CN110060509A - 运输船舶智能导航预警方法及运输船舶智能导航预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运输船舶智能导航预警方法及运输船舶智能导航预警装置，属于船用设备领域。在确定运输船舶的航行路线之后，对运输船舶进行导航，并在运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值对船员发出预警信号，危险位置包括航行路线上的弯道、狭窄航道处、浅水处与过桥处中的至少一种；同时在运输船舶的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。船员得到提醒进而可对运输船舶的航行情况进行处理，船员不需要长时间集中注意力在运输船舶的航行情况上，可大大减小船员在运输船舶航行过程中所需要花费的精力。

Description

运输船舶智能导航预警方法及运输船舶智能导航预警装置

技术领域

本发明涉及船用设备领域，特别涉及一种运输船舶智能导航预警方法及运输船舶智能导航预警装置。

背景技术

内河运输具有运能大、能耗小、成本低、占地少、污染轻的天然优势，是我国综合交通运输体系的重要组成部分。运输船舶在内河航道上运输之前，船员需要决定运输船舶的航行路线，并在运输船舶进行运输时，长时间集中注意力在运输船舶的航行情况上，以在遇到内河航道上存在的其他船只或者行驶到河道较为狭窄的地域的情况时，船员能够决定是否继续航行或者如何调整运输船舶的航行状态。在运输船舶的航行过程中，船员需要花费较大的精力注意运输船舶的运行情况并决定运输船舶的运行情况，需要消耗船员的大量精力。

发明内容

本发明实施例提供了运输船舶智能导航预警方法，可减小船员在运输船舶的航行过程中所需要花费的精力。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种运输船舶智能导航预警方法及运输船舶智能导航预警装置，所述运输船舶智能导航预警方法包括：

确定运输船舶的航行路线，所述航行路线上包括危险位置标识，所述危险位置标识用于标记危险位置，所述危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种；

根据所述航行路线对所述运输船舶进行导航；

当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号；

当所述运输船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。

可选地，所述确定运输船舶的航行路线，包括：

获取内河航道电子地图、起始位置和目标位置；

根据所述内河航道电子地图、所述起始位置和所述目标位置确定所述运输船舶的至少一个待选择航线；

在所述待选择航线中确定所述航行路线。

可选地，所述在所述待选择航线中确定所述航行路线，包括：

获取所述运输船舶的计划航速、每一个所述待选择航线上的闸坝数量、每一个所述闸坝处待过闸船舶的数量、每一个所述待过闸船舶的过闸时间；

根据所述运输船舶的计划航速、每一个所述待选择航线上的闸坝数量、每一个所述闸坝处待过闸船舶的数量、每一个所述待过闸船舶的过闸时间计算得到每一个所述待选择航线的航行时间；

将所述航行时间最短的所述待选择航线，确定为所述航行路线。

可选地，所述当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号，包括：

获取所述运输船舶在所述航行路线上的位置；

当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号。

可选地，所述方法还包括：

当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出航行建议，所述航行建议包括调整所述运输船舶的航速或航向。

可选地，所述当运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出航行建议，包括：

在所述内河航道电子地图上分别标记所述航行路线上的弯道处、狭窄航道处、浅水处与过桥处；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的弯道处之间的最小距离在预警阈值内时，发出将所述运输船舶的航速降低1％～10％的建议；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的狭窄航道处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整所述运输船舶的船头朝向狭窄航道的中间位置移动的建议；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的浅水处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整所述运输船舶的船头朝向所述内河航道上的深水区移动的建议；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的过桥处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整所述运输船舶的船头对准桥孔移动的建议。

可选地，所述当所述运输船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号，包括：

当检测到障碍船舶的信号时，判断障碍船舶是否位于所述航行线路上，若障碍船舶位于所述航行线路上，则发出预警信号。

可选地，所述方法还包括：

获取所述运输船舶与所述障碍船舶在所述航行路线上的位置，获取所述运输船舶与所述障碍船舶的航速与航向；

根据所述运输船舶与所述障碍船舶在所述航行路线上的位置及所述运输船舶与所述障碍船舶的航速与航向，得到所述运输船舶与所述障碍船舶的最近会遇点；

发出控制所述运输船舶远离所述障碍船舶横向移动，直至所述最近会遇点与所述运输船舶的中轴线所在的直线之间的垂直距离为所述运输船舶的0.5～2倍船宽的距离的建议，保证所述运输船舶与所述障碍船舶在最近会遇点处时，二者之不会相互碰撞。

可选地，所述最近会遇点与所述危险位置之间的最小距离在预警阈值内时，发出控制所述运输船舶远离所述障碍船舶横向移动，直至所述最近会遇点与所述运输船舶的中轴线所在的直线之间的垂直距离为所述运输船舶的0.5～2倍船宽的距离的建议，发出调整所述运输船舶的船头朝向所述内河航道上的非危险位置进行移动的建议，避免所述运输船舶与所述障碍船舶受到危险位置的影响而相互碰撞。

本发明实施例提供了一种船舶智能导航预警装置，其特征在于，所述运输船舶智能导航预警装置包括：

地图模块，用于确定运输船舶的航行路线，所述航行路线上包括危险位置标识，所述危险位置标识用于标记危险位置，所述危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种；

导航模块，用于根据所述航行路线对所述运输船舶进行导航；

第一预警模块，用于当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号；

第二预警模块，用于当所述运输船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在确定运输船舶的航行路线之后，对运输船舶进行导航，并在运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值对船员发出预警信号，危险位置包括航行路线上的弯道、狭窄航道处、浅水处与过桥处中的至少一种；同时在运输船舶的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。船员得到提醒进而可对运输船舶的航行情况进行处理，船员不需要长时间集中注意力在运输船舶的航行情况上，可大大减小船员在运输船舶航行过程中所需要花费的精力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，

图1是本发明实施例提供的一种运输船舶智能导航预警方法流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种运输船舶智能导航预警方法流程图；

图3是本发明实施例提供的确定运输船舶的航行路线的步骤流程图；

图4是本发明实施例提供的危险位置处运输船舶发出航行建议的流程图；

图5是本发明实施例提供的遇障碍船舶时运输船舶发出航行建议的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种运输船舶智能导航预警装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种运输船舶智能导航预警方法流程图，如图1所示，运输船舶智能导航预警方法包括：

S101：确定运输船舶的航行路线，航行路线上包括危险位置标识，危险位置标识用于标记危险位置，危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种。

S102：根据航行路线对运输船舶进行导航。

S103：当运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号。

S104：当运输船舶所处的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。

在确定运输船舶的航行路线之后，对运输船舶进行导航，并在运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值对船员发出预警信号，危险位置包括航行路线上的弯道、狭窄航道处、浅水处与过桥处中的至少一种；同时在运输船舶的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。船员得到提醒进而可对运输船舶的航行情况进行处理，船员不需要长时间集中注意力在运输船舶的航行情况上，可大大减小船员在运输船舶航行过程中所需要花费的精力。

为更好地理解本发明，以下对本发明实施例提供的运输船舶智能导航预警方法流程图进行详细说明，提供图2是本发明实施例提供的另一种运输船舶智能导航预警方法流程图，图2中所陈述的方法与图1中所陈述的方法的主要区别为在检测到当运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出包括调整运输船舶的航速或航向的航行建议，对船员提出一定的运输船舶航行建议，进一步减小船员需要花费在运输船舶的航行状况上的精力。图2是本发明实施例提供的另一种运输船舶智能导航预警方法流程图，如图2所示，运输船舶智能导航预警方法包括：

S201：确定运输船舶的航行路线，航行路线上包括危险位置标识，危险位置标识用于标记危险位置，危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种。

图3是本发明实施例提供的确定运输船舶的航行路线的步骤流程图，如图3所示，S201可包括：

S2011：获取内河航道电子地图、起始位置与目标位置。

S2012：根据内河航道电子地图、起始位置和目标位置确定运输船舶的至少一个待选择航线。

其中，内河航道电子地图可通过运输船舶上的处理中心从网络实时获取。

S2013：在待选择航线中确定航行路线。

根据内河航道电子地图与起始位置可较为便捷地得到运输船舶可进行运输的待选择路线，再根据待选择航线得到运输船舶的航行路线。

其中，步骤S2013可包括：获取运输船舶的计划航速、每一个待选择航线上的闸坝数量、每一个闸坝处待过闸船舶的数量、每一个待过闸船舶的过闸时间。

根据运输船舶的计划航速、每一个待选择航线上的闸坝数量、每一个闸坝处待过闸船舶的数量、每一个待过闸船舶的过闸时间计算得到每一个待选择航线的航行时间。

将航行时间最短的待选择航线，确定为航行路线。

采用这种方式确定得到的航行路线较为合理，能够对运输船舶的运行时间有良好的控制。

S202：根据航行路线对运输船舶进行导航。

步骤S202中，可获取运输船舶在航行路线上的位置，运输船舶的航向，运输船舶的航行路线上的岸线的形状、运输船舶与航行路线上的岸线之间的距离

调整船舶朝向没有阻碍的方向航行。

其中，运输船舶在航行路线上的位置，运输船舶的航向，运输船舶的航行路线上的岸线的形状、运输船舶与航行路线上的岸线之间的距离均可通过雷达监测得到，数据较为准确与及时，导航方向也较为准确。

其中，运输船舶的处理中心可与全球定位系统GPS(Global Position System)或北斗卫星导航系统联通，且运输船舶上配置电罗经与惯性导航仪。以实现对运输船舶的位置及船头的实时把握。

S203：当运输船舶处于航行路线上的危险位置时，发出预警信号。

步骤S203可包括：获取运输船舶在航行路线上的位置。

步骤S203可包括：

获取运输船舶在航行路线上的位置与危险位置之间的距离，运输船舶在航行路线上的位置与危险位置之间的最小距离在预警阈值内则发出预警信号。

采用这种方式能够较为容易地实现对船舶所在危险位置的预警。

预警阈值可为500～800m。此时运输船舶的正常航行不会受到危险位置的影响。

S204：当运输船舶处于航行路线上的危险位置时，发出航行建议，航行建议包括调整运输船舶的航速或航向。

图4是本发明实施例提供的危险位置处运输船舶发出航行建议的流程图，如图4所示，步骤S204可包括：

S2041：在内河航道电子地图上分别标记航行路线上的弯道处、狭窄航道处、浅水处与过桥处。

S2042：运输船舶与内河航道电子地图上标记航行路线上的弯道处之间的最小距离在预警阈值内时，发出将运输船舶的航速降低1％～10％的建议。

运输船舶与内河航道电子地图上标记航行路线上的弯道处之间的最小距离在预警阈值内时，将运输船舶的航速降低1％～10％可避免运输船舶航速过快导致运输船舶撞击至弯道。运输船舶上的处理中心可根据运输船舶实际航速获得运输船舶实际航速降低1％～10％后的速度。

S2043：运输船舶与内河航道电子地图上标记航行路线上的狭窄航道处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整运输船舶的船头朝向狭窄航道的中间位置移动的建议。

运输船舶可通过内河航道电子地图与由全球定位系统确定运输船舶所在的内河航道的中间位置。并通过电罗经检测运输船舶的船头是否朝向内河航道的中间位置。

进一步地，可获得运输船舶所在的内河航道的宽度并基于运输船舶所在的内河航道的宽度确定内河航道的中间位置。中间位置为运输船舶所在的内河航道的宽度的一半所在位置。

S2044：运输船舶与内河航道电子地图上标记航行路线上的浅水处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整运输船舶的船头朝向内河航道上的深水区移动的建议。

深水区为运输船舶所在的内河航道的水深大于运输船舶吃水深度的1.5倍的区域，运输船舶所在的内河航道的水深可通过测深仪获取。运输船舶结合GPS与雷达得到水深处的位置，并通过电罗经得到运输船舶的船头朝向，处理中心根据GPS、雷达及电罗经的数据调整船头朝向水深处移动。

S2045：运输船舶与内河航道电子地图上标记航行路线上的过桥处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整运输船舶的船头对准桥孔移动的建议。

运输船舶可通过内河航道电子地图与由全球定位系统确定桥孔所在位置。控制运输船舶的移动过程与步骤S2043及步骤S2044中一样，此处不再赘述。

需要说明的是，此处的航行路线为内河航道电子地图上的航行路线，危险位置标识标记在内河航道电子地图上。

S205：检测运输船舶所在的航行路线上是否出现障碍船舶，运输船舶所在的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。

步骤S205可包括：检测运输船舶所在的航行线路上是否存在障碍船舶的信号，运输船舶所在的航行线路上存在障碍船舶的信号时，发出预警信号。这种方式易于实现，准确度也较高。可通过雷达或者船舶自动识别系统AIS(AutomaticIdentificationSystem)来获取障碍船舶的信号，获得的信号较为准确。

步骤S205还包括：当运输船舶所在的航行路线上出现障碍船舶时，发出航行建议，航行建议包括调整运输船舶的航速或航向。可进一步减小船员在运输船舶在航行过程中需要花费的精力，提高运输船舶的自动化程度。

图5是本发明实施例提供的遇障碍船舶时运输船舶发出航行建议的流程图，步骤S205包括：

S2051：获取运输船舶与障碍船舶在航行路线上的位置，获取运输船舶与障碍船舶的航速与航向。

可选地，运输船舶与障碍船舶在航行线路上的位置通过雷达获取。获得的数据精度较高，有利于保证建议的有效性。

S2052：根据运输船舶与障碍船舶在航行路线上的位置及运输船舶与障碍船舶的航速与航向，得到运输船舶与障碍船舶的最近会遇点。发出控制运输船舶远离障碍船舶横向移动，直至最近会遇点与运输船舶的中轴线所在的直线之间的垂直距离为运输船舶的0.5～2倍船宽的距离的建议，保证运输船舶与障碍船舶在最近会遇点处时，二者之不会相互碰撞。

需要说明的是，运输船舶远离障碍船舶横向移动是指运输船舶的船身到障碍船舶的中轴线之间的最小距离逐渐增大。

步骤S2052还可包括：最近会遇点与危险位置之间的最小距离在预警阈值内时，发出控制运输船舶远离障碍船舶横向移动，直至最近会遇点与运输船舶的中轴线所在的直线之间的垂直距离为运输船舶的0.5～2倍船宽的距离的建议，发出调整运输船舶的船头朝向内河航道上的非危险位置进行移动的建议，避免运输船舶与障碍船舶受到危险位置的影响而相互碰撞。这种设置可提高运输船舶自动化程度，进一步减小船员需要花费在运输船舶在航行时所需要花费的精力。

图6是本发明实施例提供的一种运输船舶智能导航预警装置的结构示意图，如图6所示，运输船舶智能导航预警装置可包括：

地图模块1，用于确定运输船舶的航行路线，航行路线上包括危险位置标识，危险位置标识用于标记危险位置，危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种。

导航模块2，用于根据航行路线对运输船舶进行导航。

第一预警模块3，用于当运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号。

第二预警模块4，用于当运输船舶所处的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。需要说明的是地图模块1、导航模块2、第一预警模块3与第二预警模块4中均可包括处理单元，用于与运输船舶的处理中心的数据进行对接，并对地图模块1、导航模块2、第一预警模块3与第二预警模块4的工作进行控制。

在确定运输船舶的航行路线之后，对运输船舶进行导航，并在运输船舶与危险位置之间的最小距离小于预警阈值对船员发出预警信号，危险位置包括航行路线上的弯道、狭窄航道处、浅水处与过桥处中的至少一种；同时在运输船舶的航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。船员得到提醒进而可对运输船舶的航行情况进行处理，船员不需要长时间集中注意力在运输船舶的航行情况上，可大大减小船员在运输船舶航行过程中所需要花费的精力。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述运输船舶智能导航预警方法包括：

确定运输船舶的航行路线，所述航行路线上包括危险位置标识，所述危险位置标识用于标记危险位置，所述危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种；

根据所述航行路线对所述运输船舶进行导航；

当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号；

当所述运输船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。

2.根据权利要求1所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述确定运输船舶的航行路线，包括：

获取内河航道电子地图、起始位置和目标位置；

根据所述内河航道电子地图、所述起始位置和所述目标位置确定所述运输船舶的至少一个待选择航线；

在所述待选择航线中确定所述航行路线。

3.根据权利要求2所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述在所述待选择航线中确定所述航行路线，包括：

获取所述运输船舶的计划航速、每一个所述待选择航线上的闸坝数量、每一个所述闸坝处待过闸船舶的数量、每一个所述待过闸船舶的过闸时间；

根据所述运输船舶的计划航速、每一个所述待选择航线上的闸坝数量、每一个所述闸坝处待过闸船舶的数量、每一个所述待过闸船舶的过闸时间计算得到每一个所述待选择航线的航行时间；

将所述航行时间最短的所述待选择航线，确定为所述航行路线。

4.根据权利要求2所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号，包括：

获取所述运输船舶在所述航行路线上的位置；

当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号。

5.根据权利要求2～4任一项所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出航行建议，所述航行建议包括调整所述运输船舶的航速或航向。

6.根据权利要求5所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值，发出航行建议，包括：

在所述内河航道电子地图上分别标记所述航行路线上的弯道处、狭窄航道处、浅水处与过桥处；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的弯道处之间的最小距离在预警阈值内时，发出将所述运输船舶的航速降低1％～10％的建议；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的狭窄航道处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整所述运输船舶的船头朝向狭窄航道的中间位置移动的建议；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的浅水处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整所述运输船舶的船头朝向所述内河航道上的深水区移动的建议；

所述运输船舶与所述内河航道电子地图上标记所述航行路线上的过桥处之间的最小距离在预警阈值内时，发出调整所述运输船舶的船头对准桥孔移动的建议。

7.根据权利要求1～4任一项所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述当所述运输船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号，包括：

当检测到障碍船舶的信号时，判断障碍船舶是否位于所述航行线路上，若障碍船舶位于所述航行线路上，则发出预警信号。

8.根据权利要求2～4任一项所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述运输船舶与所述障碍船舶在所述航行路线上的位置，获取所述运输船舶与所述障碍船舶的航速与航向；

根据所述运输船舶与所述障碍船舶在所述航行路线上的位置及所述运输船舶与所述障碍船舶的航速与航向，得到所述运输船舶与所述障碍船舶的最近会遇点；

发出控制所述运输船舶远离所述障碍船舶横向移动，直至所述最近会遇点与所述运输船舶的中轴线所在的直线之间的垂直距离为所述运输船舶的0.5～2倍船宽的距离的建议，保证所述运输船舶与所述障碍船舶在最近会遇点处时，二者之不会相互碰撞。

9.根据权利要求8所述的运输船舶智能导航预警方法，其特征在于，所述最近会遇点与所述危险位置之间的最小距离在预警阈值内时，发出控制所述运输船舶远离所述障碍船舶横向移动，直至所述最近会遇点与所述运输船舶的中轴线所在的直线之间的垂直距离为所述运输船舶的0.5～2倍船宽的距离的建议，发出调整所述运输船舶的船头朝向所述内河航道上的非危险位置进行移动的建议，避免所述运输船舶与所述障碍船舶受到危险位置的影响而相互碰撞。

10.一种运输船舶智能导航预警装置，其特征在于，所述运输船舶智能导航预警装置包括：

地图模块(1)，用于确定运输船舶的航行路线，所述航行路线上包括危险位置标识，所述危险位置标识用于标记危险位置，所述危险位置包括弯道、狭窄航道处、浅水处和过桥处中的至少一种；

导航模块(2)，用于根据所述航行路线对所述运输船舶进行导航；

第一预警模块(3)，用于当所述运输船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号；

第二预警模块(4)，用于当所述运输船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，发出预警信号。