CN202421205U - 船舶航速指示仪 - Google Patents

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CN202421205U CN2011205055746U CN201120505574U CN202421205U CN 202421205 U CN202421205 U CN 202421205U CN 2011205055746 U CN2011205055746 U CN 2011205055746U CN 201120505574 U CN201120505574 U CN 201120505574U CN 202421205 U CN202421205 U CN 202421205U
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刘晓
慕盛全
赵明哲
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Dalian Maritime University
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Dalian Maritime University
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Abstract

本实用新型公开了一种船舶航速指示仪，包括处理器、I/O设备、显示终端，所述显示终端和I/O设备分别与处理器连接，还包括数据存储器和外围设备分别与处理器连接。该实用新型能够作为船舶营运的重要且可靠的参考，避免了传统经验估计航速所导致的油耗增加，以致CO2排放增多，造成对大气的严重污染。可靠性高，简单易用，直观且精度较高。

Description

船舶航速指示仪
技术领域
本实用新型涉及一种船舶航行用仪器，特别涉及一种船舶航速指示仪。
背景技术
目前船舶航行几乎全部采用定速航行，除考虑航期的限制外，航速的选取只能依靠经验估计，无法精确地获得使CO2排放量最小的航速。CO2排放量对航速非常敏感，由经验对最佳航速估计产生的偏差势必会导致CO2气体排放的大量增加。
发明内容
应用本新型公开的了一种船舶航速指示仪，包括处理器、I/O设备、显示终端，所述显示终端和I/O设备分别与所述处理器连接。
所述船舶航速指示仪还包括数据存储器，所述数据存储器与所述处理器连接。 
所述船舶航速指示仪还包括外围设备，所述外围设备与所述处理器连接。  
其中处理器为运行核心，I/O设备用于输入船舶的相关静态参数和航行动态参数，数据存储器用于暂存运算结果，外围设备用于引入实际航速信号。
处理器中需要写入EEOI（能效营运指数）与航速V的函数关系式，并且在显示终端显示曲线。由外围接口引入的实际航速信号显示在显示终端的曲线上，可以与最佳航速对比，直观方便。
EEOI与航速V的关系由以下方法得出：
EEOI的定义公式为：   
Figure 161495DEST_PATH_IMAGE001
    t/(t·n mile)              （1）   
其中，FC为船舶在航行中消耗的燃油总量，单位：t。C F 为CO2排放因子，单位：t(CO2)/t(燃料)，重油的=3.1144。m cargo 为载货量，单位：t。D为航程，单位：n mile。
船舶的实际航行中使用的燃油几乎全部为重油，所以可以完全按照燃烧重油来计算。航次信息确定时，四个因子中，m cargo 、D以及C F 是已知的，因此只需要找出消耗的燃油总量FC。
为将EEOI与航速V联系起来，只要将FC与航速V联系起来即可。FC（单位：t）主要由三部分组成： 根据统计，船舶的油耗中，主机油耗占87%、副机油耗占11%、锅炉油耗占2%。显然，主机的油耗占绝大多数，也是需要重点讨论的环节。而副机和锅炉的油耗则可以取日常消耗的平均值。主机单位时间油耗公式为：   
Figure 733739DEST_PATH_IMAGE003
   （单位：kg/h）                   （2）   
其中a、b均为常数，可由主机说明书中的数据通过最小二乘拟合法求出。其中P为主机功率，FM单位：kg/h。
而根据海军常数法即可把主机功率P和航速V联系起来，这样EEOI自然也就成为了航速V的函数。由海军常数法整理后得到：
Figure 66632DEST_PATH_IMAGE004
                  （3）                
其中，
Figure 254905DEST_PATH_IMAGE005
为排水量，V为航速，LW为空船重量，DW d 为设计载重量，V d 为设计航速，MCR为最大持续运转功率。除去排水量
Figure 15051DEST_PATH_IMAGE005
和航速V，其它均为已知。因此，需要用数学关系表示出排水量
Figure 219767DEST_PATH_IMAGE005
，包括空船重量LW，货物重量m cargo ，和压载水W B
根据经验公式，压载水重量为：
Figure 418667DEST_PATH_IMAGE006
所以，排水量为：
Figure 526694DEST_PATH_IMAGE007
            （4）
定义副机单位时间平均油耗F A 、锅炉单位时间平均油耗F B 、中间港停泊时间t p 和航行时间t s ，显然：t s =D/V                                
将上述公式结合并整理，得到EEOI和航速V的函数关系式：
Figure 457741DEST_PATH_IMAGE008
其中除去航速V，其他动态及静态参数均可从I/O端口输入。这是一个EEOI=aV 2+bV -1+c的形式，将此关系式写入单片机并绘制相应的图线，并通过外围接口引入实际航速信息，也在显示终端上予以显示，与最佳航速形成对比。方便快捷，简单易用，直观且精度较高。
对于具体营运船舶，该实用新型可由船舶的静态参数和航行动态参数迅速且精确的计算出基于EEOI的最佳航速，绘制出EEOI与航速V的函数图象，并且引入实际航速对比，在显示终端上予以直观显示。该实用新型能够作为船舶营运的重要且可靠的参考，避免了传统经验估计航速所导致的油耗增加，以致CO2排放增多，造成对大气的严重污染。可靠性高，简单易用，直观且精度较高。
附图说明
图1为船舶航速指示仪结构图。
如图1所示，船舶航速指示仪，由I/O设备、显示终端、处理器、数据存储器、备用接口和外围设备构成。其中处理器为运行核心， I/O设备用于输入船舶的相关静态参数和航行动态参数，数据存储器用于暂存运算结果，外围设备用于引入实际航速信号。
图2 为显示终端预期显示效果。
图2为该实用新型显示终端预期的显示效果。菱形是由外围设备输入的实际航速，是具有实时性的动态信息，VBEST为使EEOI值最小的最佳航速。由显示结果可以直观的反应实际航速与最佳航速的具体情况，可以作为选择航速的可靠参考，以期减少CO2的排放量，达到节能减排的目的。  
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明。
实施例1
一种船舶航速指示仪，包括处理器、I/O设备、显示终端，显示终端和I/O设备分别与所述处理器连接。其中处理器为运行核心，写入EEOI与航速V的函数关系式，I/O设备用于输入船舶的相关静态参数和航行动态参数。
实施例2
一种船舶航速指示仪，包括处理器、I/O设备、显示终端，显示终端和I/O设备分别与所述处理器连接，还包括与处理器连接的数据存储器，和与处理器连接的外围设备。 
其中处理器为运行核心，写入EEOI与航速V的函数关系式，I/O设备用于输入船舶的相关静态参数和航行动态参数。数据存储器用于暂存运算结果，外围设备用于引入实际航速信号。 
   以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种船舶航速指示仪，其特征在于包括处理器、I/O设备、显示终端，所述显示终端和I/O设备分别与所述处理器连接。
2.根据权利要求1所述的船舶航速指示仪，其特征在于所述船舶航速指示仪还包括数据存储器，所述数据存储器与所述处理器连接。
3.根据权利要求1所述的船舶航速指示仪，其特征在于所述船舶航速指示仪还包括外围设备，所述外围设备与所述处理器连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018036313A1 (zh) * 2016-08-23 2018-03-01 广船国际有限公司 一种船舶航速测量方法

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