CN111086607A - 一种驳船组智能运输控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种驳船组智能运输控制系统及方法，属于船舶运输控制技术领域，解决了现有技术中驳船作业效率与航运效率遍低的问题，一种驳船组智能运输控制系统，包括定位装置，用于获取各驳船所处位置信息，并将所述位置信息传送至控制控制系统；远程控制系统，用于根据所述位置信息，向各驳船的信号接收装置发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，还用于在驳船行进至卸货地点时，给各驳船的信号接收装置发送卸货指令；信号接收装置，用于使驳船动力装置驱动对应驳船沿航行线路至预设锚地位置，使各驳船形成驳船组，还用于接收到所述卸货指令后，使驳船动力装置驱动对应驳船去港口卸货。实现提高了驳船作业效率与航运效率。

Description

一种驳船组智能运输控制系统及方法
技术领域
本发明涉及船舶运输控制技术领域，尤其是涉及一种驳船组智能运输控制系统及方法。
背景技术
驳船队运输是内河货运中普遍采用的运输方式，它是将货船的动力部分和载货部分分开，其中载货部分由若干个驳船编组成驳队，由置于其前方的拖船进行拖式运输或由置于其后方的推船进行顶推运输从而构成驳船队，并将运载的货物运至目的港。现有的驳船队运输方式有诸多优点：运量大，能耗少，建造成本低，营运费用低。
然而现有驳船队的运输方式还存在较多不足：1)船队在出发地港口编队时，操纵难度大，需耗费大量人力物力以及时间，使得驳船作业效率与航运效率遍低；2)船队在中途港口卸货时，由于驳船不具备自航能力，需轮驳公司派遣拖船将在锚地解队后的驳船拖至码头泊位进行装卸，完成后由拖船送至锚地编队后运输，这造成船队在港口非生产性停泊时间长，增加了港口劳动力，不利于港口泊位，使得驳船营运成本较高；3)由于内河航道环境复杂多变，航道曲折，在内河航道运输时传统驳船队机动灵活性差，操纵难，易发生搁浅、碰撞事故。
发明内容
本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种驳船组智能运输控制系统及方法。
一方面，本发明提供了一种驳船组智能运输控制系统，包括远程控制模块、定位装置、信号接收装置和驳船动力装置；
所述定位装置，用于获取各驳船所处位置信息，并将所述位置信息传送至控制控制系统；
所述远程控制系统，用于根据所述位置信息，向各驳船的信号接收装置发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，还用于在驳船行进至卸货地点时，给各驳船的信号接收装置发送卸货指令；
所述信号接收装置，用于根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使驳船动力装置驱动对应驳船沿航行线路至预设锚地位置，使各驳船形成驳船组，还用于接收到所述卸货指令后，使驳船动力装置驱动对应驳船去港口卸货；
所述驳船动力装置，用于驱动驳船行进。
进一步地，所述远程控制系统，还用于向信号接收装置发送指令，使各驳船在预设锚地位置以最优排列队形形成驳船组。
进一步地，所述远程控制系统使各驳船在预设锚地位置呈最优排列队形形成驳船组，具体包括，所述远程控制系统根据航道条件和各驳船解驳顺序使各驳船在预设锚地位置以最优排列队形形成驳船组。
进一步地，所述驳船组智能运输控制系统还包括图像信息获取模块和驳船位置显示模块，所述图像信息获取模块用于实时获取各驳船周围的环境图像信息，所述驳船位置显示模块，用于根据所述各驳船周围的环境图像信息和各驳船所处位置信息，以图像的形式显示驳船的航行轨迹。
另一方面，本发明还提供了一种驳船组智能运输控制方法，包括以下步骤：
获取各驳船所处位置信息，根据所述位置信息向各驳船发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令；
根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，形成驳船组；
当有驳船达到预设卸货地点时，对应驳船接收卸货指令，并根据卸货指令去港口卸货。
进一步地，所述使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，形成驳船组，具体包括，根据航道条件和各驳船解驳顺序，使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，以最优排列队形形成驳船组。
进一步地，所述驳船组智能运输控制方法还包括，实时获取各驳船周围的环境图像信息，根据所述各驳船周围的环境图像信息和各驳船所处位置信息，以图像的形式显示各驳船的航行轨迹。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过所述定位装置，获取各驳船所处位置信息，并将所述位置信息传送至控制控制系统；所述远程控制系统，根据所述位置信息，向各驳船的信号接收装置发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，在驳船行进至港口时，给各驳船的信号接收装置发送卸货指令；所述信号接收装置，根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使驳船动力装置驱动对应驳船沿航行线路至预设锚地位置，使各驳船形成驳船组，接收到所述卸货指令后，使驳船动力装置驱动对应驳船去港口卸货；提高了驳船作业效率与航运效率。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的驳船组智能运输控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例1所述的最优排列队形形成的驳船组的示意图；
图3是本发明实施例1所述的驳船解驳和入队示意图；
图4是本发明实施例1所述的驳船组变换队形后的队形的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供了一种驳船组智能运输控制系统，包括远程控制模块、定位装置、信号接收装置和驳船动力装置；
所述定位装置，用于获取各驳船所处位置信息，并将所述位置信息传送至控制控制系统；
所述远程控制系统，用于根据所述位置信息，向各驳船的信号接收装置发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，还用于在驳船行进至卸货地点(港口)时，给各驳船的信号接收装置发送卸货指令；
所述信号接收装置，用于根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使驳船动力装置驱动对应驳船沿航行线路至预设锚地位置，使各驳船形成驳船组；还用于接收到所述卸货指令后，使驳船动力装置驱动驳船去港口卸货；
所述驳船动力装置，用于驱动驳船行进。
具体实施时，驳船队由动力船舶与驳船(组)两部分组成；动力船舶用于航行中提供拖带或顶推动力，并为运输驳船(组)上的蓄电池供电；运输驳船上安装有能源(蓄电池)、可收放的全回转推进装置以及通讯、定位、自动锚泊、自动链接等辅助装置；所述通讯装置包括信息传递系统，采用无线路由器搭建WIFI无线通讯环境，实现各船及远程控制系统之间的数据交换；
定位装置可为GPS模块，GPS模块用于获取驳船的位置信息，装卸货码头设置远程控制系统，根据具体运输任务指令驳船自动靠泊或离开码头航行至锚地；
需要说明的是，单个驳船加装动力装置，能完成一定距离(码头与锚地间)的自航，远程控制系统设置在各个港口，定位装置获取驳船所处位置信息，远程控制系统发送指令，驳船上信号接收装置接收指令并控制驳船动力装置，将驳船按规定航线行驶至预设锚地位置编排成驳船组，自动脱离驳船队进港卸货，自动归入船队，自由变换队列方式；各驳船的航行线路规划可依据线性规划方法、混合整数规划模型、遗传算法进行；
船队在中途港口卸货时，卸货驳船接收远程控制系统指令脱离船队，依靠自身动力进港卸货，在港口停靠的驳船可通过自身动力编入船队；船队在遇到航道变窄、转弯或遇到桥墩等情况时，远程控制系统向驳船发出指令，船队可变换队形或者由驳船提供操纵辅助以避免搁浅、碰撞事故。
优选的，所述驳船组智能运输控制系统，所述远程控制系统，还用于向信号接收装置发送指令，使各驳船在预设锚地位置以最优排列队形形成驳船组；
具体实施时，单个驳船在出发地港口接收远程控制系统指令，依靠自身动力到锚地集结，远程控制系统规划每个驳船航行路线得出整个驳船组的最优排列队形；
优选的，所述远程控制系统使各驳船在预设锚地位置呈最优排列队形形成驳船组，具体包括，所述远程控制系统根据航道条件和各驳船解驳顺序使各驳船在预设锚地位置以最优排列队形形成驳船组；
最优队形的形成方法有梯度下降法、牛顿法、共轭梯度法等，驳船编成规则队形，编排依据，一是航道宽度，整个航道过窄时船队呈瘦长形，二是根据驳船的解驳顺序，整个驳船组按解驳的先后顺序依次从船队首部向尾部或由船队边缘向内部排列；
驳船组队形根据驳船吨位、推船功率的选择可依据表1；
表1
Figure BDA0002352447630000051
一个具体实施例中，以最优排列队形形成的驳船组的示意图，如图2所示；驳船组在出发地港口编队，顶推船1固定位置，控制系统根据驳船到港位置、卸货顺序生成最优驳船组合方式；驳船依靠自身动力到达指定位置，在最终港卸货的驳船2、驳船5排在船队的后方靠近顶推船位置，在最近港口首先卸货的驳船4、驳船7排在船队最前方；
驳船解驳和入队示意图，如图3所示，驳船组到达中途港口有驳船卸货时，远程控制系统对卸货驳船7发出指令，驳船7自动脱离驳船队，依靠自身动力驶入卸货港口完成卸货，港口驳船也可依靠自身动力编入驳船组；
驳船组变换队形后的队形的示意图，如图4所示，船队在进入狭窄航道或需要转弯时，动力船舶上的远程控制系统通过控制驳船的动力装置实现船队变换队列方式；位于船队一侧的驳船5、驳船6、驳船7依靠自身动力装置加速行驶至船队前方，驳船5与驳船4完成对接，船队整体成“一”字形排列，如图4所示，动力船舶上的远程控制系统也可指令船队前方驳船，改变其全回转推进器的推力方向以辅助船队过弯。
优选的，所述驳船组智能运输控制系统，还包括图像信息获取模块和驳船位置显示模块，所述图像信息获取模块用于实时获取各驳船周围的环境图像信息，所述驳船位置显示模块，用于根据所述各驳船周围的环境图像信息和各驳船所处位置信息，以图像的形式显示驳船的航行轨迹。
需要说明的是，图像信息获取模块具体可为在驳船四周的摄像机，监测驳船之间的安全距离摄像机实时捕捉驳船周围环境图像信息，通过信息传递系统将位置信息和图像信息传递到远程控制系统，并在显示器(驳船位置显示模块)上以图像的形式反映船舶的航行轨迹。
实施例2
本发明实施例提供了一种驳船组智能运输控制方法，包括以下步骤：
获取各驳船所处位置信息，根据所述位置信息向各驳船发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令；
根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，形成驳船组；
当有驳船达到预设卸货地点时，对应驳船接收卸货指令，并根据卸货指令去港口卸货。
优选的，所述使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，形成驳船组，具体包括，根据航道条件和各驳船解驳顺序，使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，以最优排列队形形成驳船组。
优选的，所述驳船组智能运输控制方法还包括，实时获取各驳船周围的环境图像信息，根据所述各驳船周围的环境图像信息和各驳船所处位置信息，以图像的形式显示各驳船的航行轨迹。
需要说明的是，实施例1和实施例2未重复描述之处可相互借鉴。
本发明公开了一种驳船组智能运输控制系统及方法，通过所述定位装置，获取各驳船所处位置信息，并将所述位置信息传送至控制控制系统；所述远程控制系统，根据所述位置信息，向各驳船的信号接收装置发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，在驳船行进至港口时，给各驳船的信号接收装置发送卸货指令；所述信号接收装置，根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使驳船动力装置驱动对应驳船沿航行线路至预设锚地位置，使各驳船形成驳船组，接收到所述卸货指令后，使驳船动力装置驱动对应驳船去港口卸货；提高了驳船作业效率与航运效率；此外还降低了驳船营运成本，增加了驳船组的灵活性。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种驳船组智能运输控制系统，其特征在于，包括远程控制模块、定位装置、信号接收装置和驳船动力装置；
所述定位装置，用于获取各驳船所处位置信息，并将所述位置信息传送至控制控制系统；
所述远程控制系统，用于根据所述位置信息，向各驳船的信号接收装置发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，还用于在驳船行进至卸货地点时，给各驳船的信号接收装置发送卸货指令；
所述信号接收装置，用于根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使驳船动力装置驱动对应驳船沿航行线路至预设锚地位置，使各驳船形成驳船组，还用于接收到所述卸货指令后，使驳船动力装置驱动对应驳船去港口卸货；
所述驳船动力装置，用于驱动驳船行进。
2.根据权利要求1所述的驳船组智能运输控制系统，其特征在于，所述远程控制系统，还用于向信号接收装置发送指令，使各驳船在预设锚地位置以最优排列队形形成驳船组。
3.根据权利要求2所述的驳船组智能运输控制系统，其特征在于，所述远程控制系统使各驳船在预设锚地位置呈最优排列队形形成驳船组，具体包括，所述远程控制系统根据航道条件和各驳船解驳顺序使各驳船在预设锚地位置以最优排列队形形成驳船组。
4.根据权利要求1所述的驳船组智能运输控制系统，其特征在于，还包括图像信息获取模块和驳船位置显示模块，所述图像信息获取模块用于实时获取各驳船周围的环境图像信息，所述驳船位置显示模块，用于根据所述各驳船周围的环境图像信息和各驳船所处位置信息，以图像的形式显示驳船的航行轨迹。
5.一种驳船组智能运输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取各驳船所处位置信息，根据所述位置信息向各驳船发送航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令；
根据所述航行线路、预设锚地位置及驳船驱动指令，使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，形成驳船组；
当有驳船达到预设卸货地点时，对应驳船接收卸货指令，并根据卸货指令去港口卸货。
6.根据权利要求5所述的驳船组智能运输控制方法，其特征在于，所述使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，形成驳船组，具体包括，根据航道条件和各驳船解驳顺序，使各驳船沿航行线路至预设锚地位置，以最优排列队形形成驳船组。
7.根据权利要求5所述的驳船组智能运输控制方法，其特征在于，还包括，实时获取各驳船周围的环境图像信息，根据所述各驳船周围的环境图像信息和各驳船所处位置信息，以图像的形式显示各驳船的航行轨迹。
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