CN108313236A - 一种船舶航行预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种船舶航行预警方法及系统，该方法包括：获取船只运行参数和环境状态数据；根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息；将所述船舶航行预警信息提供给船员。本发明提供的实施例，通过对船只运行参数和环境状态数据进行综合分析，智能化地进行船舶航行预警，可以提高船舶航行的可靠性和安全性，提高水运的竞争力。

Description

一种船舶航行预警方法及系统

技术领域

本发明涉及航海领域，尤其涉及一种船舶航行预警方法及系统。

背景技术

水运是世界贸易交流的主要方式，随着世界经济的不断发展、各国间贸易往来的不断深入、交易量的不断增大，水运的安全、成本和效率成为大家越来越关注的问题。

在科学提高航运安全与效率方面，当前主要采用基于二维矢量电子航道图辅以预先制订的航行策略进行航行管理。但是，航运中不可预见性很多，如果不能实时地对潜在危险进行预警，会影响航运的危险性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种船舶航行预警方法及系统，克服现有技术中航行管理欠缺实时预警而安全性不高的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种船舶航行预警方法，包括：

获取船只运行参数和环境状态数据；

根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息；

将所述船舶航行预警信息提供给船员。

其中，所述船只运行参数包括当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、以及当前排水量，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

根据当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、以及当前风向及风速计算当前最大安全航速；

当当前航速高于所述当前最大安全航速时，生成包含航速预警的船舶航行预警信息。

其中，所述船只运行参数包括当前对水航速和当前输出功率；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

计算当前对水航速和当前输出功率的比值；

当所述当前对水航速和当前输出功率的比值小于预设的输出功率比阈值时，生成包含功率预警的船舶航行预警信息。

其中，所述船只运行参数包括当前晃动角度及频率，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

根据所述当前晃动角度及频率、所述当前风向及风速计算侧翻风险系数；

当所述侧翻风险系数高于预设的侧翻风险阈值时，生成包含侧翻预警的船舶航行预警信息。

其中，所述船只运行参数包括根据当前对水航速、当前输出功率、以及当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

根据当前对水航速、当前输出功率、当前航向、以及当前风向及风速计算燃油剩余里程；

当所述燃油剩余里程小于预设的剩余里程时，生成包含燃油预警的船舶航行预警信息。

另一方面，本发明实施例还提供了一种船舶航行预警系统，包括：

信息采集模块，用于获取船只运行参数和环境状态数据；

信息分析模块，用于根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息；

预警模块，用于将所述船舶航行预警信息提供给船员。

其中，所述船只运行参数包括当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、以及当前排水量，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述信息分析模块进一步包括：

安全航速计算模块，用于根据当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、以及当前风向及风速计算当前最大安全航速；

航速预警生成模块，用于当当前航速高于所述当前最大安全航速时，生成包含航速预警的船舶航行预警信息。

其中，所述船只运行参数包括当前对水航速和当前输出功率；

所述信息分析模块进一步包括：

功率比计算模块，用于计算当前对水航速和当前输出功率的比值；

功率预警生成模块，用于当所述当前对水航速和当前输出功率的比值小于预设的输出功率比阈值时，生成包含功率预警的船舶航行预警信息。

其中，所述船只运行参数包括当前晃动角度及频率，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述信息分析模块进一步包括：

侧翻风险计算模块，用于根据所述当前晃动角度及频率、所述当前风向及风速计算侧翻风险系数；

侧翻预警生成模块，用于当所述侧翻风险系数高于预设的侧翻风险阈值时，生成包含侧翻预警的船舶航行预警信息。

其中，所述船只运行参数包括根据当前对水航速、当前输出功率、以及当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述信息分析模块进一步包括：

燃油信息计算模块，用于根据当前对水航速、当前输出功率、当前航向、以及当前风向及风速计算燃油剩余里程；

燃油预警生成模块，用于当所述燃油剩余里程小于预设的剩余里程时，生成包含燃油预警的船舶航行预警信息。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过对船只运行参数和环境状态数据进行综合分析，智能化地进行船舶航行预警，可以提高船舶航行的可靠性和安全性，提高水运的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的船舶航行预警方法的第一实施例流程图；

图2是本发明提供的船舶航行预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，是本发明提供的船舶航行预警方法的第一实施例流程图，该方法包括：

步骤S11、获取船只运行参数和环境状态数据。船只运行参数和环境状态数据是影响航运安全的关键因素，环境状态的千变万化和难以预测，可能对船只运行状态造成不良影响，而这种突变性往往是难以预测的，只有根据实际情况及时调整航行策略，才能有效保证航运的安全性和经济性，因此，实时地获取船只运行参数和环境状态数据是必要的。其中，船只运行参数可以包括所有影响航行策略的因素，例如当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、当前航向等；环境状态数据可以包括所有可能影响船只运行状态的因素，例如当前风向及风速等。具体地，可以通过GPS系统获取船只当前对水航速和当前航向，通过轴功率仪获取当前输出功率，通过倾角仪获取船只当前晃动角度及频率，通过配载电脑获取船只当前负载，通过录入得出当前排水量，通过风向仪获取当前风向及风速。

步骤S12、根据所获取的船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息。具体地，可以利用环境状态数据，实时构建模拟真实场景的航道模型，然后利用先进的空间信息技术和大数据预测航行风险，实现船舶航行危险预警。其中，船舶航行预警信息可以是航速预警信息、功率预警信息、侧翻预警信息、燃油预警信息等。

步骤S13、将所述船舶航行预警信息提供给船员。例如，可以通过报警音提示船员超过安全阈值。又例如，还可以通过显示器将预警信息显示给船员。更优选地，可以将报警音和图像显示相结合。

本发明实施例通过对船只运行参数和环境状态数据进行综合分析，智能化地进行船舶航行预警，可以提高船舶航行的可靠性和安全性，提高水运的竞争力。

优选地，所述船只运行参数包括当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、以及当前排水量，所述环境状态数据包括当前风向及风速。所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：根据当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、以及当前风向及风速计算当前最大安全航速；当当前航速高于所述当前最大安全航速时，生成包含航速预警的船舶航行预警信息。其中，包含航速预警的船舶航行预警信息可以是在屏幕上显示的当前对水航速和当前最大安全航速。

优选地，所述船只运行参数包括当前对水航速和当前输出功率。所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：计算当前对水航速和当前输出功率的比值；当所述当前对水航速和当前输出功率的比值小于预设的输出功率比阈值时，生成包含功率预警的船舶航行预警信息。输出功率的不正常往往代表着发动机故障。例如，正常功率输入10000千瓦时，可保证12节的形式速度，但在螺旋桨故障时可能输出1万千瓦只能保证10节行数。又例如，正常每小时耗油2顿可保证10000千万输出，但是在发动机故障或缺乏保养时，2顿油耗只能保证8000千瓦输出。

优选地，所述船只运行参数包括当前晃动角度及频率，所述环境状态数据包括当前风向及风速。所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：根据所述当前晃动角度及频率、所述当前风向及风速计算侧翻风险系数；当所述侧翻风险系数高于预设的侧翻风险阈值时，生成包含侧翻预警的船舶航行预警信息。例如，可以通过大数据分析当前风向及风速下最大晃动角度及频率，若当前晃动角度及频率大于最大晃动角度及频率时，进行侧翻预警。又例如，可以建立当前晃动角度及频率与当前风向和风速的立体模型，根据几何分析方法预测船只未来晃动角度及频率，生成侧翻风险系数。

优选地，所述船只运行参数包括根据当前对水航速、当前输出功率、以及当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及风速。所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：根据当前对水航速、当前输出功率、当前航向、以及当前风向及风速计算燃油剩余里程；当所述燃油剩余里程小于预设的剩余里程时，生成包含燃油预警的船舶航行预警信息。

优选地，所述船只运行参数包括当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及当前风速。所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：根据当前航向和当前风向及风速计算顶风系数，当顶风系数大于经济阈值时，生成包含航向预警的船舶航行预警信息。因顶风时会加剧船舶燃油消耗，因此这样可以节省燃油。

优选地，所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：当当前风速超过8级时，可以生成包含停船预警的船舶航行预警信息。因为当当前风速超过8级时，船舶不适合继续航行。

请参见图2，是本发明提供的船舶航行预警系统的结构示意图。如图2所示，船舶航行预警系统包括：

信息采集模块210，用于获取船只运行参数和环境状态数据。船只运行参数和环境状态数据是影响航运安全的关键因素，环境状态的千变万化和难以预测，可能对船只运行状态造成不良影响，而这种突变性往往是难以预测的，只有根据实际情况及时调整航行策略，才能有效保证航运的安全性和经济性，因此，实时地获取船只运行参数和环境状态数据是必要的。其中，船只运行参数可以包括所有影响航行策略的因素，例如当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、当前航向等；环境状态数据可以包括所有可能影响船只运行状态的因素，例如当前风向及风速等。具体地，信息采集模块可以通过GPS系统获取船只当前对水航速和当前航向，通过轴功率仪获取当前输出功率，通过倾角仪获取船只当前晃动角度及频率，通过配载电脑获取船只当前负载，通过录入得出当前排水量，通过风向仪获取当前风向及风速。

信息分析模块220，用于根据所获取的船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息。具体地，信息分析模块220可以利用环境状态数据，实时构建模拟真实场景的航道模型，然后利用先进的空间信息技术和大数据预测航行风险，实现船舶航行危险预警。其中，船舶航行预警信息可以是航速预警信息、功率预警信息、侧翻预警信息、燃油预警信息等。

预警模块230，用于将所述船舶航行预警信息提供给船员。例如，预警模块 230可以通过报警音提示船员超过安全阈值。又例如，预警模块230还可以通过显示器将预警信息显示给船员。更优选地，预警模块230可以将报警音和图像显示相结合。

本发明实施例通过对船只运行参数和环境状态数据进行综合分析，智能化地进行船舶航行预警，可以提高船舶航行的可靠性和安全性，提高水运的竞争力。

优选地，所述船只运行参数包括当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、以及当前排水量，所述环境状态数据包括当前风向及风速。信息分析模块230进一步包括：安全航速计算模块，用于根据当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、以及当前风向及风速计算当前最大安全航速；航速预警生成模块，用于当当前航速高于所述当前最大安全航速时，生成包含航速预警的船舶航行预警信息。其中，包含航速预警的船舶航行预警信息可以是在屏幕上显示的当前对水航速和当前最大安全航速。

优选地，所述船只运行参数包括当前对水航速和当前输出功率。信息分析模块220进一步包括：功率比计算模块，用于计算当前对水航速和当前输出功率的比值；功率预警生成模块，用于当所述当前对水航速和当前输出功率的比值小于预设的输出功率比阈值时，生成包含功率预警的船舶航行预警信息。输出功率的不正常往往代表着发动机故障。例如，正常功率输入10000千瓦时，可保证12节的形式速度，但在螺旋桨故障时可能输出1万千瓦只能保证10节行数。又例如，正常每小时耗油2顿可保证10000千万输出，但是在发动机故障或缺乏保养时，2顿油耗只能保证8000千瓦输出。

优选地，所述船只运行参数包括当前晃动角度及频率，所述环境状态数据包括当前风向及风速。信息分析模块220进一步包括：侧翻风险计算模块，用于根据所述当前晃动角度及频率、所述当前风向及风速计算侧翻风险系数；侧翻预警生成模块，用于当所述侧翻风险系数高于预设的侧翻风险阈值时，生成包含侧翻预警的船舶航行预警信息。例如，可以通过大数据分析当前风向及风速下最大晃动角度及频率，若当前晃动角度及频率大于最大晃动角度及频率时，进行侧翻预警。又例如，可以建立当前晃动角度及频率与当前风向和风速的立体模型，根据几何分析方法预测船只未来晃动角度及频率，生成侧翻风险系数。

优选地，所述船只运行参数包括根据当前对水航速、当前输出功率、以及当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及风速。信息分析模块220进一步包括：燃油信息计算模块，用于根据当前对水航速、当前输出功率、当前航向、以及当前风向及风速计算燃油剩余里程；燃油预警生成模块，用于当所述燃油剩余里程小于预设的剩余里程时，生成包含燃油预警的船舶航行预警信息。

优选地，所述船只运行参数包括当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及当前风速。信息分析模块220进一步包括：顶风系数计算模块，用于根据当前航向和当前风向及风速计算顶风系数；航向预警生成模块，用于当顶风系数大于经济阈值时，生成包含航向预警的船舶航行预警信息。因顶风时会加剧船舶燃油消耗，因此这样可以节省燃油。

优选地，信息分析模块220进一步包括：风速比较模块，用于在当前风速超过8级时，生成包含停船预警的船舶航行预警信息。因为当当前风速超过8 级时，船舶不适合继续航行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory， ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种船舶航行预警方法，其特征在于，包括：

获取船只运行参数和环境状态数据；

根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息；

将所述船舶航行预警信息提供给船员。

2.如权利要求1所述的船舶航行预警方法，其特征在于，所述船只运行参数包括当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、以及当前排水量，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

根据当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、以及当前风向及风速计算当前最大安全航速；

当当前航速高于所述当前最大安全航速时，生成包含航速预警的船舶航行预警信息。

3.如权利要求1所述的船舶航行预警方法，其特征在于，所述船只运行参数包括当前对水航速和当前输出功率；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

计算当前对水航速和当前输出功率的比值；

当所述当前对水航速和当前输出功率的比值小于预设的输出功率比阈值时，生成包含功率预警的船舶航行预警信息。

4.如权利要求1所述的船舶航行预警方法，其特征在于，所述船只运行参数包括当前晃动角度及频率，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

根据所述当前晃动角度及频率、所述当前风向及风速计算侧翻风险系数；

当所述侧翻风险系数高于预设的侧翻风险阈值时，生成包含侧翻预警的船舶航行预警信息。

5.如权利要求1所述的船舶航行预警方法，其特征在于，所述船只运行参数包括根据当前对水航速、当前输出功率、以及当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息的步骤包括：

根据当前对水航速、当前输出功率、当前航向、以及当前风向及风速计算燃油剩余里程；

当所述燃油剩余里程小于预设的剩余里程时，生成包含燃油预警的船舶航行预警信息。

6.一种船舶航行预警系统，其特征在于，包括：

信息采集模块，用于获取船只运行参数和环境状态数据；

信息分析模块，用于根据所述船只运行参数和环境状态数据生成船舶航行预警信息；

预警模块，用于将所述船舶航行预警信息提供给船员。

7.如权利要求6所述的船舶航行预警系统，其特征在于，所述船只运行参数包括当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、以及当前排水量，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述信息分析模块进一步包括：

安全航速计算模块，用于根据当前对水航速、当前输出功率、当前晃动角度及频率、当前负载、当前排水量、以及当前风向及风速计算当前最大安全航速；

航速预警生成模块，用于当当前航速高于所述当前最大安全航速时，生成包含航速预警的船舶航行预警信息。

8.如权利要求6所述的船舶航行预警系统，其特征在于，所述船只运行参数包括当前对水航速和当前输出功率；

所述信息分析模块进一步包括：

功率比计算模块，用于计算当前对水航速和当前输出功率的比值；

功率预警生成模块，用于当所述当前对水航速和当前输出功率的比值小于预设的输出功率比阈值时，生成包含功率预警的船舶航行预警信息。

9.如权利要求6所述的船舶航行预警系统，其特征在于，所述船只运行参数包括当前晃动角度及频率，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述信息分析模块进一步包括：

侧翻风险计算模块，用于根据所述当前晃动角度及频率、所述当前风向及风速计算侧翻风险系数；

侧翻预警生成模块，用于当所述侧翻风险系数高于预设的侧翻风险阈值时，生成包含侧翻预警的船舶航行预警信息。

10.如权利要求6所述的船舶航行预警系统，其特征在于，所述船只运行参数包括根据当前对水航速、当前输出功率、以及当前航向，所述环境状态数据包括当前风向及风速；

所述信息分析模块进一步包括：

燃油信息计算模块，用于根据当前对水航速、当前输出功率、当前航向、以及当前风向及风速计算燃油剩余里程；

燃油预警生成模块，用于当所述燃油剩余里程小于预设的剩余里程时，生成包含燃油预警的船舶航行预警信息。