门和阀门的闸首、放置船舶的闸室、导引船舶入闸室的上游及下游引航道、为闸室灌水与泄水的输水系统，以及闸门与阀门的启闭机械和控制系统组成。船舶自下游引航道向上游行驶过闸的程序是利用输水系统使室水位与下游引航道中的水位齐平，打开下闸首闸门，船舶驶入闸室，关闭下闸首闸门，向闸室灌水至水位与上游引航道水位齐平，打开上闸首闸门，船舶驶入上游引航道。船舶自上游引航道驶向下游引航道时，其程序相反操作。
[0003]以三峡船闸为例，三峡双线五级船闸。它全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程，而坝下通航最低水位62米高程，这就是说，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。据长江三峡通航管理局2016年1月6日消息，2015年三峡船闸客货通过量达到1.196亿吨，较2014年增加约30万吨，再创新高，其中货物通过量1.106亿吨，过闸客船折合900万吨。此外，而为了保障船闸和船只安全，根据三峡船闸设计要求，相关通航管理办法规定，驶入三峡船闸的船只航速不得超过1米/秒，驶出三峡船闸的船只航速不得超过1.4米/秒，在三峡船闸的闸室之间移泊的航速不得超过0.6米/秒。上述规定虽然能够一定程度保障三峡船闸的运营安全，但是却严重制约了三峡船闸的通航能力，并且随着三峡船闸每年的客货通过量屡创新高，上述问题日益凸显。
[0004]具体来说，当多艘船舶进入、驶出船闸的闸室时以及闸室之间移泊时，是需要按顺序一艘接一艘地驶入、移泊和驶出每一级闸室的。例如，假设每一艘船舶进入闸室的时间为a，驶出闸室的时间为b，闸室一次总共可以停泊八艘船舶，那么整个进闸的时间至少为4a，出闸的时间至少为4b；如三峡船闸存在五级船闸，其中需要在船闸之间移泊4次，假设每一艘船舶在每级闸室之间移泊的时间为c，那么四艘船一共需要16c的移泊时间，则四艘船总共的过闸时间T至少为4a+16c+4b的时间，而由于相关通航管理办法规定对航速的限制，上述每个参数a、b、c的值都是几十分钟甚至数小时，因此整个过闸时间T十分漫长，但经济的发展又导致需要过闸的船舶数量只增不减，所以目前很多船舶在通过船闸时都需要排队几天甚至半个月以上才能通过船闸，船舶在此期间只能够原地等待，大大提高了船舶单次航运的时间，长此以往，不仅严重降低了航运公司的经济性，也会阻碍经济社会的发展。因此，需要提出一种能够高效的船舶辅助过闸方法，来进一步提高船舶的过闸效率，提高大型船
闸的通航效率和承载能力。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种船舶过闸方法，其具体采取以下步骤：S1、将2N艘待过闸的船舶的艏艉沿着大致相同的方向并排摆放组成m行n列的船舶阵列；其中，2N=m
×
n，且N、m、n均为大于或等于2的自然数；S2、将（m+1）
×
（n
‑
1）艘组合式阵列牵引船分别与所述待过闸的船舶组成的船舶阵列连接，进而组成船舶牵引阵列；其中，所述组合式阵列牵引船具有至少两个全回转舵桨以及至少两个系缆桩；所述组合式阵列牵引船还具有视觉探测模块、卫星定位模块、数据指令发送与接收模块；所述组合式阵列牵引船通过视觉探测模块探测周边的环境数据并通过卫星定位模块获取实时的位置坐标数据；该步骤S2具体包括以下步骤S21至S23：S21、将所述m行n列的船舶阵列的第1行中相邻两艘船舶的船艏分别通过缆绳与一艘组合式阵列牵引船的系缆桩连接；S22、将所述m行n列的船舶阵列的第m行中相邻两艘船舶的船艏以及其相对应的第（m
‑
1）行中相邻两艘船舶的船艉分别通过缆绳与一艘组合式阵列牵引船的系缆桩连接；S23、将所述m行n列的船舶阵列的第m行中相邻两艘船舶的船艉分别通过缆绳与一艘组合式阵列牵引船的系缆桩连接；S3、每一艘组合式阵列牵引船的数据指令发送与接收模块将所述环境数据和所述位置坐标数据发送至控制终端；同时全回转舵桨将实时的操纵数据通过数据指令发送与接收模块发送至控制终端；控制终端将操纵指令通过无线网络发送至数据指令发送与接收模块，进而操纵每一艘组合式阵列牵引船的全回转舵桨按照操纵指令进行动作；从而驱动所有组合式阵列牵引船，以驱动整个船舶牵引阵列完成驶入船闸的闸室、驶出船闸的闸室或在闸室之间移泊；S4、在船舶牵引阵列整体完成过闸后，将所有组合式阵列牵引船与船舶阵列之间的缆绳的连接解除。
[0006]优选地，所述视觉探测模块包括摄像头、雷达、AIS中的一种或多种；优选地，所述卫星定位模块为北斗卫星定位系统或GPS卫星定位系统；优选地，所述组合式阵列牵引船为无人船；优选地，所述组合式阵列牵引船为柴油驱动牵引船、汽油驱动牵引船或动力电池驱动牵引船。
[0007]本专利技术的方法在实际操作时，在利用多艘组合式阵列牵引船驱动整个船舶牵引阵列驶入船闸、驶出船闸或在闸室之间移泊时，位于各个位置的组合式阵列牵引船将自身周围的环境数据、位置坐标数据和操纵数据发送给操作终端，操作终端根据所有汇总的数据判断位于各个位置的组合式阵列牵引船各自分别需要进行何种运动，并将判断的结构以操纵指令发送至每一艘组合式阵列牵引船的数据指令发送与接收模块，进而操纵每一台全回转舵桨按照操纵指令控制输出功率和回转角度；就可以实现整个船舶牵引阵列整体移动，顺利过闸；例如，在船舶牵引阵列驶入船闸时，位于前方的组合式阵列牵引船拉动其所连接的后方的船舶，以使其前进；在船舶牵引阵列已经船闸需要减速时，则位于后方的组合式阵
列牵引船拖拽其所连接的前方的船舶，以使其减速；在前进或减速的同时，由于需要实时调整船舶牵引阵列的航向，各个位置的组合式阵列牵引船上的全回转舵桨均可以自动调整方向，不断对航向进行修正，使船舶牵引阵列顺利过闸。
[0008]本专利技术具有以下优势：（1）本专利技术将多艘船舶进行阵列式组合，并通过组合式阵列牵引船连接，形成船舶牵引阵列整体过闸；改变了以往的按顺序一艘接一艘地驶入、移泊和驶出每一级闸室的过闸方式，可以在不改动船闸结构的前提下大大提高过闸效率。以三峡船闸的五级船闸的过闸过程为例，原先的整体过闸时间为4a+16c+4b，而现在的整体过闸时间缩短为a+4c+b，即过闸时间缩短了大约75%，整体过闸效率提升为原来的4倍；可以大大降低待过闸船舶的等待时间，极大地缩短了船舶等待过闸的时间，提高了经济效率和航运效率。
[0009本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶过闸方法，其特征在于，具体采取以下步骤：S1、将2N艘待过闸的船舶的艏艉沿着大致相同的方向并排摆放组成m行n列的船舶阵列；其中，2N=m
×
n，且N、m、n均为大于或等于2的自然数；S2、将（m+1）
×
（n
‑
1）艘组合式阵列牵引船分别与所述待过闸的船舶组成的船舶阵列连接，进而组成船舶牵引阵列；其中，所述组合式阵列牵引船具有至少两个全回转舵桨以及至少两个系缆桩；所述组合式阵列牵引船还具有视觉探测模块、卫星定位模块、数据指令发送与接收模块；所述组合式阵列牵引船通过视觉探测模块探测周边的环境数据并通过卫星定位模块获取实时的位置坐标数据；该步骤S2具体包括以下步骤S21至S23：S21、将所述m行n列的船舶阵列的第1行中相邻两艘船舶的船艏分别通过缆绳与一艘组合式阵列牵引船的系缆桩连接；S22、将所述m行n列的船舶阵列的第m行中相邻两艘船舶的船艏以及其相对应的第（m
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1）行中相邻两艘船舶的船艉分别通过缆绳与一艘组合式阵列牵引船的系缆桩连接；S23、将所述m行n列的船舶阵列的第m行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文强，李尚伟，柳莹，郑琴，罗良，唐磊，
申请(专利权)人：武汉德尔达鼎酷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：