CN211180192U - 一种基于ais与ap雷达感知信息的船舶会遇系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，主要由信息采集接口单元、主控单元、显控单元、VHF通讯单元、报警控制单元、电磁阀控制模块和系统命令控制单元组成，主控单元与上述显控单元双向电连接，信息采集接口单元的输入端设置有九路输入口，信息采集接口单元与主控单元数据传送连接，VHF通讯单元与主控单元双向数据传送连接，主控单元的控制端分别与报警控制单元、电磁阀控制模块和数据处理单元控制连接。与现有技术相比，当两船会遇时能提示会遇现象，并通过自动操作舵机，以保证两船及时避让，达到安全行驶，消除了自动舵航行造成船舶驾驶值班瞭望不及时所产生的撞船隐患，推动船舶智能航行的发展。

Description

一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统

技术领域

本实用新型属于船舶通讯技术领域，尤其涉及一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统。

背景技术

我国现有渔船总数达106万艘，是世界上渔船数量最多的国家，约占世界总数的1/4，其中海洋渔船总数达31.61万艘。据了解，我国近海作业的300KW以上部分渔船和远洋渔船均已安装使用自动舵，自动舵是指能自动及时纠正船舶的偏航，使船较长时间和较准确地保持在指定航向的一种操舵装置；其工作原理为：当船首受到风浪、流等外力作用而偏离原航向一定角度(偏航角)时，该装置立即动作，使舵叶偏转一定角度(偏舵角)，船首在舵力作用下逐渐返回原航向；为防止船首回转惯性过大，船首在未到达和接近原航向时，该装置使舵正舵或产生一个反舵角，从而使船首回到原航向；自动舵的使用给船舶的航行带来方便。

然而，现在渔船配有独立的无线电通讯设备，与商船通信不在同一频率上，在海上航行时，一旦发现与渔船有碰撞危险或者不明白对方意图时，也无法与其取得有效的联系，极易导致避让不协调，造成险情或碰撞事故的发生。如3月12日凌晨1时许，浙岱渔02611在返航时被商船碰撞，12人失联，再如，黄海各渔场，从成山头至上海港、宁波港形成一条重要的南部大通道，商船基本在自动舵航行状态，而天津、河北、辽宁、山东、江苏渔船大部分在此作业，商船进出青岛港、日照港、连云港时与渔船处于交叉航行状态，在通信不在同一频率的情况下存在的航行隐患。

有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂由本案产生。

实用新型内容

针对背景中的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其能减少繁忙水域两船之间的碰撞事故，解决过于依赖自动舵航行，造成船舶驾驶值班瞭望不及时所产生的撞船隐患，对船舶智能航行的发展有着重大的意义。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，主要由信息采集接口单元、主控单元、显控单元、VHF通讯单元、报警控制单元、电磁阀控制模块和系统命令控制单元组成，上述主控单元为基于Linux平台的处理器，上述主控单元与上述显控单元双向电连接，上述显控单元由操作键盘和液晶显示屏组成，上述信息采集接口单元的输入端设置有九路输入口，其分别是AIS信号输入口、GPS信号输入口、罗经信号输入口、计程仪信号输入口、雷达信号输入口、航线信号输入口、舵角信号输入口、舵令信号输入口和随动舵轮信号输入口，上述信息采集接口单元的输出端与上述主控单元的输入端数据传送连接，上述VHF通讯单元与上述主控单元双向数据传送连接，上述主控单元的控制端分别与上述报警控制单元、电磁阀控制模块和数据处理单元控制连接，上述报警控制单元与声光报警系统控制连接，上述电磁阀控制模块与舵机的电磁阀控制连接，上述数据处理单元与VDR设备数据传送连接。

上述操作键盘具有会遇距离门限设置键、会遇时间设置键、会遇距离设置键、会遇交汇点半径设置键、平行会遇安全距离设置键、避让最大角度高设置键和避让推算时效设置键。

上述操作键盘还具有繁忙水域和或开阔水域模式选择键。

上述主控单元双向电连接有远程命令控制单元，上述远程命令控制单元与船上通讯设备连接。

本实用新型的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其主控单元通过AIS信号输入口、GPS信号输入口、罗经信号输入口、计程仪信号输入口和雷达信号输入口发送过来的数据主控单元能得知当时是否与它船会遇，会遇时主控单元根据设定的会遇参数进行计算与推算，提前为双船可能的会遇作出预警提示，预警提示发送给报警控制单元，报警控制单元发出声光报警提示，同时通过VHF通讯单元与它船的VHF电台进行选择性呼收通讯建键，和对方沟通达至告警的目的，以便对方能及时作出航迹更改；再有，会遇时值班人员没有做出避让操作时，主控单元会发出控制指令给电磁阀控制模块，电磁阀控制模块能控制舵机的阀门来改变航向，避免撞舶，当两船安全避让后再调节航向回到之前的航行路线。与现有技术相比，本实用新型的船舶会遇系统，当两船会遇时能采用报警和对话通讯的来提示会遇现象，并通过手动或自动的方式来操作舵机，以保证两船及时避让，达到安全行驶，大大减少繁忙水域两船之间的碰撞事故，消除了过于依赖自动舵航行，造成船舶驾驶值班瞭望不及时所产生的撞船隐患，对船舶智能航行的发展有着重大的意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案更加明白，结合以下实例对本实用新型进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，如图1所示，主要由信息采集接口单元、主控单元、显控单元、VHF通讯单元、报警控制单元、电磁阀控制模块和系统命令控制单元组成；其中，

所述主控单元为基于Linux平台的处理器，其负责感知信息采集、航迹记录及分析、避让路线规划及判断、图形信息显示、人机交互、告警提示处理、舵机控制、AIS数据接收及VHF通讯控制，实现在两船会遇进入预定的设置航行可能发生避碰时，且没有人员做出人工操舵的情况下，能进行自动控制舵角，实现自动安全避让。

此主控单元与显控单元双向电连接，显控单元由操作键盘和液晶显示屏组成，液晶显示屏为8英寸的彩色液晶显示屏，用于主控单元的操控和信息显示，该液晶显示屏自带电子海图数据及显示功能，该主控单元还能自动更新电子海图数据，并由液晶显示屏显示最新的电子海图数据。所述的操作键盘具有会遇距离门限设置键、会遇时间设置键、会遇距离设置键、会遇交汇点半径设置键、平行会遇安全距离设置键、避让最大角度高设置键和避让推算时效设置键，通过上述各设置键能会遇预警参数进行设定并发送给主控单元，主控单元会结合电子海图、海况及选择的航行模式信息配置出航行预警参数值，以供提醒值班人员得知。

所述的信息采集接口单元的输入端设置有九路输入口，其分别是AIS信号输入口、GPS信号输入口、罗经信号输入口、计程仪信号输入口、雷达信号输入口、航线信号输入口、舵角信号输入口、舵令信号输入口和随动舵轮信号输入口，各输入口相对应与船上相应的信号输出设备电连接，即AIS信号输入口与船舶自动识别系统(简称AIS)的信号输出信号传输连接，AIS的数据能发送给主控单元，此信号输入口使主控单元能得知船舶间的动静态及航行数知书达理的相互识别与显示，动态信息包括位置、航向、航速、艏向，转向率等，静态信息包括9位识别码、船名、船型、船籍、船长、船宽、天线位置等，航行信息包括目的港、预到时间、吃水深度、装载货物种类等；GPS信号输入口与船上定位器连接，能实时得知船舶当前位置；罗经信号输入口与船上罗经仪数据传送连接，使主控单元能实时得知当前船舶的方位；计程仪信号输入口与船上计程仪数据传送连接，使主控单元能实时得知船舶当时的航速和累述的航程，雷达信号输入口与船用雷达数据传送连接，航线信号输入口、舵角信号输入口、舵令信号输入口和随动舵轮信号输入口为现有船舶公知的数据，在此不再一一赘述；所述信息采集接口单元的输出端与主控单元的输入端数据传送连接，即信息采集接口单元中9路输入口的数据均发送至主控单元，使主控单元全面得到当前船舶的信息，以便精准计算出会遇数据。

所述VHF通讯单元与主控单元双向数据传送连接，此VHF通讯单元为VHF-DSC通讯模块，实现AIS动静态信息的接收与处理、VHF-DSC呼叫叫醒语音通话及应急频道的语音广播，利用DSC信今与它船的VHF电台进行选择性呼叫通讯建链，实现提示对方沟通和告警的目的，主控单元能在两船会遇预警时自主通过AIS获取的MMSI号向对方船舶启动一次DSC选择性呼收，通过呼叫通知对方进入预定的VHF频道进行双向语音通话，起到快速相互避让的作用。

所述主控单元的控制端分别与报警控制单元、电磁阀控制模块和数据处理单元的输入端控制连接，报警控制单元与声光报警系统控制连接，电磁阀控制模块与舵机的电磁阀控制连接，数据处理单元与VDR设备数据传送连接；该主控单元作出的会遇预警提示经报警控制单元控制声光报警系统声光报警警示，同时，随着两船距离及危险程度，主控单元发出音量调控指令控制声光报警系统的音量加大频度；通过数据处理单元能将数据存储在VDR设备内，以便数据存储。

本实用新型的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其主控单元通过AIS信号输入口、GPS信号输入口、罗经信号输入口、计程仪信号输入口和雷达信号输入口发送过来的数据主控单元能得知当时是否与它船会遇，会遇时主控单元根据设定的会遇参数进行计算与推算，提前为双船可能的会遇作出预警提示，预警提示发送给报警控制单元，报警控制单元发出声光报警提示，同时通过VHF通讯单元与它船的VHF电台进行选择性呼收通讯建键，和对方沟通达至告警的目的，以便对方能及时作出航迹更改；再有，会遇时值班人员没有做出避让操作时，主控单元会发出控制指令给电磁阀控制模块，电磁阀控制模块能控制舵机的阀门来改变航向，避免撞舶，当两船安全避让后再调节航向回到之前的航行路线。

与现有技术相比，本实用新型的船舶会遇系统，具有如下有益效果：

一、当两船会遇时能采用报警和对话通讯的来提示会遇现象，同时通过双方语音通话的方式来及时得知会遇情况，以便两船及时作出正确航行方向，达到安全行航的效果；

二、当值班人员未得知会遇信号时，且船舶处于自动舵的航行模式时，主控单元根据接收到的航线信号数据和计算出的安全避让航线经电磁阀控制模块自动控制舵机，使舵机改变航向，避免撞舶，当两船安全避让后，主控单元再根据船线信号输入口所接收到的航线信号自动调节航向回到之前的航行路线；或者通过舵角信号输入口、舵令信号输入口和随动舵轮信号输入口的数据来使主控单元自动操控舵机，手自操作均可，舵机操纵方式多样；

三、通过会遇参数的输入设置能使主控单元传统结合电子海图、海况及选择的航行模式信片子在航行时自动配置预警参数值，以便值班人员清楚得知会遇信息，及时作出正确的航行方向。

本实用新型中，各部件可集合放置在一壳体内，使整个结构简易。

本实用新型中，所述操作键盘还具有繁忙水域和或开阔水域模式选择键，这样，通过此繁忙水域和或开阔水域模式选择键可根据不同水域模式进行微调航行控制方式和会遇预警参数，达到智能的效果，减少人工配置的工作，使航行更加适应实际情况，并在人工操舵时会自动退出选择模式。

本实用新型中，所述主控单元双向电连接有远程命令控制单元，远程命令控制单元与船上通讯设备连接，这样能实现远程操控。

本实用新型的系统采用直流12V/24V供电，具备过压过流保护，设备内部各单元模块均由独立电源供电。

本实用新型的系统，其内置电子海图数据、自动更新电子海图数据及显示功能，可以在海图上直接显示本船的计划航线和航行轨迹，同时也会显示AIS接收到的船舶动态信息及航行轨迹，以便船员操作，同时，船舶航行时，当遇到与它船会遇，进入会遇预警时，可以根据电子海图的信息及AIS接收周围船舶动态信息或AP雷达跟踪目标轨迹，结合本船航向、航速，自动优化规划两条避让路线图，并在海图上高亮显示，对该路线所要经过电子海图上的物标，包括水深、航道、岛屿、浮标及周围船舶等，进行导航预警显示，给驾驶人员提供安全航行帮助。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其特征在于：主要由信息采集接口单元、主控单元、显控单元、VHF通讯单元、报警控制单元、电磁阀控制模块和系统命令控制单元组成，上述主控单元为基于Linux平台的处理器，上述主控单元与上述显控单元双向电连接，上述显控单元由操作键盘和液晶显示屏组成，上述信息采集接口单元的输入端设置有九路输入口，其分别是AIS信号输入口、GPS信号输入口、罗经信号输入口、计程仪信号输入口、雷达信号输入口、航线信号输入口、舵角信号输入口、舵令信号输入口和随动舵轮信号输入口，上述信息采集接口单元的输出端与上述主控单元的输入端数据传送连接，上述VHF通讯单元与上述主控单元双向数据传送连接，上述主控单元的控制端分别与上述报警控制单元、电磁阀控制模块和数据处理单元控制连接，上述报警控制单元与声光报警系统控制连接，上述电磁阀控制模块与舵机的电磁阀控制连接，上述数据处理单元与VDR设备数据传送连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其特征在于：上述操作键盘具有会遇距离门限设置键、会遇时间设置键、会遇距离设置键、会遇交汇点半径设置键、平行会遇安全距离设置键、避让最大角度高设置键和避让推算时效设置键。

3.根据权利要求1所述的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其特征在于：上述操作键盘还具有繁忙水域和或开阔水域模式选择键。

4.根据权利要求1所述的一种基于AIS与AP雷达感知信息的船舶会遇系统，其特征在于：上述主控单元双向电连接有远程命令控制单元，上述远程命令控制单元与船上通讯设备连接。

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