CN109572958B - 一种气垫船航行姿态安全预警系统和预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气垫船航行姿态安全预警系统，包括：分布于气垫船船底的多个压力检测装置和多个船体姿态检测装置，每一个压力检测装置和每一个船体姿态检测装置均分别用于实时监测各自所处位置的船体压力值和船体姿态值；信号采集单元，用于接收每一个压力检测装置和每一个船体姿态检测装置对应监测到的船体压力值和船体姿态值，并根据船体压力值计算得到气垫船船底的压力分布数据；判断单元，用于根据预设的条件对压力分布数据和船体姿态值进行判断，并输出船体航行姿态的预警指示信息；预警单元，用于根据预警指示信息输出对应的船体航行姿态预警信息，本发明可实时监测气垫船的航行姿态，并判断航行姿态是否异常，以确保航行安全。

Description

一种气垫船航行姿态安全预警系统和预警方法
技术领域
本发明涉及一种安全预警系统，尤其涉及一种气垫船航行姿态安全预警系统和预警方法。
背景技术
气垫船，是依靠高于大气压的空气在船体与支撑面(水面或地面)间形成气垫，使船体全部或部分脱离支撑面航行的高速船舶。气垫压力是气垫船在航行过程中保持稳定性的一个重要的特性参数。气垫船在一定的航速范围内，整个气垫内的压力分布大致均匀，气垫船可以保持稳定航行。但随着航速的增加，气垫船船首的气垫压力下降，船尾的气垫压力升高，造成气垫压力重心向后移动，会影响气垫船的航行稳定性，不利于航行安全。
现有的气垫船航行安全预警系统结构简单，功能单一，无法全方位对气垫船的航行姿态进行安全监控和有效预警。
发明内容
鉴于上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种气垫船航行姿态安全预警系统和预警方法，以解决上述技术问题。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是，提供一种应用于气垫船的气垫船航行姿态安全预警系统，包括：
分布于所述气垫船船底的多个压力检测装置和多个船体姿态检测装置，每一个所述压力检测装置分别用于实时监测所述压力检测装置所处位置的船体压力值，每一个所述船体姿态检测装置分别用于实时监测所述船体姿态检测装置所处位置的船体姿态值；
信号采集单元，与每一个所述压力检测装置和每一个所述船体姿态检测装置分别通过一信号调理单元建立通信连接，所述信号采集单元用于接收每个所述船体压力值，并根据所述船体压力值计算得到所述气垫船船底的压力分布数据；
所述信号采集单元还用于获取每个所述船体姿态值；
判断单元，连接所述信号采集单元，用于根据一预设的第一条件对所述压力分布数据进行判断，以及根据一预设的第二条件对各个所述船体姿态值进行判断，并在所述压力分布数据不符合所述第一条件，或者任意一个所述船体姿态值不符合所述第二条件时，输出船体航行姿态的预警指示信息；
预警单元，连接所述判断单元，用于根据所述预警指示信息输出对应的船体航行姿态预警信息。
作为本发明的一种优选方案，所述压力检测装置包括压力传感器。
作为本发明的一种优选方案，所述船体姿态检测装置包括垂直陀螺仪。
作为本发明的一种优选方案，所述判断单元具体包括：
第一判断模块，所述第一判断模块内预设有至少一个第一判断阈值，所述第一判断模块用于将所述压力分布数据与至少一个所述第一判断阈值进行比较，并根据比较结果对所述压力分布数据进行判断；
第二判断模块，所述第二判断模块内预设有至少一个第二判断阈值，所述第二判断模块用于将各个所述船体姿态值与至少一个所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各个所述船体姿态值进行判断。
作为本发明的一种优选方案，所述的气垫船航行姿态安全预警系统还包括卫星通讯单元，连接所述信号采集单元，用于将所述船体压力值、所述船体姿态值和所述压力分布数据通过卫星实时传送给远程的地面监控站。
作为本发明的一种优选方案，所述的气垫船航行姿态安全预警系统还包括GPS定位单元，所述GPS定位单元与所述信号采集单元通信连接，用于实时定位所述气垫船的所处位置。
作为本发明的一种优选方案，所述的气垫船航行姿态安全预警系统还包括显示屏，所述显示屏通信连接所述信号采集单元，所述显示屏上设有一人机交互界面，所述显示屏用于至少显示所述船体压力值、所述船体姿态值、所述压力分布数据以及所述船体航行姿态预警信息。
作为本发明的一种优选方案，所述的气垫船航行姿态安全预警系统还包括接口单元，所述接口单元与所述信号采集单元通信连接，用于将外部设备接入所述信号采集单元。
本发明还提供一种气垫船航行姿态安全预警方法，通过应用所述的气垫船航行姿态安全预警系统实现，具体包括如下步骤：
步骤S1，按照预先确定的分布方法，将多个所述压力检测装置和多个所述船体姿态检测装置分布设置于所述气垫船船底的各个指定区域的指定位置上；
步骤S2，各所述压力检测装置将实时监测到的每个所述船体压力值传送给所述信号采集单元；各所述船体姿态检测装置将实时监测到的每个所述船体姿态值传送给所述信号采集单元；
所述信号采集单元根据接收的每个所述船体压力值，计算得到所述气垫船船底的压力分布数据；
所述信号采集单元基于所述压力分布数据计算得到布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的船体平均压力偏离度；并基于每个所述船体姿态值计算得到布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的船体平均姿态偏离度；
步骤S3，所述判断单元根据预设的第一条件，判断各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度是否处于正常范围；
若是，则所述判断单元不作任何响应；
若否，则所述判断单元输出船体航行姿态的第一预警信息，所述预警单元根据接收的所述第一预警信息进行提示报警；
所述判断单元根据预设的第二条件，判断各所述指定区域对应的所述船体平均姿态偏离度是否处于正常范围；
若是，则所述判断单元不作任何响应；
若否，则所述判断单元输出船体航行姿态的第二预警信息，所述预警单元根据接收的所述第二预警信息进行提示报警。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中，所述分布方法包括如下步骤：
步骤L1，在所述气垫船的船底按中线划分四个所述指定区域，分别为第一指定区域、第二指定区域、第三指定区域和第四指定区域；
步骤L2，在每个所述指定区域中，均再次按中线划分四个二级区域；
步骤L3，重复中线划分方式，在每个所述二级区域中划分出四个三级区域；在每个所述三级区域中划分出四个四级区域；……，直至将所述气垫船的船底划分为多个形状、大小均相同的基本四方形区域；
步骤L4，在每个所述基本四方形区域的每个顶角处至少设置一个所述压力检测装置；在每个所述指定区域内分别至少设置一个所述船体姿态检测装置，以完成各所述压力检测装置和各所述船体姿态检测装置在所述气垫船船底的布设。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，所述信号采集单元基于所述压力分布数据计算布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的所述船体平均压力偏离度的方法包括如下步骤：
步骤M1，通过一第一计算方法计算得到每一个所述指定区域内的每个所述基本四方形区域的中心位置的所述船体压力值；
步骤M2，基于所述中心位置的所述船体压力值，并通过一第二计算方法计算得到对应的所述指定区域的平均压力值；
步骤M3，基于各所述指定区域对应的所述平均压力值，并通过一第三计算方法计算得到所述气垫船船底的压力平均值；
步骤M4，基于所述气垫船船底的所述压力平均值，并通过一第四计算方法计算得到每一个所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤M1中的所述第一计算方法通过以下公式实现：
Figure BDA0001890163980000041
其中，
Figure BDA0001890163980000042
用于表示每个所述基本四方形区域的中心位置的压力值；
p1，用于表示一个所述基本四方形区域中的其中一个顶角位置处的所述船体压力值；
p2，用于表示同一个所述基本四方形区域中与所述p1顶角位置相邻的一个顶角位置处的所述船体压力值；
p3，用于表示同一个所述基本四方形区域中与所述p1顶角位置相邻的另一个顶角位置处的所述船体压力值；
p4，用于表示所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤M2中的所述第二计算方法通过以下四个公式计算获得对应的所述指定区域的所述平均压力值，
Figure BDA0001890163980000051
Figure BDA0001890163980000052
Figure BDA0001890163980000053
Figure BDA0001890163980000054
其中，
Figure BDA0001890163980000055
用于表示所述第一指定区域的所述平均压力值；
Figure BDA0001890163980000056
用于表示所述第一指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA0001890163980000057
用于表示所述第二指定区域的所述平均压力值；
Figure BDA0001890163980000058
用于表示所述第二指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA0001890163980000059
用于表示所述第三指定区域的所述平均压力值；
Figure BDA00018901639800000510
用于表示所述第三指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA00018901639800000511
用于表示所述第四指定区域的所述平均压力值；
Figure BDA00018901639800000512
用于表示所述第四指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
N则用于表示每一个所述指定区域中的所述基本四方形区域的个数。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤M3中的所述第三计算方法通过如下公式计算得到所述气垫船船底的所述压力平均值，
Figure BDA0001890163980000061
Figure BDA0001890163980000062
用于表示所述气垫船船底的所述压力平均值。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤M4中的所述第四计算方法通过以下四个公式计算得到每一个所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度，
Figure BDA0001890163980000063
Figure BDA0001890163980000064
Figure BDA0001890163980000065
Figure BDA0001890163980000066
其中，
DPA，用于表示对应所述第一指定区域的所述平均压力偏离度；
DPB，用于表示对应所述第二指定区域的所述平均压力偏离度；
DPC，用于表示对应所述第三指定区域的所述平均压力偏离度；
DPD，用于表示对应所述第四指定区域的所述平均压力偏离度。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中的所述船体姿态值包括船体横倾角姿态值和船体纵倾角姿态值，所述船体平均姿态偏离度包括船体横倾角平均姿态偏离度和船体纵倾角平均姿态偏离度，
其中，所述信号采集单元基于各所述船体横倾角姿态值，并通过第一偏离度计算方法计算得到对应各所述指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
所述第一偏离度计算方法包括如下步骤：
步骤A1，基于各所述船体横倾角姿态值，并通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的船体横倾角姿态值的平均值，
Figure BDA0001890163980000067
其中，
Figure BDA0001890163980000068
用于表示各所述指定区域对应的所述船体横倾角姿态值取平均值；
Figure BDA0001890163980000069
则分别表示所述第一指定区域、所述第二指定区域、所述第三指定区域和所述第四指定区域对应的所述船体横倾角姿态值；
步骤A2，分别通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度，
Figure BDA0001890163980000071
Figure BDA0001890163980000072
Figure BDA0001890163980000073
Figure BDA0001890163980000074
其中，
Figure BDA0001890163980000075
用于表示对应所述第一指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure BDA0001890163980000076
用于表示对应所述第二指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure BDA0001890163980000077
用于表示对应所述第三指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure BDA0001890163980000078
用于表示对应所述第四指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度。
作为本发明的一种优选方案，所述信号采集单元基于各所述船体纵倾角姿态值，并通过第二偏离度计算方法计算得到对应各所述指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
所述第二偏离度计算方法包括如下步骤：
步骤B1，基于各所述船体纵倾角姿态值，并通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的船体纵倾角姿态值的平均值，
Figure BDA0001890163980000079
其中，
Figure BDA00018901639800000710
用于表示各所述指定区域对应的所述船体横倾角姿态值取平均值；
θA、θB、θC、θD则分别表示所述第一指定区域、所述第二指定区域、所述第三指定区域和所述第四指定区域对应的所述船体纵倾角姿态值；
步骤A2，分别通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度，
Figure BDA0001890163980000081
Figure BDA0001890163980000082
Figure BDA0001890163980000083
Figure BDA0001890163980000084
其中，
DθA，用于表示对应所述第一指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθB，用于表示对应所述第二指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθC，用于表示对应所述第三指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθD，用于表示对应所述第四指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度。
作为本发明的一种优选方案，所述判断单元包括第一判断模块，于所述第一判断模块内预设有至少一个第一判断阈值，所述步骤S3中，所述判断单元判断各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度是否处于正常范围的方法为：
所述第一判断模块将所述信号采集单元计算得到的各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度分别与各所述第一判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度进行判断。
作为本发明的一种优选方案，所述判断单元还包括第二判断模块，于所述第二判断模块内预设有至少一个第二判断阈值，所述步骤S3中，所述判断单元判断各所述指定区域对应的所述船体平均姿态偏离度是否处于正常范围的方法为：
所述第二判断单元将所述信号采集单元计算得到的各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度与相应的所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度进行判断；
所述第二判断单元同时根据所述信号采集单元计算得到的各所述指定区域对应的所述船体纵倾角平均姿态偏离度与相应的所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体纵倾角平均姿态偏离度进行判断。
作为本发明的一种优选方案，所述第一判断阈值包括对应所述船体平均压力偏离度的四个等级阈值，分别为第一正常等级阈值、第一不平衡等级阈值、第一严重等级阈值和第一停船检查等级阈值；
所述第二判断阈值包括对应所述船体横倾角平均姿态偏离度的四个等级阈值，分别为第二正常等级阈值、第二不平衡等级阈值、第二严重等级阈值和第二停船检查等级阈值；
所述第二判断阈值还包括对应所述船体纵倾角平均姿态偏离度的四个等级阈值，分别为第三正常等级阈值、第三不平衡等级阈值、第三严重等级阈值和第三停船检查等级阈值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，可实时监测所述气垫船的气垫压力和船体姿态，进而能够在航行时及时发现安全隐患，并提醒船主及时采取安全措施，避免发生重大安全事故。
附图说明
图1是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统中的判断单元的内部结构示意图；
图3是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统中的压力检测装置在气垫船船底的分布图；
图4是应用本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统计算气垫船船底的基本四方形区域的补偿压力的计算示意图；
图5是应用本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统实现气垫船行姿态安全预警的方法流程图；
图6是将本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统中的压力检测装置和船体姿态检测装置分布在气垫船船底的分布方法步骤图；
图7是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统计算气垫船船体的每一个指定区域的船体平均压力偏离度的方法步骤图。
图8是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统计算气垫船船底每一个指定区域的船体横倾角平均姿态偏离度的方法步骤图；
图9是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统计算气垫船船底每一个指定区域的船体纵倾角平均姿态偏离度的方法步骤图；
图10是本发明实施例提供的气垫船航行姿态安全预警系统的显示屏的示意图。
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的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
请参照图1，本发明实施例提供的一种气垫船航行姿态安全预警系统，应用于气垫船，包括：
分布于所述气垫船船底的多个压力检测装置1和多个船体姿态检测装置2，每一个所述压力检测装置1分别用于实时监测所述压力检测装置1所处位置的船体压力值；每一个所述船体姿态检测装置2分别用于实时监测所述船体姿态检测装置2所处位置的船体姿态值；所述压力检测装置1优选为压力传感器，所述船体姿态检测装置2优选为垂直陀螺仪，所述垂直陀螺仪的数量至少为四个，每一个所述垂直陀螺仪均对应分布在所述气垫船船底的指定区域内；
信号采集单元3，与每一个所述压力检测装置1和每一个所述船体姿态检测装置2分别通过一信号调理单元4建立通信连接，所述信号调理单元4用于将每一个所述压力检测装置1和每一个所述船体姿态检测装置2监测的模拟信号转换为数字信号并输出给所述信号采集单元3，所述信号采集单元3，用于接收每一个所述压力检测装置1监测的所述船体压力值，并根据所述船体压力值计算得到所述气垫船船底的压力分布数据；
所述信号采集单元3还用于获取所述船体姿态值；
存储单元5，与所述信号采集单元3通信连接，用于存储所述船体压力值、所述船体姿态值和所述压力分布数据；
判断单元6，连接所述信号采集单元3，用于根据一预设的第一条件对所述压力分布数据进行判断，以及根据一预设的第二条件对各个所述船体姿态值进行判断，并在所述压力分布数据不符合所述第一条件，或者任意一个所述船体姿态值不符合所述第二条件时，输出船体航行姿态的预警指示信息；
预警单元7，连接所述判断单元6，用于根据所述预警指示信息输出对应的船体航行姿态预警信息。
请参照图2，所述判断单元6具体包括：
第一判断模块61，所述第一判断模块内预设有至少一个第一判断阈值，所述第一判断模块用于将所述压力分布数据与至少一个所述第一判断阈值进行比较，并根据比较结果对所述压力分布数据进行判断；
第二判断模块62，所述第二判断模块内预设有至少一个第二判断阈值，所述第二判断模块用于将各个所述船体姿态值与至少一个所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各个所述船体姿态值进行判断。
为了实现所述气垫船压力监测装置与地面监控站的数据传输，请参照图1，所述气垫船航行姿态安全预警系统还包括一卫星通讯单元8，连接所述信号采集单元3，用于将所述船体压力值、所述船体姿态值和所述压力分布数据通过卫星实时传送给远程的地面监控站。
为了所述地面监控站能够实时获取所述气垫船的定位信息，请参照图1，所述气垫船航行姿态安全预警系统还包括一GPS定位单元9，所述GPS定位单元与所述信号采集单元3通信连接，用于实时定位所述气垫船的所处位置。
另外，所述的气垫船航行姿态安全预警系统还包括一显示屏10，所述显示屏10通信连接所述信号采集单元3，请参照图10，所述显示屏10上设有一人机交互界面，所述显示屏10用于至少显示所述船体压力值、所述船体姿态值、所述压力分布数据以及所述船体航行姿态预警信息。
所述气垫船航行姿态安全预警系统还包括接口单元11，所述接口单元11与所述信号采集单元3通信连接，用于将外部设备接入所述信号采集单元3。
为了确保信号传输的稳定性，每一个所述压力检测装置1和每一个船体姿态检测装置2与所述信号采集单元3的通信连接方式优选为有线连接。当然为了简化布线的复杂度，每一个所述压力检测装置1和每一个船体姿态检测装置2也可通过无线连接方式实现与所述信号采集单元3的通信连接。所述的无线连接方式包括Wifi、蓝牙、Zigbee、4G等无线连接方式。
请参照图5和图1，本发明实施例还提供一种应用所述的气垫船航行姿态安全预警系统实现气垫船航行姿态安全预警的方法，该安全预警方法具体包括如下步骤：
步骤S1，按照预先确定的分布方法，将多个所述压力检测装置1和多个所述船体姿态检测装置2分布设置于所述气垫船船底的各个指定区域的指定位置上；
步骤S2，各所述压力检测装置1将实时监测到的每个所述船体压力值传送给所述信号采集单元3；各所述船体姿态检测装置2将实时监测到的每个所述船体姿态值传送给所述信号采集单元3；
所述信号采集单元3根据接收的每个所述船体压力值，计算得到所述气垫船船底的压力分布数据；
所述信号采集单元3基于所述压力分布数据计算得到布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的船体平均压力偏离度；并基于每个所述船体姿态值计算得到布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的船体平均姿态偏离度；
步骤S3，所述判断单元6根据预设的第一条件，判断各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度是否处于正常范围；
若是，则所述判断单元6不作任何响应；
若否，则所述判断单元6输出船体航行姿态的第一预警信息，所述预警单元7根据接收的所述第一预警信息进行提示报警；
所述判断单元6根据预设的第二条件，判断各所述指定区域对应的所述船体平均姿态偏离度是否处于正常范围；
若是，则所述判断单元6不作任何响应；
若否，则所述判断单元6输出船体航行姿态的第二预警信息，所述预警单元7根据接收的所述第二预警信息进行提示报警。
请参照图3和图6，所述步骤S1中的所述分布方法，具体包括如下步骤：
步骤L1，在所述气垫船的船底按中线划分四个所述指定区域，分别为第一指定区域100、第二指定区域200、第三指定区域300和第四指定区域400；
步骤L2，在每个所述指定区域中，均再次按中线划分四个二级区域；
步骤L3，重复中线划分方式，在每个所述二级区域中划分出四个三级区域；在每个所述三级区域中划分出四个四级区域；……，直至将所述气垫船的船底划分为多个形状、大小均相同的基本四方形区域12；
步骤L4，在每个所述基本四方形区域12的每个顶角处至少设置一个所述压力检测装置1；在每个所述指定区域内分别至少设置一个所述船体姿态检测装置2，以完成各所述压力检测装置1和各所述船体姿态检测装置2在所述气垫船船底的布设。
需要说明的是，所述基本四方形区域12优选为正方形，每一个所述基本四方形区域12的每一条边长优选为2-3米。
请参照图7和图3，所述步骤S2中，所述信号采集单元3基于所述压力分布数据计算布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的所述船体平均压力偏离度的方法包括如下步骤：
步骤M1，通过一第一计算方法计算得到每一个所述指定区域内的每个所述基本四方形区域12的中心位置的所述船体压力值；
步骤M2，基于所述中心位置的所述船体压力值，并通过一第二计算方法计算得到对应的所述指定区域的平均压力值；
步骤M3，基于各所述指定区域对应的所述平均压力值，并通过一第三计算方法计算得到所述气垫船船底的压力平均值；
步骤M4，基于所述气垫船船底的所述压力平均值，并通过一第四计算方法计算得到每一个所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度。
具体而言，所述步骤M1中的所述第一计算方法通过以下公式实现：
Figure BDA0001890163980000141
其中，
Figure BDA0001890163980000142
用于表示每个所述基本四方形区域12的中心位置的压力值；
p1，用于表示一个所述基本四方形区域12中的其中一个顶角位置处的所述船体压力值；
p2，用于表示同一个所述基本四方形区域12中与所述p1顶角位置相邻的一个顶角位置处的所述船体压力值；
p3，用于表示同一个所述基本四方形区域12中与所述p1顶角位置相邻的另一个顶角位置处的所述船体压力值；
p4，用于表示所述基本四方形区域12的中心位置处的所述船体压力值。
所述步骤M2中的所述第二计算方法通过以下四个公式计算获得对应的所述指定区域的所述平均压力值，
Figure BDA0001890163980000143
Figure BDA0001890163980000144
Figure BDA0001890163980000145
Figure BDA0001890163980000146
其中，
Figure BDA0001890163980000147
用于表示所述第一指定区域100的所述平均压力值；
Figure BDA0001890163980000148
用于表示所述第一指定区域100中的每一个所述基本四方形区域12的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA0001890163980000151
用于表示所述第二指定区域200的所述平均压力值；
Figure BDA0001890163980000152
用于表示所述第二指定区域200中的每一个所述基本四方形区域12的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA0001890163980000153
用于表示所述第三指定区域300的所述平均压力值；
Figure BDA0001890163980000154
用于表示所述第三指定区域300中的每一个所述基本四方形区域12的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA0001890163980000155
用于表示所述第四指定区域400的所述平均压力值；
Figure BDA0001890163980000156
用于表示所述第四指定区域400中的每一个所述基本四方形区域12的中心位置处的所述船体压力值；
N则用于表示每一个所述指定区域中的所述基本四方形区域12的个数。
所述步骤M3中的所述第三计算方法通过如下公式计算得到所述气垫船船底的所述压力平均值，
Figure BDA0001890163980000157
Figure BDA0001890163980000158
用于表示所述气垫船船底的所述压力平均值。
所述步骤M4中的所述第四计算方法通过以下四个公式计算得到每一个所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度，
Figure BDA0001890163980000159
Figure BDA00018901639800001510
Figure BDA00018901639800001511
Figure BDA00018901639800001512
其中，
DPA，用于表示对应所述第一指定区域100的所述平均压力偏离度；
DPB，用于表示对应所述第二指定区域200的所述平均压力偏离度；
DPC，用于表示对应所述第三指定区域300的所述平均压力偏离度；
DPD，用于表示对应所述第四指定区域400的所述平均压力偏离度。
另外需要说明的是，对于未布置所述压力检测装置1的所述气垫船的船底的某一指定位置，采用补偿压力计算法获取该所述指定位置的船体压力值。请参照图4，所述补偿压力计算法的计算原理如下：
以某一个所述基本四方形区域12为例，首先定义p1为该所述基本四方形区域12中的一个顶角位置处的所述船体压力值；
定义p2为同一个所述基本四方形区域12中与p1顶角位置相邻的一个顶角位置处的所述船体压力值；
定义p3为同一个所述基本四方形区域12中与p1顶角位置相邻的另一个顶角位置处的所述船体压力值；
定义p4为同一个所述基本四方形区域12中与p1顶角位置相对的顶角位置处的所述船体压力值；
定义p(1,2)为p1位置和p2位置之间的中点位置处的所述船体压力值；
定义p(1,3)为p1位置和p3位置之间的中点位置处的所述船体压力值；
定义p(3,4)为p3位置和p4位置之间的中点位置处的所述船体压力值；
定义p(2,4)为p2位置和p4位置之间的中点位置处的的所述船体压力值；
定义
Figure BDA00018901639800001613
为该所述基本四方形区域12的中心位置处的所述船体压力值；对于所述第一指定区域100、所述第二指定区域200、所述第三指定区域300和所述第四指定区域400中的每一个所述基本四方形区域12，则分别以
Figure BDA0001890163980000161
Figure BDA0001890163980000162
表示；
定义
Figure BDA0001890163980000163
为由p1位置、p(1,2)位置、p(1,3)位置和
Figure BDA0001890163980000164
位置所构成的四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
定义
Figure BDA0001890163980000165
为由p(1,2)位置、p2位置、p(2,4)位置和
Figure BDA0001890163980000166
位置所构成的四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
定义
Figure BDA0001890163980000167
为由p3位置、p(1,3)位置、p(3,4)位置和
Figure BDA0001890163980000168
位置所构成的四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure BDA0001890163980000169
为由p4位置、p(2,4)位置、p(3,4)位置和
Figure BDA00018901639800001610
位置所构成的四方形区域的中心位置处的所述船体压力值。
则根据所述的补偿压力计算法可计算获得未布置所述压力检测装置1的p(1,2)、p(1,3)、p(3,4)、p(2,4)、
Figure BDA00018901639800001611
以及
Figure BDA00018901639800001612
位置处的所述船体压力值，计算公式分别如下：
p(1,2)＝(p1+p2)/2；
p(1,3)＝(p1+p3)/2；
p(2,3)＝(p2+p3)/2；
p(2,4)＝(p2+p4)/2；
Figure BDA0001890163980000171
Figure BDA0001890163980000172
Figure BDA0001890163980000173
Figure BDA0001890163980000174
Figure BDA0001890163980000175
另外还需要说明的是，当布置于所述气垫船船底的某一所述压力检测装置1因损坏而无法测量所在位置的所述船体压力值时，本发明实施例采用就近原则，取该受损的所述压力检测装置1最邻近的四个压力检测装置1的船体压力平均值，作为该受损的所述压力检测装置1当时监测的所述船体压力值。
所述步骤S2中的所述船体姿态值包括船体横倾角姿态值和船体纵倾角姿态值，所述船体平均姿态偏离度包括船体横倾角平均姿态偏离度和船体纵倾角平均姿态偏离度，
其中，所述信号采集单元3基于各所述船体横倾角姿态值，并通过第一偏离度计算方法计算得到对应各所述指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
请参照图8和图3，所述第一偏离度计算方法包括如下步骤：
步骤A1，基于各所述船体横倾角姿态值，并通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的船体横倾角姿态值的平均值，
Figure BDA0001890163980000176
其中，
Figure BDA0001890163980000177
用于表示各所述指定区域对应的所述船体横倾角姿态值取平均值；
Figure BDA0001890163980000178
则分别表示所述第一指定区域100、所述第二指定区域200、所述第三指定区域300和所述第四指定区域400对应的所述船体横倾角姿态值；
步骤A2，分别通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度，
Figure BDA0001890163980000179
Figure BDA0001890163980000181
Figure BDA0001890163980000182
Figure BDA0001890163980000183
其中，
Figure BDA0001890163980000184
用于表示对应所述第一指定区域100的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure BDA0001890163980000185
用于表示对应所述第二指定区域200的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure BDA0001890163980000186
用于表示对应所述第三指定区域300的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure BDA0001890163980000187
用于表示对应所述第四指定区域400的所述船体横倾角平均姿态偏离度。
所述信号采集单元3基于各所述船体纵倾角姿态值，并通过第二偏离度计算方法计算得到对应各所述指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
请参照图9和图3，所述第二偏离度计算方法包括如下步骤：
步骤B1，基于各所述船体纵倾角姿态值，并通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的船体纵倾角姿态值的平均值，
Figure BDA0001890163980000188
其中，
Figure BDA0001890163980000189
用于表示各所述指定区域对应的所述船体横倾角姿态值取平均值；
θA、θB、θC、θD则分别表示所述第一指定区域100、所述第二指定区域200、所述第三指定区域300和所述第四指定区域400对应的所述船体纵倾角姿态值；
步骤A2，分别通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度，
Figure BDA00018901639800001810
Figure BDA00018901639800001811
Figure BDA0001890163980000191
Figure BDA0001890163980000192
其中，
DθA，用于表示对应所述第一指定区域100的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθB，用于表示对应所述第二指定区域200的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθC，用于表示对应所述第三指定区域300的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθD，用于表示对应所述第四指定区域400的所述船体纵倾角平均姿态偏离度。
所述判断单元6包括第一判断模块61，于所述第一判断模块61内预设有至少一个第一判断阈值，所述步骤S3中，所述判断单元6判断各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度是否处于正常范围的方法为：
所述第一判断模块61将所述信号采集单元3计算得到的各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度分别与各所述第一判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度进行判断。
所述判断单元6还包括第二判断模块62，于所述第二判断模块62内预设有至少一个第二判断阈值，所述步骤S3中，所述判断单元6判断各所述指定区域对应的所述船体平均姿态偏离度是否处于正常范围的方法为：
所述第二判断单元62将所述信号采集单元3计算得到的各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度与相应的所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度进行判断；
所述第二判断单元62同时根据所述信号采集单元3计算得到的各所述指定区域对应的所述船体纵倾角平均姿态偏离度与相应的所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体纵倾角平均姿态偏离度进行判断。
所述第一判断阈值包括对应所述船体平均压力偏离度的四个等级阈值，分别为第一正常等级阈值、第一不平衡等级阈值、第一严重等级阈值和第一停船检查等级阈值；
所述第二判断阈值包括对应所述船体横倾角平均姿态偏离度的四个等级阈值，分别为第二正常等级阈值、第二不平衡等级阈值、第二严重等级阈值和第二停船检查等级阈值；
所述第二判断阈值还包括对应所述船体纵倾角平均姿态偏离度的四个等级阈值，分别为第三正常等级阈值、第三不平衡等级阈值、第三严重等级阈值和第三停船检查等级阈值。
具体而言，请参照图10，所述气垫船航行姿态安全预警系统监测的每一个所述指定区域的所述船体平均压力偏离度均小于等于所述第一正常等级阈值时，即表明所述气垫船整体的船体压力值处于正常范围，所述气垫船航行姿态安全预警系统不会发出警报，并在在所述气垫船航行姿态安全应系统的显示屏10上比如用绿色点状图标标注船底的各个压力监测点监测的船体压力为正常状态。
当其中至少一个所述指定区域的所述船体平均压力偏离度大于所述第一正常等级阈值，所述气垫船航行姿态安全预警系统将发出警报，并在显示屏,1上标红所述船体平均压力偏离度处于异常状态的对应的所述指定区域，以表示该所述指定区域此时的所述船体平均压力偏离度处于不正常状态，以提醒船主注意行驶安全。
需要说明的是，布设于所述气垫船船底的各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度处于不同的异常数值范围时，所述气垫船航行姿态安全预警系统的报警方式并不相同，比如当其中至少一个所述指定区域的所述船体平均压力偏离度大于所述第一正常等级阈值且小于所述第一不平衡等级阈值时，所述气垫船航行姿态安全预警系统通过标红处于异常状态的该所述指定区域，以提醒船主注意行驶安全。但当至少一个所述指定区域的所述船体平均压力偏离的大于等于所述第一不平衡等级阈值，且小于第一严重等级阈值时，所述气垫船航行姿态安全预警系统除了在显示屏10上标红处于异常状态的对应所述指定区域外，还可通过声光报警的方式，提醒船主气垫船航行姿态异常严重。当至少一个所述指定区域的所述船体平均压力偏离度大于等于所述第一停船检查等级阈值时，所述气垫船航行姿态安全预警系统可通过连续声光报警的方式提醒船主必须停船检查。
为了合理设置所述气垫船航行姿态安全预警系统的预警梯度，优选地，所述第一不平衡等级阈值可设置为高于所述第一正常等级阈值对应的数值的10％；所述第一严重等级阈值可以设置为高于所述第一正常等级阈值对应的数值的15％；所述第一停船检查等级阈值可以设置为高于所述第一正常等级阈值对应数值的20％。
所述气垫船航行姿态安全预警系统通过判断布设于所述气垫船船底的各所述指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度和所述船体纵倾角平均姿态偏离度，进而判断所述气垫船的航行姿态。所述气垫船航行姿态安全预警系统判断各所述指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度和所述船体纵倾角平均姿态偏离度对应的船体航行姿态异常等级的原理与所述气垫船航行姿态安全预警系统判断各所述指定区域的所述船体平均压力偏离度对应的船体航行姿态异常等级完全一致，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (19)

1.一种气垫船航行姿态安全预警系统，应用于气垫船，其特征在于，包括：
分布于所述气垫船船底的多个压力检测装置和多个船体姿态检测装置，每一个所述压力检测装置分别用于实时监测所述压力检测装置所处位置的船体压力值，每一个所述船体姿态检测装置分别用于实时监测所述船体姿态检测装置所处位置的船体姿态值；
信号采集单元，与每一个所述压力检测装置和每一个所述船体姿态检测装置分别通过一信号调理单元建立通信连接，所述信号采集单元用于接收每个所述船体压力值，并根据所述船体压力值计算得到所述气垫船船底的压力分布数据；
所述信号采集单元还用于获取每个所述船体姿态值；
判断单元，连接所述信号采集单元，用于根据一预设的第一条件对所述压力分布数据进行判断，以及根据一预设的第二条件对各个所述船体姿态值进行判断，并在所述压力分布数据不符合所述第一条件，或者任意一个所述船体姿态值不符合所述第二条件时，输出船体航行姿态的预警指示信息；
所述判断单元具体包括：
第一判断模块，所述第一判断模块内预设有至少一个第一判断阈值，所述第一判断模块用于将所述压力分布数据与至少一个所述第一判断阈值进行比较，并根据比较结果对所述压力分布数据进行判断；
第二判断模块，所述第二判断模块内预设有至少一个第二判断阈值，所述第二判断模块用于将各个所述船体姿态值与至少一个所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各个所述船体姿态值进行判断；
预警单元，连接所述判断单元，用于根据所述预警指示信息输出对应的船体航行姿态预警信息。
2.如权利要求1所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，所述压力检测装置包括压力传感器。
3.如权利要求1所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，所述船体姿态检测装置包括垂直陀螺仪。
4.如权利要求1所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，还包括卫星通讯单元，连接所述信号采集单元，用于将所述船体压力值、所述船体姿态值和所述压力分布数据通过卫星实时传送给远程的地面监控站。
5.如权利要求1所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，还包括GPS定位单元，所述GPS定位单元与所述信号采集单元通信连接，用于实时定位所述气垫船的所处位置。
6.如权利要求1所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏通信连接所述信号采集单元，所述显示屏上设有一人机交互界面，所述显示屏用于至少显示所述船体压力值、所述船体姿态值、所述压力分布数据以及所述船体航行姿态预警信息。
7.如权利要求1所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，还包括接口单元，所述接口单元与所述信号采集单元通信连接，用于将外部设备接入所述信号采集单元。
8.一种气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，通过应用如权1-7任意一项所述的气垫船航行姿态安全预警系统实现，具体包括如下步骤：
步骤S1，按照预先确定的分布方法，将多个所述压力检测装置和多个所述船体姿态检测装置分布设置于所述气垫船船底的各个指定区域的指定位置上；
步骤S2，各所述压力检测装置将实时监测到的每个所述船体压力值传送给所述信号采集单元；各所述船体姿态检测装置将实时监测到的每个所述船体姿态值传送给所述信号采集单元；
所述信号采集单元根据接收的每个所述船体压力值，计算得到所述气垫船船底的压力分布数据；
所述信号采集单元基于所述压力分布数据计算得到布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的船体平均压力偏离度；并基于每个所述船体姿态值计算得到布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的船体平均姿态偏离度；
步骤S3，所述判断单元根据预设的第一条件，判断各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度是否处于正常范围；
若是，则所述判断单元不作任何响应；
若否，则所述判断单元输出船体航行姿态的第一预警信息，所述预警单元根据接收的所述第一预警信息进行提示报警；
所述判断单元根据预设的第二条件，判断各所述指定区域对应的所述船体平均姿态偏离度是否处于正常范围；
若是，则所述判断单元不作任何响应；
若否，则所述判断单元输出船体航行姿态的第二预警信息，所述预警单元根据接收的所述第二预警信息进行提示报警。
9.如权利要求8所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述分布方法包括如下步骤：
步骤L1，在所述气垫船的船底按中线划分四个所述指定区域，分别为第一指定区域、第二指定区域、第三指定区域和第四指定区域；
步骤L2，在每个所述指定区域中，均再次按中线划分四个二级区域；
步骤L3，重复中线划分方式，在每个所述二级区域中划分出四个三级区域；在每个所述三级区域中划分出四个四级区域；……，直至将所述气垫船的船底划分为多个形状、大小均相同的基本四方形区域；
步骤L4，在每个所述基本四方形区域的每个顶角处至少设置一个所述压力检测装置；在每个所述指定区域内分别至少设置一个所述船体姿态检测装置，以完成各所述压力检测装置和各所述船体姿态检测装置在所述气垫船船底的布设。
10.如权利要求9所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述信号采集单元基于所述压力分布数据计算布设于所述气垫船船底的各所述指定区域分别对应的所述船体平均压力偏离度的方法包括如下步骤：
步骤M1，通过一第一计算方法计算得到每一个所述指定区域内的每个所述基本四方形区域的中心位置的所述船体压力值；
步骤M2，基于所述中心位置的所述船体压力值，并通过一第二计算方法计算得到对应的所述指定区域的平均压力值；
步骤M3，基于各所述指定区域对应的所述平均压力值，并通过一第三计算方法计算得到所述气垫船船底的压力平均值；
步骤M4，基于所述气垫船船底的所述压力平均值，并通过一第四计算方法计算得到每一个所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度。
11.如权利要求10所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤M1中的所述第一计算方法通过以下公式实现：
Figure FDA0002603445810000041
其中，
Figure FDA0002603445810000042
用于表示每个所述基本四方形区域的中心位置的压力值；
p1，用于表示一个所述基本四方形区域中的其中一个顶角位置处的所述船体压力值；
p2，用于表示同一个所述基本四方形区域中与所述p1顶角位置相邻的一个顶角位置处的所述船体压力值；
p3，用于表示同一个所述基本四方形区域中与所述p1顶角位置相邻的另一个顶角位置处的所述船体压力值；
p4，用于表示所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值。
12.如权利要求11所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤M2中的所述第二计算方法通过以下四个公式计算获得对应的所述指定区域的所述平均压力值，
Figure FDA0002603445810000043
Figure FDA0002603445810000044
Figure FDA0002603445810000045
Figure FDA0002603445810000046
其中，
Figure FDA0002603445810000047
用于表示所述第一指定区域的所述平均压力值；
Figure FDA0002603445810000048
用于表示所述第一指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure FDA0002603445810000049
用于表示所述第二指定区域的所述平均压力值；
Figure FDA00026034458100000410
用于表示所述第二指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure FDA0002603445810000051
用于表示所述第三指定区域的所述平均压力值；
Figure FDA0002603445810000052
用于表示所述第三指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
Figure FDA0002603445810000053
用于表示所述第四指定区域的所述平均压力值；
Figure FDA0002603445810000054
用于表示所述第四指定区域中的每一个所述基本四方形区域的中心位置处的所述船体压力值；
N则用于表示每一个所述指定区域中的所述基本四方形区域的个数。
13.如权利要求12所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤M3中的所述第三计算方法通过如下公式计算得到所述气垫船船底的所述压力平均值，
Figure FDA0002603445810000055
Figure FDA0002603445810000056
用于表示所述气垫船船底的所述压力平均值。
14.如权利要求13所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤M4中的所述第四计算方法通过以下四个公式计算得到每一个所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度，
Figure FDA0002603445810000057
Figure FDA0002603445810000058
Figure DA00026034458140216
Figure DA00026034458140233
其中，
DPA，用于表示对应所述第一指定区域的所述平均压力偏离度；
DPB，用于表示对应所述第二指定区域的所述平均压力偏离度；
DPC，用于表示对应所述第三指定区域的所述平均压力偏离度；
DPD，用于表示对应所述第四指定区域的所述平均压力偏离度。
15.如权利要求14所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述船体姿态值包括船体横倾角姿态值和船体纵倾角姿态值，所述船体平均姿态偏离度包括船体横倾角平均姿态偏离度和船体纵倾角平均姿态偏离度，
其中，所述信号采集单元基于各所述船体横倾角姿态值，并通过第一偏离度计算方法计算得到对应各所述指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
所述第一偏离度计算方法包括如下步骤：
步骤A1，基于各所述船体横倾角姿态值，并通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的船体横倾角姿态值的平均值，
Figure FDA0002603445810000061
其中，
Figure FDA0002603445810000062
用于表示各所述指定区域对应的所述船体横倾角姿态值取平均值；
Figure FDA0002603445810000063
则分别表示所述第一指定区域、所述第二指定区域、所述第三指定区域和所述第四指定区域对应的所述船体横倾角姿态值；
步骤A2，分别通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度，
Figure FDA0002603445810000064
Figure FDA0002603445810000065
Figure FDA0002603445810000066
Figure FDA0002603445810000067
其中，
Figure FDA0002603445810000071
用于表示对应所述第一指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure FDA0002603445810000072
用于表示对应所述第二指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure FDA0002603445810000073
用于表示对应所述第三指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度；
Figure FDA0002603445810000074
用于表示对应所述第四指定区域的所述船体横倾角平均姿态偏离度。
16.如权利要求15所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述信号采集单元基于各所述船体纵倾角姿态值，并通过第二偏离度计算方法计算得到对应各所述指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
所述第二偏离度计算方法包括如下步骤：
步骤B1，基于各所述船体纵倾角姿态值，并通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的船体纵倾角姿态值的平均值，
Figure FDA0002603445810000075
其中，
Figure DA00026034458140264
，用于表示各所述指定区域对应的所述船体横倾角姿态值取平均值；
θA、θB、θC、θD则分别表示所述第一指定区域、所述第二指定区域、所述第三指定区域和所述第四指定区域对应的所述船体纵倾角姿态值；
步骤A2，分别通过以下公式计算获得各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度，
Figure FDA0002603445810000077
Figure FDA0002603445810000078
Figure FDA0002603445810000079
Figure FDA00026034458100000710
其中，
DθA，用于表示对应所述第一指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθB，用于表示对应所述第二指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθC，用于表示对应所述第三指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度；
DθD，用于表示对应所述第四指定区域的所述船体纵倾角平均姿态偏离度。
17.如权利要求16所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述判断单元包括第一判断模块，于所述第一判断模块内预设有至少一个第一判断阈值，所述步骤S3中，所述判断单元判断各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度是否处于正常范围的方法为：所述第一判断模块将所述信号采集单元计算得到的各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度分别与各所述第一判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体平均压力偏离度进行判断。
18.如权利要求17所述的气垫船航行姿态安全预警方法，其特征在于，所述判断单元还包括第二判断模块，于所述第二判断模块内预设有至少一个第二判断阈值，所述步骤S3中，所述判断单元判断各所述指定区域对应的所述船体平均姿态偏离度是否处于正常范围的方法为：
所述第二判断单元将所述信号采集单元计算得到的各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度与相应的所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体横倾角平均姿态偏离度进行判断；
所述第二判断单元同时根据所述信号采集单元计算得到的各所述指定区域对应的所述船体纵倾角平均姿态偏离度与相应的所述第二判断阈值进行比较，并根据比较结果对各所述指定区域对应的所述船体纵倾角平均姿态偏离度进行判断。
19.如权利要求18所述的气垫船航行姿态安全预警系统，其特征在于，所述第一判断阈值包括对应所述船体平均压力偏离度的四个等级阈值，分别为第一正常等级阈值、第一不平衡等级阈值、第一严重等级阈值和第一停船检查等级阈值；
所述第二判断阈值包括对应所述船体横倾角平均姿态偏离度的四个等级阈值，分别为第二正常等级阈值、第二不平衡等级阈值、第二严重等级阈值和第二停船检查等级阈值；
所述第二判断阈值还包括对应所述船体纵倾角平均姿态偏离度的四个等级阈值，分别为第三正常等级阈值、第三不平衡等级阈值、第三严重等级阈值和第三停船检查等级阈值。
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