CN112835354B - 一种内河船舶纵向速度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种内河船舶纵向速度控制方法及装置，方法包括：获取其它船只的航行信息；根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。本发明的方案通过自动控制实现对安全航速的自动调节，降低驾驶员工作强度，同时提高航行安全。

Description

一种内河船舶纵向速度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及船只速度控制技术领域，特别是指一种内河船舶纵向速度控制方法及装置。

背景技术

随着内河航运事业的蓬勃发展，内河船舶的交通事故时有发生。在调查分析某些事故的发生的原因时，除了个别船舶驾驶人玩忽职守外，一个很重要的原因在于：驾驶人员没有控制好本船的安全航速，船速过高或者过低，尤其是在能见度不良的时候，控制好船舶的安全航速特别重。传统驾驶一般为驾驶员人为判断控制加减速，长时间工作易疲劳，存在误判和无发给出最优指令的情况，本发明通过一套自动控制系统实现内河船纵向速度控制的自动化和最优化。

根据船舶自身操纵性，驾驶员应掌握改变航向和控制车速的最佳时机。例如一艘200吨内河船快车前进停车冲程约为5～7倍船长，倒车冲程约为3～4倍船长；慢车前进停车冲程约为3～4倍船长，倒车冲程约为1～3倍船长。

航道情况和周围环境所包含的因素十分广泛，除了风、流、浪因素外，还包括航道尺度、危险物分布、航行标志的设置，及船舶对驶、追越、横越或较差相遇等会遇态势和情况等。不管是那种因素都直接制约着安全航速。

目前无内河自动纵向控制系统，速度判别均为驾驶员人为根据态势决定，所有车钟操作均为手动操作设定。

现有技术一般为人为操作，对于缺乏经验的驾驶员无法考虑全局状态给出合理恰当的航速设定；

在视线不良的状况下，驾驶员望受到影响，无法有效给出合适的航速设定；长时间驾驶既需要不停调整航向，又需要不停调整合适的航速易疲劳，容易引发安全事故；频繁调整车钟航速不利于节油降低主机使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种内河船舶纵向速度控制方法及装置。通过自动控制实现对安全航速的自动调节，降低驾驶员工作强度，同时提高航行安全。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种内河船舶纵向速度控制方法，包括：

获取其它船只的航行信息；

根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；

根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。

可选的，所述航行信息包括以下至少一项：

船载测量设备的船舶自动识别系统AIS的信号；

雷达信号；

海图数据信号；

航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向数据。

可选的，根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式，包括：

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前船纵向距离大于设定跟航距离且后补无船舶小于安全距离时，确定控制本船航行的模式为固定航速模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定本船与前船纵向距离小于跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则确定控制本船航行的模式为定距模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，则确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式。

可选的，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度，包括：

确定控制本船航行的模式为固定航速模式，在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行。

可选的，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度，包括：

确定控制本船航行的模式为定距模式，在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围。

可选的，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度，包括：

确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式，存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础上避让后序船只。

本发明的实施例还提供一种内河船舶纵向速度控制装置，包括：

获取模块，用于获取其它船只的航行信息；

确定模块，用于根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；

控制模块，用于根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。

可选的，所述航行信息包括以下至少一项：

船载测量设备的船舶自动识别系统AIS的信号；雷达信号；海图数据信号；

航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向数据。

可选的，所述确定模块用于：根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前船纵向距离大于设定跟航距离且后补无船舶小于安全距离时，确定控制本船航行的模式为固定航速模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定本船与前船纵向距离小于跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则确定控制本船航行的模式为定距模式；或者，根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，则确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式。

可选的，所述控制模块具体用于：确定控制本船航行的模式为固定航速模式，在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行；或者，

确定控制本船航行的模式为定距模式，在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围；或者，确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式，存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础上避让后序船只。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

本发明的上述方案，通过获取其它船只的航行信息；根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。从而实现对安全航速的自动调节，降低驾驶员工作强度，同时提高航行安全。

附图说明

图1是本发明的内河船舶纵向速度控制方法流程示意图；

图2是本发明的航行速度定速控制的示意图；

图3是本发明的航行距离定距控制的示意图；

图4是本发明的防追尾控制的示意图；

图5是本发明的内河船舶纵向速度控制装置的模块示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的实施例提供一种内河船舶纵向速度控制方法，包括：

步骤11，获取其它船只的航行信息；

步骤12，根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；

步骤13，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。

本发明的实施例通过获取其它船只的航行信息；根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。从而实现对安全航速的自动调节，降低驾驶员工作强度，同时提高航行安全。

本发明的一可选的实施例中，所述航行信息包括以下至少一项：

船载测量设备的船舶自动识别系统AIS的信号；雷达信号；海图数据信号；航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向数据。

本发明的一可选的实施例中，步骤12可以包括：

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前船纵向距离大于设定跟航距离且后补无船舶小于安全距离时，确定控制本船航行的模式为固定航速模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定本船与前船纵向距离小于跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则确定控制本船航行的模式为定距模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，则确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式。

本发明的一可选的实施例中，步骤13可以包括：

确定控制本船航行的模式为固定航速模式，在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行。

本发明的一可选的实施例中，步骤13可以包括：

确定控制本船航行的模式为定距模式，在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围。

本发明的一可选的实施例中，步骤13可以包括：

确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式，存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础上避让后序船只。

如图2至图4所示，其中，图2为航行速度定速控制的示意图；图3为航行距离定距控制的示意图；图4为防追尾控制的示意图；

获取船载测量设备的AIS信号、雷达APPA信号、海图数据信号，并将航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向信息；

对上述信息进行过滤处理，可以采用二值法进行过滤。

依据数据解析模块输入的他船数据首先依据设定的跟航距离和经济航速。

判别为三种不同模式，定速、定距、被迫压缩距离。

如果前船纵向距离大于设定跟航距离且后补无船舶小于安全距离，即可设定为固定航速模式；

如果与前船纵向距离小于跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则设定为定距模式，速度不定；

如果前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，需要均衡前后距离保证安全，即可判别为被迫压缩距离模式。不同模式下会给出不同的航速，并发送给车钟操纵模块。

车钟操纵模块通过查询不同航速对应的车钟档位，给车钟下达不同的指令。

综合数据解析，接收AIS和APPA数据，提取其中的航速和航向数据。

如图2所示，航行速度定速控制：在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行；

如图3所示，航行距离定距控制：在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围；

如图4所示，防追尾控制：存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船适当加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础初上避让后序船只。

本发明的上述实施例，将人工航速控制升级为自动化控制，降低驾驶员工作强度，并且有效提高了航行的便利性和安全性。

如图5所示，本发明的实施例还提供一种内河船舶纵向速度控制装置50，包括：

获取模块51，用于获取其它船只的航行信息；

确定模块52，用于根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；

控制模块53，用于根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度。

这里的获取模块51可以是综合数据解析模块，接收船载测量设备的AIS信号、雷达APPA信号、海图数据信号，并将航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向信息，并对这些信息进行过滤；

可选的，所述航行信息包括以下至少一项：

船载测量设备的船舶自动识别系统AIS的信号；雷达信号；海图数据信号；

航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向数据。

可选的，所述确定模块52用于：根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前船纵向距离大于设定跟航距离且后补无船舶小于安全距离时，确定控制本船航行的模式为固定航速模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定本船与前船纵向距离小于跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则确定控制本船航行的模式为定距模式；或者，根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，则确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式。

确定模块52可以为纵向速度计算模块，依据综合数据解析模块输入的他船数据首先依据设定的跟航距离和经济航速。

可选的，所述控制模块53具体用于：确定控制本船航行的模式为固定航速模式，在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行；或者，确定控制本船航行的模式为定距模式，在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围；或者，确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式，存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础上避让后序船只。

这里的控制模块53可以为车钟操纵模块，通过查询不同航速对应的车钟档位，给车钟下达不同的指令。

需要说明的是，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种内河船舶纵向速度控制方法，其特征在于，包括：

获取其它船只的航行信息；通过二值法对所述航行信息进行过滤，获得其它船只的航行数据，并依据所述航行数据设定跟航距离和经济航速；所述航行数据包括：其它船只的航线数据、航速航向数据；所述航行信息包括：船载测量设备的船舶自动识别系统AIS的信号；雷达信号；海图数据信号；航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向数据；

根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；

根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度；

其中，根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式，包括：

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前船纵向距离大于设定的所述跟航距离且后部无船舶小于安全距离时，确定控制本船航行的模式为固定航速模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定本船与前船纵向距离小于所述跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则确定控制本船航行的模式为定距模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，则确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式。

2.根据权利要求1所述的内河船舶纵向速度控制方法，其特征在于，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度，包括：

确定控制本船航行的模式为固定航速模式，在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行。

3.根据权利要求1所述的内河船舶纵向速度控制方法，其特征在于，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度，包括：

确定控制本船航行的模式为定距模式，在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围。

4.根据权利要求1所述的内河船舶纵向速度控制方法，其特征在于，根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度，包括：

确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式，存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础上避让后序船只。

5.一种内河船舶纵向速度控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取其它船只的航行信息；通过二值法对所述航行信息进行过滤，获得其它船只的航行数据，并依据所述航行数据设定跟航距离和经济航速；所述航行数据包括：其它船只的航线数据、航速航向数据；所述航行信息包括：船载测量设备的船舶自动识别系统AIS的信号；雷达信号；海图数据信号；航道内部处于本船动态监控圈内的前后船只的航线数据、船只航速航向数据;

确定模块，用于根据所述航行信息，确定控制本船航行的模式；

控制模块，用于根据所述本船航行的模式，控制本船的航行速度；

所述确定模块用于：

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前船纵向距离大于设定跟航距离且后部无船舶小于安全距离时，确定控制本船航行的模式为固定航速模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定本船与前船纵向距离小于跟航距离且后方船只纵向距离大于安全距离，则确定控制本船航行的模式为定距模式；或者，

根据所述前后船只的航线数据以及航速航向数据，确定前后都有船只且后向船只安全距离大于前向，则确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式。

6.根据权利要求5所述的内河船舶纵向速度控制装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：

确定控制本船航行的模式为固定航速模式，在无前序船舶阻碍的情况下，通过操纵车钟使船舶以航道内额定船速定速航行；或者，

确定控制本船航行的模式为定距模式，在存在前序船只时，通过操纵车钟使船舶与前序船只保持固定安全距离范围；或者，

确定控制本船航行的模式为被迫压缩距离模式，存在前序船只和后序船只时，若后序船只超速存在与本船碰撞危险时，系统控制本船加速，压缩与前序船只的安全距离，在不碰撞前序船只的基础上避让后序船只。