CN110901846B - 一种集装箱船船舶重心高度计算装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱船船舶重心高度计算装置及方法，所述装置包括处理器单元、主板、内存单元、数据存储单元、显示单元、水尺传感器和倾角传感器，所述处理器单元用于处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出；所述内存单元用于将存储的船舶基准数据通过主板发送给所述处理器单元；所述数据存储单元用于读取并存储所述处理器单元输出的数据；所述显示单元用于显示所述处理器单元输出的数据；所述水尺传感器用于采集吃水数据并发送给所述处理器单元，所述倾角传感器用于采集船舶横纵倾状态数据并发送给所述处理器单元。本发明能快速、准确、可靠的给出船舶重心高度，利用它能进行稳性衡准，避免船舶倾覆事故的发生。

Description

一种集装箱船船舶重心高度计算装置及方法

技术领域

本发明涉及船舶航运和信息处理技术领域，特别涉及一种集装箱船船舶重心高度计算装置及方法。

背景技术

当前，船舶重心高度是影响船舶稳性安全的重要参数，也是船员在集装箱船装载过程中需重点关注的内容。传统上通过集装箱的放置位置、集装箱重量结合空船重量重心进行计算，并由此判断载货后的集装箱船舶是否超过安全限界线。由于集装箱船载箱数量较大，货主申报的集装箱重量不准确等原因，该方法由于累积误差导致计算的船舶重心高度不准，且方法存在效率较低的问题。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种集装箱船船舶重心高度计算装置及方法，可以实现半自动化的、简便易行且相对可靠的计算出船舶重心高度。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种集装箱船船舶重心高度计算装置，包括处理器单元、主板、内存单元、数据存储单元、显示单元、水尺传感器和倾角传感器，其中，

所述主板上设置有双屏蔽数据线连接接口，所述处理器单元和内存单元设置在所述主板上，所述处理器单元用于处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出；所述内存单元用于将存储的船舶基准数据通过主板发送给所述处理器单元；所述数据存储单元与所述处理器单元连接并用于读取并存储所述处理器单元输出的数据；所述显示单元与所述处理器单元连接并用于显示所述处理器单元输出的数据；所述水尺传感器和倾角传感器分别通过一双屏蔽数据线与主板连接，所述水尺传感器用于采集集装箱船的吃水数据并发送给所述处理器单元，所述倾角传感器用于采集集装箱船的船舶横倾和纵倾状态数据并发送给所述处理器单元。

优选的，所述的集装箱船船舶重心高度计算装置中，所述处理器单元具体用于接收所述水尺传感器发送的吃水数据、所述倾角传感器发送的船舶横倾和纵倾状态数据以及内存单元发送的船舶基准数据并对接收的数据进行转换并处理计算后得到船舶重心高度并输出至所述数据存储单元以及显示单元。

优选的，所述的集装箱船船舶重心高度计算装置中，所述数据存储单元中固定搭载有船舶静水力数据库，所述船舶静水力数据库用于供所述处理器单元调用以使所述处理器单元计算出船舶装载重量后，再由所述处理器单元根据船舶基准数据计算得出船舶重心高度。

优选的，所述的集装箱船船舶重心高度计算装置中，所述处理器单元计算船舶装载重量的方法为：

调用船舶静水力数据库中的费尔索夫曲线，并根据水尺传感器发送的吃水数据从所述菲尔索夫曲线中查找出船舶排水量，其中，所述费尔索夫曲线为在船舶设计阶段根据船舶水下形状求解得到的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱；

根据船舶的空船重量以及船舶排水量计算出船舶装载重量。

一种集装箱船船舶重心高度计算方法，包括如下步骤：

由水尺传感器采集集装箱船的吃水数据并将吃水数据通过主板发送至处理器单元；

由倾角传感器采集集装箱船的船舶横倾和纵倾状态数据并通过主板发送至处理器单元；

由内存单元将存储的船舶基准数据通过主板发送至处理器单元；

由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出；

由数据存储单元读取并存储处理器单元输出的数据；

由显示单元显示所述处理器单元输出的数据。

优选的，所述的集装箱船船舶重心高度计算方法中，所述由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出的步骤具体包括：

由处理器单元接收所述水尺传感器发送的吃水数据、所述倾角传感器发送的船舶横倾和纵倾状态数据以及内存单元发送的船舶基准数据并对接收的数据进行转换并处理计算后得到船舶重心高度并输出至所述数据存储单元以及显示单元。

优选的，所述的集装箱船船舶重心高度计算方法中，由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出的步骤还包括：

由所述处理器单元调用数据存储单元中固定搭载的船舶静水力数据库并计算出船舶装载重量后，再由所述处理器单元根据船舶基准数据计算得出船舶重心高度。

优选的，所述的集装箱船船舶重心高度计算方法中，所述处理器单元计算船舶装载重量的方法为：

调用船舶静水力数据库中的费尔索夫曲线，并根据水尺传感器发送的吃水数据从所述菲尔索夫曲线中查找出船舶排水量，其中，所述费尔索夫曲线为在船舶设计阶段根据船舶水下形状求解得到的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱；

根据船舶的空船重量以及船舶排水量计算出船舶装载重量。

相较于现有技术，本发明提供的集装箱船船舶重心高度计算装置，能快速、准确、可靠的给出船舶重心高度，利用它能进行稳性衡准，避免船舶倾覆事故的发生。对于保证在航船舶的安全使用具有重要意义。

附图说明

图1为本发明提供的集装箱船船舶重心高度计算装置的一较佳实施例的结构框图；

图2为本发明提供的集装箱船船舶重心高度计算装置中所述菲尔索夫曲线的一较佳实施例的示意图；

图3为本发明提供的集装箱船舶重心高度计算方法的一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种集装箱船船舶重心高度计算装置及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，其为本发明提供的集装箱船船舶重心高度计算装置的一较佳实施例的结构框图，装置包括处理器单元1，主板2、内存单元3、数据存储单元4、显示单元5、水尺传感器6和倾角传感器7，其中，所述主板2上设置有双屏蔽数据线连接接口，所述处理器单元1和内存单元3均设置在所述主板2上，所述数据存储单元4和显示单元5均连接所述处理器单元1，所述水尺传感器6和倾角传感器7分别通过一双屏蔽数据线连接主板2，并将数据发送至主板2上设置的处理器单元1。

具体来说，所述处理器单元1作为数据处理中心，用于接收其余各个模块发送的数据并处理后计算出船舶重心高度，具体用于接收所述水尺传感器6发送的吃水数据、所述倾角传感器7发送的船舶横倾和纵倾状态数据以及内存单元3发送的船舶基准数据并对接收的数据进行转换并处理计算后得到船舶重心高度，然后输出至显示单元5和数据存储单元4，具体实施时，所述处理器单元1采用英特尔i5-7500处理器芯片，性能稳定，处理速度快，当然，在其它的实施例中，所述处理器单元1还可采用其它型号的处理器芯片，本发明对此不做限定，此外，所述处理器单元1还包括一系列的芯片外围电路，在此不对其进行详细描述。

进一步的，所述主板2为处理器单元1和内存单元3的载体，用于与各个传感器电连接后，将传感器采集的数据发送至所述处理器单元1，具体实施时，所述主板2采用型号为MSI B250M bazooka的全接口主板，兼容性强，且具有多个扩展接口，当然，在其它的实施例中，所述主板2还可采用其它型号的主板，本发明对此不做限定。

进一步的，所述内存单元3用于将存储的船舶基准数据通过主板2发送给所述处理器单元1，所述内存单元3存储的船舶基准数据可供所述处理器单元1调用后计算出船舶重心高度，具体实施时，所述内存单元3采用型号为KST8GB DDR4 2400MHZ的内存，容量大，而且性能优越，当然，在其它的实施例中，所述内存单元3还可采用其它型号的内存，本发明对此不做限定。

进一步的，所述数据存储单元4用于读取并存储所述处理器单元1输出的数据，供后续调用，优选的，所述数据存储单元4采用型号为ST2TB 7200RPM 256MB SATA3的硬盘，容量大，而且性能稳定，当然，在其它的实施例中，所述数据存储单元4还可采用其它型号的硬盘，本发明对此不做限定。

进一步的实施例中，所述数据存储单元4中固定搭载有船舶静水力数据库，所述船舶静水力数据库供所述处理器单元1调用以使所述处理器单元1根据收到的吃水数据和纵倾状态数据经算法计算出船舶装载重量，并结合内存单元1输入的船舶基准数据中的基准集装箱位置参数得到船舶重心高度。

优选的，所述处理器单元计算船舶装载重量的方法为：

调用船舶静水力数据库中的费尔索夫曲线，并根据水尺传感器发送的吃水数据从所述菲尔索夫曲线中查找出船舶排水量，其中，所述费尔索夫曲线为在船舶设计阶段根据船舶水下形状求解得到的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱；

根据船舶的空船重量以及船舶排水量计算出船舶装载重量。

具体的，如图2所示，其为一较佳实施例的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱(即费尔索夫曲线)，通过水尺传感器获取了吃水数据后，可直接通过图谱查找出与吃水数据对应的船舶排水量Δ，由于排水量即为即为空船重量LW与船舶装载重量DW之和，则有：

DW＝Δ-LW，其中，空船重量LW于船舶建造完成后由建造船厂给出。

进一步的，请继续参阅图1，所述显示单元5用于显示所述处理器单元输出的数据，供用户查看后，获取船舶的状态，优选的，所述显示单元5采用型号为AMD RX550 4GD5的显卡芯片，性能优越，当然，在其它的实施例中，所述显示单元5还可采用其它型号的显卡芯片，本发明对此不做限定。

请继续参阅图1，所述水尺传感器6用于采集集装箱船的吃水数据并发送给所述处理器单元1，所述倾角传感器7用于采集集装箱船的船舶横倾和纵倾状态数据并发送给所述处理器单元1，所述水尺传感器6采用型号为BW17-TC401的水尺传感器，所述倾角传感器7采用型号为Dll-90S的倾角传感器，采集的数据准确，而且反馈速度快，当然，在其它的实施例中，所述水尺传感器或倾角传感器可采用其它型号的传感器，本发明对此不做限定。

本发明提供的集装箱船船舶重心高度计算装置在使用时，首先通过水尺传感器6和倾角传感器7测量并传回吃水数据和船舶横倾和纵倾状态数据至处理器单元1后，内存单元3将其中存储的船舶基准数据发送至处理器单元1，处理器单元1接收到数据后进行处理并计算出集装箱船的重心位置，最后通过数据存储单元4存储数据，通过显示单元5输出集装箱船的重心位置。

基于上述集装箱船船舶重心高度计算装置，本发明还相应的提供一种集装箱船船舶重心高度计算方法，请参阅图3，所述集装箱船船舶重心高度计算方法包括如下步骤：

S100、由水尺传感器采集集装箱船的吃水数据并将吃水数据通过主板发送至处理器单元；

S200、由倾角传感器采集集装箱船的船舶横倾和纵倾状态数据并通过主板发送至处理器单元；

S300、由内存单元将存储的船舶基准数据通过主板发送至处理器单元；

S400、由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出；

S500、由数据存储单元读取并存储处理器单元输出的数据；

S600、由显示单元显示所述处理器单元输出的数据。

优选的，所述步骤S400具体包括：

由处理器单元接收所述水尺传感器发送的吃水数据、所述倾角传感器发送的船舶横倾和纵倾状态数据以及内存单元发送的船舶基准数据并对接收的数据进行转换并处理计算后得到船舶重心高度并输出至所述数据存储单元以及显示单元。

优选的，所述步骤S400还包括：

由所述处理器单元调用数据存储单元中固定搭载的船舶静水力数据库并计算出船舶装载重量后，再由所述处理器单元根据船舶基准数据计算得出船舶重心高度。

优选的，所述处理器单元计算船舶装载重量的方法为：

调用船舶静水力数据库中的费尔索夫曲线，并根据水尺传感器发送的吃水数据从所述菲尔索夫曲线中查找出船舶排水量，其中，所述费尔索夫曲线为在船舶设计阶段根据船舶水下形状求解得到的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱；

根据船舶的空船重量以及船舶排水量计算出船舶装载重量。

由于上文已对集装箱船船舶重心高度计算装置进行详细描述，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。

综上所述，本发明提供的集装箱船船舶重心高度计算装置，能快速、准确、可靠的给出船舶重心高度，利用它能进行稳性衡准，避免船舶倾覆事故的发生。对于保证在航船舶的安全使用具有重要意义。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种集装箱船船舶重心高度计算装置，其特征在于，包括处理器单元、主板、内存单元、数据存储单元、显示单元、水尺传感器和倾角传感器，其中，

所述主板上设置有双屏蔽数据线连接接口，所述处理器单元和内存单元设置在所述主板上，所述处理器单元用于处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出；所述内存单元用于将存储的船舶基准数据通过主板发送给所述处理器单元；所述数据存储单元与所述处理器单元连接并用于读取并存储所述处理器单元输出的数据；所述显示单元与所述处理器单元连接并用于显示所述处理器单元输出的数据；所述水尺传感器和倾角传感器分别通过一双屏蔽数据线与主板连接，所述水尺传感器用于采集集装箱船的吃水数据并发送给所述处理器单元，所述倾角传感器用于采集集装箱船的船舶横倾和纵倾状态数据并发送给所述处理器单元。

2.根据权利要求1所述的集装箱船船舶重心高度计算装置，其特征在于，所述处理器单元具体用于接收所述水尺传感器发送的吃水数据、所述倾角传感器发送的船舶横倾和纵倾状态数据以及内存单元发送的船舶基准数据并对接收的数据进行转换并处理计算后得到船舶重心高度并输出至所述数据存储单元以及显示单元。

3.根据权利要求2所述的集装箱船船舶重心高度计算装置，其特征在于，所述数据存储单元中固定搭载有船舶静水力数据库，所述船舶静水力数据库用于供所述处理器单元调用以使所述处理器单元计算出船舶装载重量后，再由所述处理器单元根据船舶基准数据计算得出船舶重心高度。

4.根据权利要求3所述的集装箱船船舶重心高度计算装置，其特征在于，所述处理器单元计算船舶装载重量的方法为：

调用船舶静水力数据库中的费尔索夫曲线，并根据水尺传感器发送的吃水数据从所述费尔索夫曲线中查找出船舶排水量，其中，所述费尔索夫曲线为在船舶设计阶段根据船舶水下形状求解得到的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱；

根据船舶的空船重量以及船舶排水量计算出船舶装载重量。

5.一种集装箱船船舶重心高度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

由水尺传感器采集集装箱船的吃水数据并将吃水数据通过主板发送至处理器单元；

由倾角传感器采集集装箱船的船舶横倾和纵倾状态数据并通过主板发送至处理器单元；

由内存单元将存储的船舶基准数据通过主板发送至处理器单元；

由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出；

由数据存储单元读取并存储处理器单元输出的数据；

由显示单元显示所述处理器单元输出的数据。

6.根据权利要求5所述的集装箱船船舶重心高度计算方法，其特征在于，所述由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出的步骤具体包括：

由处理器单元接收所述水尺传感器发送的吃水数据、所述倾角传感器发送的船舶横倾和纵倾状态数据以及内存单元发送的船舶基准数据并对接收的数据进行转换并处理计算后得到船舶重心高度并输出至所述数据存储单元以及显示单元。

7.根据权利要求6所述的集装箱船船舶重心高度计算方法，其特征在于，由处理器单元处理接收的数据并计算出船舶重心高度后输出的步骤还包括：

由所述处理器单元调用数据存储单元中固定搭载的船舶静水力数据库并计算出船舶装载重量后，再由所述处理器单元根据船舶基准数据计算得出船舶重心高度。

8.根据权利要求7所述的集装箱船船舶重心高度计算方法，其特征在于，所述处理器单元计算船舶装载重量的方法为：

调用船舶静水力数据库中的费尔索夫曲线，并根据水尺传感器发送的吃水数据从所述费尔索夫曲线中查找出船舶排水量，其中，所述费尔索夫曲线为在船舶设计阶段根据船舶水下形状求解得到的船舶排水量关于首尾吃水的曲线图谱；

根据船舶的空船重量以及船舶排水量计算出船舶装载重量。

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