CN113380072B - 一种船舶安全保护方法 - Google Patents
一种船舶安全保护方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113380072B CN113380072B CN202110560665.8A CN202110560665A CN113380072B CN 113380072 B CN113380072 B CN 113380072B CN 202110560665 A CN202110560665 A CN 202110560665A CN 113380072 B CN113380072 B CN 113380072B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ship
- avoidance
- expected
- collision
- collided
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 36
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 26
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 21
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003653 coastal water Substances 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003897 fog Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
- G08G3/02—Anti-collision systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种船舶安全保护方法,所述方法通过两个船舶间防撞紧急避让系统来实现,所述船舶间防撞紧急避让系统能够分别设置单独地设置在每一个船舶上,在出现碰撞危险时,两个船舶能够通过船舶间防撞紧急避让系统进行通信和协调,使得船舶间防撞紧急避让系统能够自动地控制本船舶做出规避动作或响应于接收到的协调规避动作请求信息做出协调规避动作,这样大大提高了船舶航行的安全,弥补了由于操作人员的人为因素造成的船舶间碰撞的后果。
Description
技术领域
本发明涉及船舶安全领域,尤其涉及一种船舶在面临碰撞危险情况下的保护方法。
背景技术
现代社会随着经济活动越来越发达,各种商品的运输量越来越大,而通常情况商品的运输会采用公路运输、铁路运输、航空运输和船舶运输,这四种运输方式各有特点。其中,公路运输的单体运输量较小但是路线选择比较自由,且速度较快,一般只适用于少量货物的运输或者较短距离的运输,费用也比较贵;而铁路运输的运输量比较大且速度快、时效性强,但是需要特定的铁路运输网络的支持,对于线路的选择有局限性,同时铁路网络的资源不太容易争取且费用较贵;而航空运输的运输量也相对较小,但是速度最快、时效性最好,但是费用最贵;船舶运输的运输量最大、速度最慢、时效性较差,但是它的费用相对于另外三种是最便宜的,基于船舶运输的特点和优点,大宗商品通常采用船舶运输的方式,这就造成了在航道上的运输船舶越来越多。
随着船舶越来越多,经常出现船舶相撞的事故,严重的情况还造成船毁、货灭、人亡的惨重后果。在这些船舶相撞事故中,有些是由于船舶驾驶员的操作失误造成的,有些是由于天气因素造成船舶驾驶员无法准确判断航行交通情况,从而导致船舶与其他船舶或障碍物之间的间距过小而无法避让进而造成船舶的碰撞事故。
因而,开发一种能够在船舶之间面临碰撞危险情况时使船舶自动做出避让的船舶安全保护方法,来避免由于驾驶员的人为因素而造成船舶碰撞的危险,使得船舶能够在面临碰撞危险的时候,自动控制船舶做出紧急避让动作,这对于解决船舶间碰撞的问题很有必要。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出一种船舶安全保护方法,所述方法通过两个船舶间防撞紧急避让系统来实现,所述船舶间防撞紧急避让系统能够分别设置单独地设置在每一个船舶上,其中,所述船舶间防撞紧急避让系统包括控制装置、探测装置和通信装置,所述控制装置与所述探测装置和通信装置连接,船舶之间能够通过所述通信装置相互通信;所述探测装置用于探测至少船舶前方的静止物体和运动物体,所述探测装置包括毫米波雷达和/或激光雷达,所述毫米波雷达和/或激光雷达布置在船舶顶部的前部和两侧,所述控制装置能够致动船舶的发动机、变速箱和舵机;所述的方法包括如下步骤:
步骤1:所述探测装置探测船舶前方航道上的交通环境,其中所述船舶的航向为第一航行方向;
步骤2:根据船舶本身的速度V1、探测到所述船舶距离航向前方的预期被撞船舶之间的距离L以及探测到的所述预期被撞船舶的速度V2,通过碰撞预警函数来评估是否会发生碰撞危险,当出现碰撞危险时,所述控制装置产生碰撞警告;
步骤3:当产生碰撞警告后,所述船舶的控制装置通过其通信装置向所述预期被撞船舶发送协调规避动作请求信息;
步骤4:所述预期被撞船舶接收到所述协调规避动作请求信息后,通过自身的船舶间防撞紧急避让系统的探测装置探测其本身航向上的环境状况,并通过控制装置的规避决定模块做出协调规避决定,并将该协调规避决定发送至所述船舶;
步骤5:所述船舶根据接收到的所述协调规避决定对应地做出规避决定,将该规避决定发送回所述预期被撞船舶;
步骤6:所述船舶的控制装置依据所述规避决定自动地控制所述船舶的发动机、变速箱和/或舵机沿着第二航行方向做出规避动作,所述预期被撞船舶依据所述协调规避决定自动地控制所述预期被撞船舶的发动机、变速箱和/或舵机沿着第三航行方向做出协调规避动作。
进一步地,所述步骤1中的探测航道上的交通环境包括探测航道上的静止物和航行的物体,其中,所述静止物包括岸堤和障碍物。
进一步地,所述步骤2中的碰撞警告通过以下方式产生:
通过获取所述船舶本身的速度向量V1以及所述探测装置检测到船舶航向方向的前方的所述预期被撞船舶的速度向量V2、所述船舶与所述预期被撞船舶之间的间距为L,所述船舶在其发动机最大输出条件下的最大减速度为,其中m为船舶的总重量,其中,所述碰撞预警函数为:
进一步地,所述第一阈值S1为100m、200m、500m或1000m。
进一步地,所述步骤3中的所述协调规避动作请求信息包括碰撞警告信息、本船舶的航向信息。
进一步地,所述步骤4中的所述预期被撞船舶的规避决定模块根据探测到的其本身航向上的环境状况,分别针对直行、左转、右转给出对应的优劣评估数值,所述协调规避决定中包括所述预期被撞船舶的直行、左转、右转及其分别对应的优劣评估数值。
进一步地,所述步骤3中进一步地还包括所述船舶的控制装置的规避决定模块根据探测到的其本身航向上的环境状况做出初步规避决定,其中所述初步规避决定包括所述船舶的直行、左转、右转及其分别对应的优劣评估数值,并将初步规避决定预存储在所述船舶的控制装置中。
进一步地,在步骤5中,所述船舶的控制装置通过接收到的所述预期被撞船舶的协调规避决定以及在步骤3中产生的所述船舶的所述初步规避决定,基于防撞原则和优劣评估数值均值最大原则做出所述船舶的规避决定,并将该规避决定发送至所述预期被撞船舶。
进一步地,所述防撞原则基于所述船舶与所述预期被撞船舶的航向而定,如果所述船舶与所述预期被撞船舶同向航行,则所述防撞原则闭锁所述船舶和所述预期被撞船舶都采用左转或都采用右转;如果所述船舶与所述预期被撞船舶相向航行,则所述防撞原则闭锁所述船舶和所述预期被撞船舶采用方向相反的转向。所述优劣评估数值均值最大原则是指所述船舶的航向选择对应的优劣评估数值与所述预期被撞船舶的航向选择对应的优劣评估数值的平均值最大。
进一步地,在所述步骤6中,在做出规避动作和协调规避动作前,根据岸堤或障碍物在航道中的情况,结合船舶自身的速度和制动力,选择、计算并评估所述船舶的,使得在所述船舶或所述预期被撞船舶能够制动停止前,所述第二航行方向、第三航行方向与堤坝不相交。
实施本发明,具有如下有益效果:通过本发明的船舶安全保护方法,船舶通过其所携带的船舶间防撞紧急避让系统,在出现碰撞危险时,两个船舶能够通过船舶间防撞紧急避让系统进行通信和协调,使得船舶间防撞紧急避让系统能够自动地控制本船舶做出规避动作或响应于接收到的协调规避动作请求信息做出协调规避动作,这样大大提高了船舶航行的安全,弥补了由于操作人员的人为因素造成的船舶间碰撞的后果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是在船舶同向航行时的示意图。
图2是在船舶相向航行时的示意图。
图3是本发明的船舶安全保护方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决前面提出的船舶间由于操作人员的人为因素造成船舶间碰撞的问题,本发明提出一种船舶安全保护方法,所述方法通过两个船舶间防撞紧急避让系统来实现,所述船舶间防撞紧急避让系统能够分别设置单独地设置在每一个船舶上,也就是每个船舶都可以独立地配置一个船舶间防撞紧急避让系统。该船舶间防撞紧急避让系统可以是“服务器+外设”形式的部件。
如图1所示,所述船舶间防撞紧急避让系统包括控制装置、探测装置和通信装置,所述控制装置与所述探测装置和通信装置连接。具体地,控制装置可以构成为一个控制模组或控制模块,该控制装置作为所述船舶间防撞紧急避让系统的核心部件,具有控制探测装置和通信装置的功能,同时具备数据存储、数据处理的功能。
所述通信装置用于向外发送和接收数据。该通信装置与控制装置连接,控制装置能够通过通信装置向其他船舶发送信息,也可以通过通信装置接收其他船舶发送的信息。通信装置具体地可以包括通信模组和天线模组,其中通信模组与所述控制装置连接,并将控制装置发送来的数据进行处理和调制,并将调制后的数据通过所述天线模组以微波信号的形式发送出去;同时可以接收天线模组接收到的微波信号,并将接收到的微波信号解调获取其中的数据信息,并将获取到的数据信息传送至控制装置。由此完成控制装置通过通信装置发送和接收数据。
而两艘船舶的船舶间防撞紧急避让系统的通信模块之间的通信,可以采用VHF波段以及3G、4G、5G移动数据网络。对于在内河航道以及离海岸线较近的航线上,船舶能够接收到移动数据网络的信号,船舶能够通过移动数据网络相互通信。而当在海洋上离陆地较远时,此时无法接收到移动数据网络,则采用VHF波段进行无线电通信是比较可行的。通过设置双重通信方式,能够保证船舶无论在内河、近海还是远洋,都可以实现船舶间的相互通信。
所述探测装置用于探测船舶周围的情况,包括航行的船舶、障碍物或者岸堤。其中,为了能够获取船舶航行前方的航道交通信息,由于一般情况下探测装置都具有探测角度的限制,因而所述探测装置应该至少设置在船舶的正前方以及侧前方,由此能够获取船舶前方较大视场角度内的环境情况。
具体地,所述探测装置可以选用毫米波雷达和/或激光雷达。其中,毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间,因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。毫米波穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)、全天时的特点,毫米波雷达能分辨识别很小的目标,而且能同时识别多个目标;具有成像能力强、体积小的优点。但是毫米波雷达在雨、雾和雪等高潮湿环境下的衰减比较明显,这就降低了毫米波雷达的探测距离。而激光雷达则是用激光器作为辐射源的雷达,其具有很高的测量精度,但是激光雷达同样受天气的影响比较大。毫米波雷达和激光雷达在天气状况良好的情况下可以达到20—30Km的探测距离,即便天气条件不佳,也有500--1000m的探测距离,因而基于船舶航行的具体情况,毫米波雷达和激光雷达都可以提供足够的探测距离。
更具体地,所述探测装置可以只采用毫米波雷达,也可以只采用激光雷达,或者同时采用毫米波雷达与激光雷达。为了能够探测到船舶前方的环境情况,所述毫米波雷达和激光雷达布置在船舶顶部的前部和两侧,例如驾驶舱顶部或者桅杆上。对于探测装置来说,较高的安装位置是能够提供较远的探测距离的前提和基础。
进一步地,所述控制装置能够连接到船舶的发动机、变速箱和舵机,也即所述控制装置能够获取发动机、变速箱和舵机的数据,并且能够控制发动机、变速箱和舵机进行动作,由此控制装置能够在没有人为因素干扰的情况下自动地控制发动机、变速箱和舵机,并能够在船舶出现碰撞危险的情况下自动地做出防撞紧急避让动作。当船舶出现碰撞危险时,所述控制装置能够控制发动机的输出动力状况、控制变速箱使桨叶失去动力或者使桨叶反转,同时,所述控制装置能够控制舵机动作使舵产生偏转。
对于碰撞危险的产生和判断,所述船舶间防撞紧急避让系统通过探测装置探测船舶航向前方的交通情况,能够获知船舶航线上的运动物体以及静止物体(包括障碍物、岸堤),特别是航行中的船舶。该探测装置能够探测前方船舶的距离、航向和速度。
进一步地,所述控制装置包括碰撞预警模块,所述碰撞预警模块能够获取船舶本身的速度向量V1,所述探测装置能够检测到船舶航向方向的前方的船舶的速度向量V2、船舶与船舶航向方向的前方的船舶之间的间距为L,所述船舶在其发动机最大输出条件下的最大减速度为,其中m为船舶的总重量,其中,碰撞预警函数为:
当碰撞警告出现时,所述控制装置能够自动地控制船舶减速和/或偏航,同时船舶通过所携带的船舶间防撞紧急避让系统中的通信装置向预期被撞船舶发送协调规避动作请求信息,所述预期被撞船舶在接收到所述协调规避动作请求信息之后,所述预期被撞船舶的船舶间防撞紧急避让系统的控制装置能够基于所述预期被撞船舶的自身状态以及前方环境情况,做出协调规避动作。
具体地,当碰撞警告出现,船舶的控制装置可以根据探测装置检测到的船舶前方的环境信息,给出用以规避的初步的第二航行方向。例如船舶在航行过程中,在其同向的其他航道具有足够宽度的空间,则可以将规避的第二航行方向选定为转向同向的其他航道;在如果在其相向的航道具有足够宽度的空间,则可以将规避的第二航行方向选定为转向同向的其他航道。这就涉及到船舶规避转向的方向是选择向左转向还是向右转向。具体在实现转向时,则是由控制装置控制船舶的舵机运行,使得船舶的舵面产生相应角度的偏转,由此使得船舶在螺旋桨的推动下改变航行方向。
同时,控制装置能够向发动机和变速箱发出指令,控制变速箱改变螺旋桨的旋转方向,也即将变速箱设置成倒车的挡位;然后,控制发动机将动力输出至最大,由此能够使得发动机和变速箱提供最大的倒车/减速/刹车效果,提供最大能力的制动力。
而在实际的航行中,由于航道的限制,比如航道较窄或者在航道的其他位置处存在礁石、浅滩等障碍物从而导致没有其他的偏转角度,而只能沿着当前的航向继续航行,那么,此时第二航行方向则选取为当前的第一航行方向;此时,由于没有角度避让措施,只能通过船舶的反推减速或者制动来实现防撞。
当船舶预先设置了选定了第二航行方向后,所述船舶的船舶间防撞紧急避让系统则通过其通信装置向前方的预期被撞船舶发送协调规避动作请求信息。而发送该协调规避动作请求信息的目的,在于请求所述预期被撞船舶能够针对船舶的紧急避让动作相应地做出规避动作,例如同向航行的前后两只船,当后船决定向右偏转做规避时,那么前船如果能够对应地做出向左偏转做协调规避,相比于前船不做任何规避动作,则会使得前后两个船碰撞的概率和机会大大降低。
进一步地,所述协调规避动作请求信息包括碰撞警告信息、本船舶的航向信息。
进一步地,当所述船舶和所述预期被撞船舶做出第二航行方向、第三航行方向的决定前,对于船舶本身的航行安全评估应该放在首要位置,特别是对于所述预期被撞船舶而言。所述控制装置包括偏转评估模块,在做出偏转决定前,所述偏转评估模块根据岸堤或障碍物在航道中的情况,结合船舶自身的速度和制动力,选择、计算并评估所述第二航行方向、第三航行方向、第三偏转方向,使得在所述船舶或所述预期被撞船舶能够制动停止前,所述第二航行方向、第三航行方向、第三偏转方向与堤坝不相交。当然,对于船舶而言,放下船锚来提供紧急的辅助制动和减速也是可行的手段之一。
具体地,所述的船舶安全保护方法包括如下步骤:
步骤1:所述探测装置探测船舶前方航道上的交通环境,其中所述船舶的航向为第一航行方向;
步骤2:根据船舶本身的速度V1、探测到所述船舶距离航向前方的预期被撞船舶之间的距离L以及探测到的所述预期被撞船舶的速度V2,通过碰撞预警函数来评估是否会发生碰撞危险,当出现碰撞危险时,所述控制装置产生碰撞警告;
步骤3:当产生碰撞警告后,所述船舶的控制装置通过其通信装置向所述预期被撞船舶发送协调规避动作请求信息;
步骤4:所述预期被撞船舶接收到所述协调规避动作请求信息后,通过自身的船舶间防撞紧急避让系统的探测装置探测其本身航向上的环境状况,并通过控制装置的规避决定模块做出协调规避决定,并将该协调规避决定发送至所述船舶;
步骤5:所述船舶根据接收到的所述协调规避决定对应地做出规避决定,将该规避决定发送回所述预期被撞船舶;
步骤6:所述船舶的控制装置依据所述规避决定自动地控制所述船舶的发动机、变速箱和/或舵机沿着第二航行方向做出规避动作,所述预期被撞船舶依据所述协调规避决定自动地控制所述预期被撞船舶的发动机、变速箱和/或舵机沿着第三航行方向做出协调规避动作。
进一步地,所述步骤1中的探测航道上的交通环境包括探测航道上的静止物和航行的物体,其中,所述静止物包括岸堤和障碍物。
进一步地,所述步骤2中的碰撞警告通过以下方式产生:
通过获取所述船舶本身的速度向量V1以及所述探测装置检测到船舶航向方向的前方的所述预期被撞船舶的速度向量V2、所述船舶与所述预期被撞船舶之间的间距为L,所述船舶在其发动机最大输出条件下的最大减速度为,其中m为船舶的总重量,其中,所述碰撞预警函数为:
进一步地,所述第一阈值S1为100m、200m、500m或1000m。
进一步地,所述步骤3中的所述协调规避动作请求信息包括碰撞警告信息、本船舶的航向信息。
进一步地,所述步骤4中的所述预期被撞船舶的规避决定模块根据探测到的其本身航向上的环境状况,分别针对直行、左转、右转给出对应的优劣评估数值,所述协调规避决定中包括所述预期被撞船舶的直行、左转、右转及其分别对应的优劣评估数值。
具体地,针对所述预期被撞船舶的前方航道环境,所述预期被撞船舶通过其控制装置对直行、左转、右转给出对应的优劣评估数值,所述优劣评估数值包括0、1、2、3,数值越高则表示对所述预期被撞船舶的安全性越高,数值越低则表示对所述预期被撞船舶的安全性越低,当优劣评估数值为0则表示禁止该方向的转向。
进一步地,所述步骤3中进一步地还包括所述船舶的控制装置的规避决定模块根据探测到的其本身航向上的环境状况做出初步规避决定,其中所述初步规避决定包括所述船舶的直行、左转、右转及其分别对应的优劣评估数值,并将初步规避决定预存储在所述船舶的控制装置中。对于所述船舶的航向以及优劣评估数值的方法与上述所述预期被撞船舶的方法一致。
进一步地,在步骤5中,所述船舶的控制装置通过接收到的所述预期被撞船舶的协调规避决定以及在步骤3中产生的所述船舶的所述初步规避决定,基于防撞原则和优劣评估数值均值最大原则做出所述船舶的规避决定,并将该规避决定发送至所述预期被撞船舶。
进一步地,所述防撞原则基于所述船舶与所述预期被撞船舶的航向而定,如果所述船舶与所述预期被撞船舶同向航行,则所述防撞原则闭锁所述船舶和所述预期被撞船舶都采用左转或都采用右转;如果所述船舶与所述预期被撞船舶相向航行,则所述防撞原则闭锁所述船舶和所述预期被撞船舶采用方向相反的转向。所述优劣评估数值均值最大原则是指所述船舶的航向选择对应的优劣评估数值与所述预期被撞船舶的航向选择对应的优劣评估数值的平均值最大。
对于防撞原则与优劣评估数值均值最大原则进行举例说明,当所述船舶与所述预期被撞船舶为同向航行时:
对于所述船舶,通过其获取的自身前方的航道环境,对应于航向的选择,做出的评估为[直行,左转,右转]=[1,3,1]。而对于前方的所述预期被撞船舶,通过其获取的自身前方的航道环境,对应于航向的选择,做出的评估为[直行,左转,右转]=[3,1,0]。
那么根据防撞原则,所述船舶和所述预期被撞船舶的航向选项不能选择{左转,左转}、{右转,右转},那么所述船舶和所述预期被撞船舶的航向选项就只有:{直行,直行}={1,3},其均值为2;
{直行,左转}={1,1},其均值为1;
{左转,直行}={3,3},其均值为3;
{右转,直行}={1,1},其均值为1;
{右转,直行}={1,3},其均值为2;
{右转,左转}={1,1},其均值为1;
此时,选取均值最大的选项,也即所述船舶向左转,所述预期被撞船舶则直行。
进一步地,在所述步骤6中,在做出规避动作和协调规避动作前,根据岸堤或障碍物在航道中的情况,结合船舶自身的速度和制动力,选择、计算并评估所述船舶的,使得在所述船舶或所述预期被撞船舶能够制动停止前,所述第二航行方向、第三航行方向与堤坝不相交。
实施本发明,具有如下有益效果:通过本发明的船舶安全保护方法,船舶通过其所携带的船舶间防撞紧急避让系统,在出现碰撞危险时,两个船舶能够通过船舶间防撞紧急避让系统进行通信和协调,使得船舶间防撞紧急避让系统能够自动地控制本船舶做出规避动作或响应于接收到的协调规避动作请求信息做出协调规避动作,这样大大提高了船舶航行的安全,弥补了由于操作人员的人为因素造成的船舶间碰撞的后果。
以上所揭露的仅为本发明的几个较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种船舶安全保护方法,所述方法通过两个船舶间防撞紧急避让系统来实现,所述船舶间防撞紧急避让系统能够分别设置单独地设置在每一个船舶上,其中,所述船舶间防撞紧急避让系统包括控制装置、探测装置和通信装置,所述控制装置与所述探测装置和通信装置连接,船舶之间能够通过所述通信装置相互通信;所述探测装置用于探测至少船舶前方的静止物体和运动物体,所述探测装置包括毫米波雷达和/或激光雷达,所述毫米波雷达和/或激光雷达布置在船舶顶部的前部和两侧,所述控制装置能够致动船舶的发动机、变速箱和舵机;所述的方法包括如下步骤:
步骤1:所述探测装置探测船舶前方航道上的交通环境,其中所述船舶的航向为第一航行方向;
步骤2:所述控制装置包括碰撞预警模块,所述碰撞预警模块能够获取所述船舶本身的
速度向量V1以及所述探测装置检测到船舶航向方向的前方的所述预期被撞船舶的速度向
量V2、所述船舶与所述预期被撞船舶之间的间距为L,所述船舶在其发动机最大输出条件下
的最大减速度为,其中m为船舶的总重量,其中,通过碰撞预警函数
步骤3:当产生碰撞警告后,所述船舶的控制装置通过其通信装置向所述预期被撞船舶发送协调规避动作请求信息;
步骤4:所述预期被撞船舶接收到所述协调规避动作请求信息后,通过自身的船舶间防撞紧急避让系统的探测装置探测其本身航向上的环境状况,并通过控制装置的规避决定模块做出协调规避决定,并将该协调规避决定发送至所述船舶;
步骤5:所述船舶根据接收到的所述协调规避决定对应地做出规避决定,将该规避决定发送回所述预期被撞船舶;
步骤6:所述船舶的控制装置依据所述规避决定自动地控制所述船舶的发动机、变速箱和/或舵机沿着第二航行方向做出规避动作,所述预期被撞船舶依据所述协调规避决定自动地控制所述预期被撞船舶的发动机、变速箱和/或舵机沿着第三航行方向做出协调规避动作。
2.根据权利要求1所述的船舶安全保护方法,其特征在于,所述步骤1中的探测航道上的交通环境包括探测航道上的静止物和航行的物体,其中,所述静止物包括岸堤和障碍物。
3.根据权利要求1所述的船舶安全保护方法,其特征在于,所述第一阈值S1为100m、200m、500m或1000m。
4.根据权利要求1所述的船舶安全保护方法,其特征在于,所述步骤3中的所述协调规避动作请求信息包括碰撞警告信息、本船舶的航向信息。
5.根据权利要求1所述的船舶安全保护方法,其特征在于,所述步骤4中的所述预期被撞船舶的规避决定模块根据探测到的其本身航向上的环境状况,分别针对直行、左转、右转给出对应的优劣评估数值,所述协调规避决定中包括所述预期被撞船舶的直行、左转、右转及其分别对应的优劣评估数值。
6.根据权利要求5所述的船舶安全保护方法,其特征在于,所述步骤3中进一步地还包括所述船舶的控制装置的规避决定模块根据探测到的其本身航向上的环境状况做出初步规避决定,其中所述初步规避决定包括所述船舶的直行、左转、右转及其分别对应的优劣评估数值,并将初步规避决定预存储在所述船舶的控制装置中。
7.根据权利要求6所述的船舶安全保护方法,其特征在于,在步骤5中,所述船舶的控制装置通过接收到的所述预期被撞船舶的协调规避决定以及在步骤3中产生的所述船舶的所述初步规避决定,基于防撞原则和优劣评估数值均值最大原则做出所述船舶的规避决定,并将该规避决定发送至所述预期被撞船舶。
8.根据权利要求7所述的船舶安全保护方法,其特征在于,所述防撞原则基于所述船舶与所述预期被撞船舶的航向而定,如果所述船舶与所述预期被撞船舶同向航行,则所述防撞原则闭锁所述船舶和所述预期被撞船舶都采用左转或都采用右转;如果所述船舶与所述预期被撞船舶相向航行,则所述防撞原则闭锁所述船舶和所述预期被撞船舶采用方向相反的转向;所述优劣评估数值均值最大原则是指所述船舶的航向选择对应的优劣评估数值与所述预期被撞船舶的航向选择对应的优劣评估数值的平均值最大。
9.根据权利要求1所述的船舶安全保护方法,其特征在于,在所述步骤6中,在做出规避动作和协调规避动作前,根据岸堤或障碍物在航道中的情况,结合船舶自身的速度和制动力,选择、计算并评估所述船舶的,使得在所述船舶或所述预期被撞船舶能够制动停止前,所述第二航行方向、第三航行方向与堤坝不相交。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110560665.8A CN113380072B (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种船舶安全保护方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110560665.8A CN113380072B (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种船舶安全保护方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113380072A CN113380072A (zh) | 2021-09-10 |
CN113380072B true CN113380072B (zh) | 2022-04-26 |
Family
ID=77571564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110560665.8A Expired - Fee Related CN113380072B (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种船舶安全保护方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113380072B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116610125B (zh) * | 2023-05-26 | 2024-01-30 | 北鲲睿航科技(上海)有限公司 | 一种用于智能船舶主动防撞系统的避碰方法及系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080093570A (ko) * | 2007-04-17 | 2008-10-22 | 현대중공업 주식회사 | 파랑정보의 실시간 공유를 통한 선박 안전운항방법 |
CN103198719A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 集美大学 | 基于pidvca原理的两船协调避让的优化方法 |
CN105390029A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-03-09 | 武汉理工大学 | 基于航迹融合和航迹预测的船舶避碰辅助决策方法及系统 |
CN108922247A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-30 | 重庆大学 | 一种基于ais的船舶-航标碰撞危险度估算方法 |
CN109683163A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-26 | 杭州网为通信有限公司 | 一种防碰撞雷达报警系统 |
CN109753068A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种考虑通信情况的多usv群体协同避碰规划方法 |
CN111964678A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-20 | 武汉长江船舶设计院有限公司 | 一种江河航道航行决策方法、装置及系统 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108630017A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-09 | 上海海洋大学 | 一种船舶航行避碰方法及系统 |
CN109887339B (zh) * | 2019-03-20 | 2020-09-15 | 集美大学 | 一种关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评估方法 |
-
2021
- 2021-05-21 CN CN202110560665.8A patent/CN113380072B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080093570A (ko) * | 2007-04-17 | 2008-10-22 | 현대중공업 주식회사 | 파랑정보의 실시간 공유를 통한 선박 안전운항방법 |
CN103198719A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 集美大学 | 基于pidvca原理的两船协调避让的优化方法 |
CN105390029A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-03-09 | 武汉理工大学 | 基于航迹融合和航迹预测的船舶避碰辅助决策方法及系统 |
CN108922247A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-30 | 重庆大学 | 一种基于ais的船舶-航标碰撞危险度估算方法 |
CN109683163A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-26 | 杭州网为通信有限公司 | 一种防碰撞雷达报警系统 |
CN109753068A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种考虑通信情况的多usv群体协同避碰规划方法 |
CN111964678A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-20 | 武汉长江船舶设计院有限公司 | 一种江河航道航行决策方法、装置及系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
船舶变速避让行动与时机的确定;毕修颖;《大连海事大学学报》;20040229;全文 * |
船舶避碰协调通讯探讨;张冀平;《中国航海》;19931231;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113380072A (zh) | 2021-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Höyhtyä et al. | Connectivity for autonomous ships: Architecture, use cases, and research challenges | |
CN111028546B (zh) | 基于岸基雷达面向智能船舶的多船协同避碰系统和方法 | |
KR102064202B1 (ko) | 선박 충돌 방지 시스템 및 방법 | |
CN109460035B (zh) | 一种无人艇高速状态下的二级自主避障方法 | |
CN102147981B (zh) | 一种船载自动识别系统警戒区域报警的方法 | |
JP4124575B2 (ja) | 航空機で使用するための衝突回避システム | |
US7089094B2 (en) | Vehicle information display apparatus | |
KR101880815B1 (ko) | 선박 안전 항해 모니터링 및 자동회피 서비스 제공 시스템 | |
JPH06325300A (ja) | 船舶の航行支援システム | |
WO2021075319A1 (ja) | 操船支援システム及び方法 | |
CN113380072B (zh) | 一种船舶安全保护方法 | |
CN110879394A (zh) | 基于运动姿态信息的无人船雷达避障系统及方法 | |
KR102269676B1 (ko) | 선박의 자동 충돌 예방 방법 및 장치 | |
CN210091393U (zh) | 一种基于北斗定位系统的岸基靠泊指挥系统 | |
García-Domínguez | Mobile applications, cloud and bigdata on ships and shore stations for increased safety on marine traffic; a smart ship project | |
KR102255865B1 (ko) | 충돌위험영역 기반의 선박 자동피항 방법 | |
CN113012473B (zh) | 一种低成本波浪滑翔器海上航行避碰方法 | |
KR102212386B1 (ko) | 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법 | |
JPS6173081A (ja) | 衝突予防装置 | |
Kerbrat | Analysis of navigational casualties within European waters and case study | |
CN215205240U (zh) | 一种全回转双体无人船 | |
KR102594522B1 (ko) | 자율운항선박 원격제어에서 지연에 따른 해양사고 예방을 위하여 위치 도메인을 이용한 항해 위험의 평가와 가시화 방법 | |
CN216508925U (zh) | 一种大型无人船 | |
KR20230055601A (ko) | 선박 조우시 피항알림 지원 시스템 | |
CN114639268A (zh) | 一种内河船舶智能探测导航系统和方法 |
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 | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220426 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |