CN112435505B - 一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法 - Google Patents
一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112435505B CN112435505B CN202011254297.6A CN202011254297A CN112435505B CN 112435505 B CN112435505 B CN 112435505B CN 202011254297 A CN202011254297 A CN 202011254297A CN 112435505 B CN112435505 B CN 112435505B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- navigation
- rotating speed
- host
- optimal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 24
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 claims description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 16
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
- G05D1/0022—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement characterised by the communication link
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，包含航行控制工作站、船载服务器、数据采集单元、驾驶航行系统、机舱监测报警系统和信号输入输出组合单元，数据采集单元与驾驶航行系统和机舱监测报警系统连接用于采集驾驶航行系统和机舱监测报警系统的数据，船载服务器通过局域网与数据采集单元连接，航行控制工作站与船载服务器连接，信号输入输出组合单元与船载服务器连接。本发明仅仅是通过针对不同的风、浪涌、潮流、气象及海况信息进行船舶航速的优化，无需对船舶硬件等进行改造，成本低廉即可实现船舶的节能航行。
Description
技术领域
本发明涉及一种自主航行系统及其航行方法，特别是一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，属于航海领域。
背景技术
在石油消耗不断增加，石油供应紧张的环境下，国际海事组织制定了能效设计和管理的规范，鼓励实施节能减排措施，以减少对自然环境的污染，改善生活环境。
在海运行业，国际海事组织IMO于2011年7月召开的第62次海洋环境保护委员会MEPC 62上，通过了为强制实施EEDI船舶能效设计指数及SEEMP船舶能效管理计划的MARPOL公约国际防止船舶造成污染公约附属文件VI的修正案，生效日为2013年1月。该修正案要求新船的能效设计指数要满足规范要求，以降低CO2气体的排放量。每艘船舶须在船上保存一份具体的船舶能效管理计划。国内外对船舶节能技术进行研究，例如提高螺旋桨推进性能、改善主发动机性能，航行中利用其它类型的能源如电能、风能等作为辅助动力，研究和开发新型动力机和燃料，新型动力机比柴油机有更高的热效率，能够使用一种或多种燃料，这些节能技术将增加船舶的建造和运营成本，并且对船员的素质和能力提出了更高的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，通过低成本的方式来降低船舶能耗，实现节能航行。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于最佳航速的自主航行系统，其特征在于：包含航行控制工作站、船载服务器、数据采集单元、驾驶航行系统、机舱监测报警系统和信号输入输出组合单元，数据采集单元与驾驶航行系统和机舱监测报警系统连接用于采集驾驶航行系统和机舱监测报警系统的数据，船载服务器通过局域网与数据采集单元连接，航行控制工作站与船载服务器连接，信号输入输出组合单元与船载服务器连接。
进一步地，还包含主机遥控系统和主机控制系统，主机遥控系统与信号输入输出组合单元连接，主机控制系统与主机遥控系统连接。
进一步地，所述船载服务器内安装有航速软件系统。
进一步地，所述驾驶航行系统包含全球卫星定位系统GPS、航速记录仪、风速风向仪、舵角记录仪、测深仪、电子海图和船载航行数据记录仪。
进一步地，所述机舱监测报警系统包含转速测速装置、马力计、燃油质量流量计和吃水计。
一种基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：在航速软件系统中输入预定的航行线路、船舶的首尾吃水、燃油价格、出港及到港的预定时间；
步骤二：航速软件系统通过网络接收风、浪涌、潮流、气象及海况信息；
步骤三：航速软件系统将预定的航线分成多条航段，在每一航段上根据风、浪涌、潮流气象及海况信息计算出最佳航速和相应的最佳转速数据；
步骤四：信号输入输出组合单元将最佳转速网络信号转换成相对应的电流信号，电流信号输入到主机遥控系统内；
步骤五：主机遥控系统将转速对应的电流信号传递给主机控制系统，然后通过调节主机的供油量，控制主机按照最佳转速运行；
步骤六：测速装置检测主轴转速，将实际转速反馈给船载服务器，同时在航行控制工作站显示计算出的实际转速与最佳转速之间的偏差，出现偏差时继续发送最佳转速对应的电流信号给主机遥控系统，并传输到主机控制系统中，按照转速偏差调节主机的供油量，使主机转速保持在设定的最佳转速。
进一步地，所述步骤一中，船舶的首尾吃水值从吃水计量系统读取，吃水计量系统为电压力传感器式吃水计或气泡式吃水计。
进一步地，所述步骤二中，风信息包含风速风向数据，风速风向数据从船上安装的风速风向仪中读取，浪涌的方向、波高和周期数据由波浪仪、波高仪采集。
进一步地，所述步骤三具体为
将起点到终点的航线分为M个航段，依据考虑风浪海况因素数据相近的水域为同一航段的原则进行航段划分，每个航段的海流速度由该航段内的海流速度加权平均得到，得到每段的里程和海流速度,目标是系统能提供给船员在每一段的转速，而船舶航速、单位时间油耗与主机转速存在函数关系，所以优化结果以主机转速形式给出，作为数学函数的因变量；
各段航行的油耗为:
其中将航线分为M段，将每个航段的距离、海流速度可表示为:分段距离Distance(i)，对应海流速度Flow_V(i)，其中i＝1～M；静水航速Speed_Sw与主机转速n(i)的函数关系为:Speed_Sw＝F(n(i))；单位时间油耗fuel_cons与主机转速n(i)的关系为:fuel_cons＝K(n(i))；船舶对地航速为船舶在风浪中的航速与海流速度之和，船舶风浪中的航速为静水中的航速减去风浪中的速度损失量即：Speed_Sw-ΔV±Flow_V(i),ΔV为船舶在风浪中的速度损失；
总油耗Total_FC:
其中约束条件为:
nmin<n(i)<nmax
Vmin<Speed_Sw-ΔV±FlowV(i)<Vmax
其中各分段距离Distance(i)软件根据划分的航段计算得到，各段海流速度Flow_V(i)会在计划航行开始前，根据海流预报结果，在软件内以数据表的形式输入；主机转速与单位时间油耗关系K(n(i))、主机转速与静水航速关系F(n(i))通过实船试验来取得；主机转速在最小转速和最大转速范围之间，对地航速在最小航速和最大航速范围之间；目标函数与约束条件都转化为以主机转速为因变量，因此需要求出一组符合条件的主机转速；
最优主机转速的数学模型可以简化成如下形式：
minf(xi)
s.t.C(xi)≤0
lb≤xi≤ub
最优主机转速的数学模型，从目标函数、约束条件形式，属于有约束非线性规划问题；选用解决中等规模medium-scale问题的序列二次规划法SQP来处理数学模型；
构建基于拉格朗日函数二次近似的二次规划子问题，即
采用任意二次规划算法求解，求得的解用来形成新的迭代公式。
进一步地，所述步骤五具体为主机遥控系统接收到电流信号，通过电流限制器、分级发送器、转速调节器、燃油限制器调节主机的进油量，从而调节主机的转速；其中，电流限制器把转速指令限制在规定的范围内；分级发送器限制转速指令的变化率，根据不同工况用不同的速率发送转速的信号；转速调节采用PI调节器；燃油限制器采用转矩限制、扫气压力限制、最大油量限制。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，仅仅是通过针对不同的风、浪涌、潮流、气象及海况信息进行船舶航速的优化，无需对船舶硬件等进行改造，成本低廉即可实现船舶的节能航行。同时系统的操作方便简单，船员仅需在软件系统内输入预定的航线等基本信息，软件自动给出不同航段上的最优转速，并将最优转速信号传递给主机遥控系统，自动设定并控制主机转速，避免船员频繁手动设定转速，实现自主节能航行；电子海图与航速软件系统进行数据传输，预定的航行线路还可从电子海图内获取；航行控制工作站输入计算最佳航速必要的信息，并实时监控船舶的航速和能效。
附图说明
图1是本发明的一种基于最佳航速的自主航行系统的示意图。
图2是本发明的一种基于最佳航速的自主航行系统的航行方法的流程图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明的一种基于最佳航速的自主航行系统，包含航行控制工作站、船载服务器、数据采集单元、驾驶航行系统、机舱监测报警系统、信号输入输出组合单元、主机遥控系统和主机控制系统，数据采集单元与驾驶航行系统和机舱监测报警系统连接用于采集驾驶航行系统和机舱监测报警系统的数据，船载服务器通过局域网与数据采集单元连接，航行控制工作站与船载服务器连接用于输入计算最佳航速必要的信息并实时监控船舶的航速和能效，信号输入输出组合单元与船载服务器连接，主机遥控系统与信号输入输出组合单元连接，主机控制系统与主机遥控系统连接。
其中，航行控制工作站，用于操纵和控制船舶的航行状态，设定航行轨迹和转速。船载服务器，用于存储采集的数据，并提供高性能的计算服务。数据采集单元，用于采集航行过程中的数据。驾驶航行系统，是指操控船舶航行的各仪器设备。机舱监测报警系统，用于监测机舱内动力设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声光报警信号并进行报警打印记录。信号输入输出组合单元，用于电流信号的输入和输出。主机遥控系统，是用于在远离主机操纵机构本身的手柄来操纵主机，在驾驶室或集中控制室对主机进行远距离操纵。主机控制系统，是用于对主机进行启停、转速等控制的装置。
船载服务器内安装有航速软件系统。驾驶航行系统包含全球卫星定位系统GPS、航速记录仪、风速风向仪、舵角记录仪、测深仪、电子海图和船载航行数据记录仪。机舱监测报警系统包含转速测速装置、马力计、燃油质量流量计和吃水计。
一种基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，包含以下步骤：
步骤一：在航速软件系统中输入预定的航行线路、船舶的首尾吃水、燃油价格、出港及到港的预定时间；船舶的首尾吃水值从吃水计量系统读取，吃水计量系统为电压力传感器式吃水计或气泡式吃水计。
步骤二：航速软件系统通过网络接收风、浪涌、潮流、气象及海况信息；风信息包含风速风向数据，风速风向数据从船上安装的风速风向仪中读取，浪涌的方向、波高和周期数据由波浪仪、波高仪采集。
步骤三：航速软件系统将预定的航线分成多条航段，在每一航段上根据风、浪涌、潮流气象及海况信息计算出最佳航速和相应的最佳转速数据；
最佳转速的计算，在一段航线内随着主机转速降低，船舶航速随之减慢，燃油消耗在一定范围内减少，航行总时间增长，而实际营运过程中有计划时间限制，所以要在时间与油耗之间取得平衡，在允许时间范围内完成航行任务并使总油耗最小。最佳转速的数学模型以完整航次油耗最小化为营运目标，同时要求船舶在规定船期内到达目的港，且船舶在实际航行过程中既不能无限制地增加航速也不能无限制地降低航速。
具体过程为：将起点到终点的航线分为M个航段，依据考虑风浪海况因素数据相近的水域为同一航段的原则进行航段划分，每个航段的海流速度由该航段内的海流速度加权平均得到，得到每段的里程和海流速度,目标是系统能提供给船员在每一段的转速，而船舶航速、单位时间油耗与主机转速存在函数关系，所以优化结果以主机转速形式给出，作为数学函数的因变量；
各段航行的油耗为:
其中将航线分为M段，将每个航段的距离、海流速度可表示为:分段距离Distance(i)，对应海流速度Flow_V(i)，其中i＝1～M；静水航速Speed_Sw与主机转速n(i)的函数关系为:Speed_Sw＝F(n(i))；单位时间油耗fuel_cons与主机转速n(i)的关系为:fuel_cons＝K(n(i))；船舶对地航速为船舶在风浪中的航速与海流速度之和，船舶风浪中的航速为静水中的航速减去风浪中的速度损失量即：Speed_Sw-ΔV±Flow_V(i),ΔV为船舶在风浪中的速度损失；
总油耗Total_FC:
其中约束条件为:
nmin<n(i)<nmax
Vmin<Speed_Sw-ΔV±FlowV(i)<Vmax
其中各分段距离Distance(i)软件根据划分的航段计算得到，各段海流速度Flow_V(i)会在计划航行开始前，根据海流预报结果，在软件内以数据表的形式输入；主机转速与单位时间油耗关系K(n(i))、主机转速与静水航速关系F(n(i))通过实船试验来取得；同时为了安全性，主机转速和对地航速都有一定限制，主机转速在最小转速和最大转速范围之间，对地航速在最小航速和最大航速范围之间；目标函数与约束条件都转化为以主机转速为因变量，因此需要求出一组符合条件的主机转速；
最优主机转速的数学模型可以简化成如下形式：
minf(xi)
s.t.C(xi)≤0
lb≤xi≤ub
最优主机转速的数学模型，从目标函数、约束条件形式，属于有约束非线性规划问题；这类问题的解决思路是将其转化为简单的子问题，然后对子问题求解得到结果，并将该结果作为下一次迭代处理的基础。选用解决中等规模medium-scale问题的序列二次规划法SQP来处理数学模型；
对于需要规划的目标问题，序列二次规划法的基本思想是构建基于拉格朗日函数二次近似的二次规划子问题，即
采用任意二次规划算法求解，求得的解用来形成新的迭代公式。
步骤四：信号输入输出组合单元将最佳转速网络信号转换成相对应的电流信号，电流信号输入到主机遥控系统内；最佳转速数据转换成一定的电流信号,电流信号的范围是4-20mA。
步骤五：主机遥控系统将转速对应的电流信号传递给主机控制系统，然后通过调节主机的供油量，控制主机按照最佳转速运行；
主机遥控系统接收到电流信号，通过电流限制器、分级发送器、转速调节器、燃油限制器调节主机的进油量，从而调节主机的转速；其中，电流限制器起到保护作用，能把转速指令限制在规定的范围内；分级发送器是限制转速指令的变化率，根据不同工况用不同的速率发送转速的信号；转速调节采用PI调节器；燃油限制器用于防止主机超负荷，采用转矩限制、扫气压力限制、最大油量限制；电流信号输送到执行器的铁芯线圈中，用来控制油门的开度。
步骤六：测速装置检测主轴转速，将实际转速反馈给船载服务器，同时在航行控制工作站显示计算出的实际转速与最佳转速之间的偏差，出现偏差时继续发送最佳转速对应的电流信号给主机遥控系统，并传输到主机控制系统中，按照转速偏差调节主机的供油量，使主机转速保持在设定的最佳转速。
本发明的一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，仅仅是通过针对不同的风、浪涌、潮流、气象及海况信息进行船舶航速的优化，无需对船舶硬件等进行改造，成本低廉即可实现船舶的节能航行。同时系统的操作方便简单，船员仅需在软件系统内输入预定的航线等基本信息，软件自动给出不同航段上的最优转速，并将最优转速信号传递给主机遥控系统，自动设定并控制主机转速，避免船员频繁手动设定转速，实现自主节能航行；电子海图与航速软件系统进行数据传输，预定的航行线路还可从电子海图内获取；航行控制工作站输入计算最佳航速必要的信息，并实时监控船舶的航速和能效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，基于最佳航速的自主航行系统包含航行控制工作站、船载服务器、数据采集单元、驾驶航行系统、机舱监测报警系统和信号输入输出组合单元，数据采集单元与驾驶航行系统和机舱监测报警系统连接用于采集驾驶航行系统和机舱监测报警系统的数据，船载服务器通过局域网与数据采集单元连接，航行控制工作站与船载服务器连接，信号输入输出组合单元与船载服务器连接；还包含主机遥控系统和主机控制系统，主机遥控系统与信号输入输出组合单元连接，主机控制系统与主机遥控系统连接；所述船载服务器内安装有航速软件系统；所述驾驶航行系统包含全球卫星定位系统GPS、航速记录仪、风速风向仪、舵角记录仪、测深仪、电子海图和船载航行数据记录仪；所述机舱监测报警系统包含转速测速装置、马力计、燃油质量流量计和吃水计；
其特征在于包含以下步骤：
步骤一：在航速软件系统中输入预定的航行线路、船舶的首尾吃水、燃油价格、出港及到港的预定时间；
步骤二：航速软件系统通过网络接收风、浪涌、潮流、气象及海况信息；
步骤三：航速软件系统将预定的航线分成多条航段，在每一航段上根据风、浪涌、潮流气象及海况信息计算出最佳航速和相应的最佳转速数据；
所述步骤三具体为
将起点到终点的航线分为M个航段，依据考虑风浪海况因素数据相近的水域为同一航段的原则进行航段划分，每个航段的海流速度由该航段内的海流速度加权平均得到，得到每段的里程和海流速度,目标是系统能提供给船员在每一段的转速，而船舶航速、单位时间油耗与主机转速存在函数关系，所以优化结果以主机转速形式给出，作为数学函数的因变量；
各段航行的油耗为:
其中将航线分为M段，将每个航段的距离、海流速度可表示为:分段距离Distance(i)，对应海流速度Flow_V(i)，其中i＝1～M；静水航速Speed_Sw与主机转速n(i)的函数关系为:Speed_Sw＝F(n(i))；单位时间油耗fuel_cons与主机转速n(i)的关系为:fuel_cons＝K(n(i))；船舶对地航速为船舶在风浪中的航速与海流速度之和，船舶风浪中的航速为静水中的航速减去风浪中的速度损失量即：Speed_Sw-ΔV±Flow_V(i),ΔV为船舶在风浪中的速度损失；
总油耗Total_FC:
其中约束条件为:
nmin<n(i)<nmax
Vmin<Speed_Sw-ΔV±FlowV(i)<Vmax
其中各分段距离Distance(i)软件根据划分的航段计算得到，各段海流速度Flow_V(i)会在计划航行开始前，根据海流预报结果，在软件内以数据表的形式输入；主机转速与单位时间油耗关系K(n(i))、主机转速与静水航速关系F(n(i))通过实船试验来取得；主机转速在最小转速和最大转速范围之间，对地航速在最小航速和最大航速范围之间；目标函数与约束条件都转化为以主机转速为因变量，因此需要求出一组符合条件的主机转速；
最优主机转速的数学模型可以简化成如下形式：
min f(xi)
s.t.C(xi)≤0
lb≤xi≤ub
最优主机转速的数学模型，从目标函数、约束条件形式，属于有约束非线性规划问题；选用解决中等规模medium-scale问题的序列二次规划法SQP来处理数学模型；
构建基于拉格朗日函数二次近似的二次规划子问题，即
采用任意二次规划算法求解，求得的解用来形成新的迭代公式；
步骤四：信号输入输出组合单元将最佳转速网络信号转换成相对应的电流信号，电流信号输入到主机遥控系统内；
步骤五：主机遥控系统将转速对应的电流信号传递给主机控制系统，然后通过调节主机的供油量，控制主机按照最佳转速运行；
步骤六：测速装置检测主轴转速，将实际转速反馈给船载服务器，同时在航行控制工作站显示计算出的实际转速与最佳转速之间的偏差，出现偏差时继续发送最佳转速对应的电流信号给主机遥控系统，并传输到主机控制系统中，按照转速偏差调节主机的供油量，使主机转速保持在设定的最佳转速。
2.按照权利要求1所述的基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，其特征在于：所述步骤一中，船舶的首尾吃水值从吃水计量系统读取，吃水计量系统为电压力传感器式吃水计或气泡式吃水计。
3.按照权利要求1所述的基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，其特征在于：所述步骤二中，风信息包含风速风向数据，风速风向数据从船上安装的风速风向仪中读取，浪涌的方向、波高和周期数据由波浪仪、波高仪采集。
4.按照权利要求1所述的基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，其特征在于：所述步骤五具体为主机遥控系统接收到电流信号，通过电流限制器、分级发送器、转速调节器、燃油限制器调节主机的进油量，从而调节主机的转速；其中，电流限制器把转速指令限制在规定的范围内；分级发送器限制转速指令的变化率，根据不同工况用不同的速率发送转速的信号；转速调节采用PI调节器；燃油限制器采用转矩限制、扫气压力限制、最大油量限制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011254297.6A CN112435505B (zh) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011254297.6A CN112435505B (zh) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112435505A CN112435505A (zh) | 2021-03-02 |
| CN112435505B true CN112435505B (zh) | 2022-08-02 |
Family
ID=74700056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011254297.6A Active CN112435505B (zh) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112435505B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113393048B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-09-15 | 武汉长江船舶设计院有限公司 | 电动游轮航行能耗预测与控制方法 |
| CN113655786B (zh) * | 2021-06-29 | 2023-09-19 | 航天科工深圳（集团）有限公司 | 一种基于非洲蜂智能算法的无人艇艇群控制方法 |
| CN115437035B (zh) * | 2022-08-23 | 2023-07-18 | 国家海洋局北海预报中心((国家海洋局青岛海洋预报台)(国家海洋局青岛海洋环境监测中心站)) | 一种科考船气象智能预警系统及方法 |
| CN116362296B (zh) * | 2022-10-31 | 2024-03-01 | 无锡赛思亿电气科技有限公司 | 船舶能效信息汇集管理系统及基于其的能耗状态分析方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110083983A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-02 | 大连海事大学 | 一种船舶分段航速优化方法和智能管理系统 |
| CN110110943A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-09 | 大连海事大学 | 一种基于大数据的船队能效综合智能优化管理系统和优化方法 |
| CN110967022A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-07 | 上海船舶运输科学研究所 | 船舶航速优化辅助决策系统 |
| CN111008549A (zh) * | 2019-08-07 | 2020-04-14 | 青岛碧蓝智能装备科技有限公司 | 基于样本熵和ifoa-grnn的uuv平台dvl信号失真重构方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101346184B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2013-12-31 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법 |
| CN110737986B (zh) * | 2019-10-15 | 2023-08-08 | 大连海事大学 | 一种无人船能效智能优化仿真系统及方法 |
| CN111552299B (zh) * | 2020-05-29 | 2024-02-23 | 大连海事大学 | 一种风翼助航船舶能效智能优化管理系统与优化方法 |
-
2020
- 2020-11-11 CN CN202011254297.6A patent/CN112435505B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110083983A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-02 | 大连海事大学 | 一种船舶分段航速优化方法和智能管理系统 |
| CN110110943A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-09 | 大连海事大学 | 一种基于大数据的船队能效综合智能优化管理系统和优化方法 |
| CN111008549A (zh) * | 2019-08-07 | 2020-04-14 | 青岛碧蓝智能装备科技有限公司 | 基于样本熵和ifoa-grnn的uuv平台dvl信号失真重构方法 |
| CN110967022A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-07 | 上海船舶运输科学研究所 | 船舶航速优化辅助决策系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112435505A (zh) | 2021-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112435505B (zh) | 一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法 | |
| CN110967022B (zh) | 船舶航速优化辅助决策系统 | |
| JP4934756B1 (ja) | 船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法 | |
| CN101520467B (zh) | 船舶主机节能转速测量选择方法及其实现系统 | |
| CN109552553B (zh) | 两万箱级绿色环保集装箱船及其智能管理方法 | |
| CN101827748B (zh) | 用于船舶的效率优化的推进器速度控制 | |
| JP5420723B2 (ja) | 船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法 | |
| CN115195971B (zh) | 船舶能效管理系统、方法及存储介质 | |
| CN111874182B (zh) | 一种混合动力船舶的能效预测控制系统及方法 | |
| US20180341729A1 (en) | Systems and methods for vessel fuel utilization | |
| CN104090595A (zh) | 基于主机能效与通航环境的船舶航速优化装置及方法 | |
| Kee et al. | Prediction of ship fuel consumption and speed curve by using statistical method | |
| CN104595040A (zh) | 船舶节能航行的控制方法及装置 | |
| CN116923666A (zh) | 信息处理装置、控制装置、方法以及程序 | |
| CN201417279Y (zh) | 船舶主机节能转速测量装置 | |
| Zheng et al. | Design and simulation of ship energy efficiency management system based on data analysis | |
| CN113682443A (zh) | Vlcc船舶在指令航速下的理论日燃油消耗确定方法 | |
| CN113238558A (zh) | 实验室用船舶智能能效管理系统 | |
| Ghorbani et al. | A numerical investigation of a wind-assisted ship to estimate fuel savings | |
| Oleksiy et al. | Dynamic behaviour of ship propulsion plant in actual seas | |
| CN104590529A (zh) | 船舶节能航行的控制方法及装置 | |
| CN205486256U (zh) | 一种面向散货轮的能效管理数据采集系统 | |
| CN117910366B (zh) | 一种集装箱班轮航线航速联合优化方法及系统 | |
| Tan et al. | Ship intelligent energy efficiency management system design | |
| KR102383532B1 (ko) | 선박의 항해추천시스템 및 이를 이용한 항해추천방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20210302 Assignee: DALIAN COSCO KHI SHIP ENGINEERING Co.,Ltd. Assignor: NANTONG COSCO KHI SHIP ENGINEERING Co.,Ltd. Contract record no.: X2022980016690 Denomination of invention: An autonomous navigation system based on optimal speed and its navigation method Granted publication date: 20220802 License type: Common License Record date: 20220930 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |