TWM540188U - 離岸風場建設輔助系統 - Google Patents

Description

離岸風場建設輔助系統

本創作目的在於提供一種離岸風場建設輔助系統，特別係指一種具量測船舶姿態及運動裝置的離岸風場建設輔助系統。

鑒於《京都議定書》及《巴黎協定》要求減少溫室氣體排放協議的關係，世界各國相繼將發展再生能源列為重要目標。在此情形下，用風能產生電力的風力發電廠由於兼具電力供應、觀光休憩、環境美化的各項優點，其已於近幾年成為再生能源的發展重點之一。

然而，相較於火力、水力、核能發電廠，風力發電廠具有相當多缺陷。風力發電廠最大的困境在於風能穩定度低且無法被控制，以至於風力發電廠無法長期處於滿載狀態；因此，風力發電廠大多都被當視為輔助電力來源而非基載電力來源。此外，風力發電廠的硬體設備大量暴露於外在環境之中，其容易與周遭物件產生互動並產生鳥擊、雷擊、噪音等環境問題及意外；因此，風力發電廠的設置地點須考量多項外在環境因素。為降低風力發電廠的土地成本及對社會的干擾，目前大型風力發電廠皆朝向開發離岸風場為主。

近年來國內外都積極尋覓合適的離岸風力發電廠的設置地點。現今類似的技術中，大多利用風能資料庫判斷離岸風力發電機設最佳位置，以達到最大的風能利用效率。然而，適於離岸風場建置之處，對應 之風浪條件往往亦較嚴酷，使得離岸風場施工過程中將風機元件安全運輸至場址、不會因船舶運動而使構件掉入海中極具挑戰性，以地理資訊系統為基礎之施工管理平台已應用於離岸風場之施工管理，包含人員與船位之回報，然目前的平台中未考量在海上載運不同運輸貨物類型時之船舶姿態、即時運動狀況及對繫固結構可容許之負荷範圍的影響。

有鑑於此，現今亟需一個能改善上述缺點之離岸風場建設輔助系統。

本創作目的在於提供一種離岸風場建設輔助系統，特別係指一種具量測船舶姿態及運動裝置的離岸風場建設輔助系統。

本創作至少一實施例為一種離岸風場建設輔助系統。所述的離岸風場建設輔助系統包含一儲存裝置、一第一處理器、一輸入裝置、一顯示裝置以及一船舶量測系統。其中，該第一處理器分別與該儲存裝置、該輸入裝置、該顯示裝置及該船舶量測系統電性連接；此外，該儲存裝置中包含一電子海圖、一風能資料庫以及至少一地理資料庫。

為進行船舶穩度與運輸作業動態運動之安全評估，本創作部分實施例建立了一組船舶姿態與運動量測系統，系統內部搭載一組用於量測緩慢俯仰姿態變化之傾斜儀與一組用於量測實際海況中船舶動態航行之運動量的船舶量測系統，並藉由單板電腦中的處理器完成資料擷取與儲存，並可預先設定其排程以達到自動化作業。另外，部分實施例為克服船上不穩定的電力供應情況，也裝設了一組不斷電系統，以達成長時間不間斷之量測任務。

110‧‧‧儲存裝置

112‧‧‧電子海圖

114‧‧‧風能資料庫

116a、116b、116c‧‧‧地理資料庫

118‧‧‧風力發電機資訊庫

119‧‧‧海象資料庫

121‧‧‧第一處理器

123‧‧‧輸入裝置

125‧‧‧顯示裝置

130‧‧‧船舶

131‧‧‧微控制器

133‧‧‧全球定位系統裝置

135‧‧‧陀螺儀

137‧‧‧計時器

139‧‧‧第一甚高頻傳輸裝置

140‧‧‧船舶內定位系統

141a、141b、141c‧‧‧無線感應器

143‧‧‧定位發射器

150‧‧‧陸地

151‧‧‧監控平台

153‧‧‧第二甚高頻傳輸裝置

155‧‧‧監控資料庫

157‧‧‧第一無線傳輸裝置

160‧‧‧行動裝置

161‧‧‧第二無線傳輸裝置

163‧‧‧行動處理器

165‧‧‧螢幕

170‧‧‧船舶量測系統

171‧‧‧第二處理器

173‧‧‧傾斜儀

175‧‧‧不斷電系統

177‧‧‧重心轉換模組

180‧‧‧運動感測儀

181‧‧‧三軸陀螺儀

183‧‧‧三軸加速度計

185‧‧‧三軸磁力計

187‧‧‧濾波器

371、571、771、971‧‧‧島嶼

381‧‧‧高風能區域

382‧‧‧低風能區域

383‧‧‧正值區域

384a、384b、584、784‧‧‧負值區域

585‧‧‧擴充負值區域

781‧‧‧高風能區域

783‧‧‧低風能區域

786‧‧‧推薦區域

987‧‧‧區域

988‧‧‧註解

1391‧‧‧船舶內定位系統

1393‧‧‧甲板

1395a、1395b、1395c、1395d、1395e、1395f、1395g‧‧‧無線感應器

D‧‧‧安全距離

S‧‧‧起點

E‧‧‧終點

R1‧‧‧路徑一

R2‧‧‧路徑二

圖1為本創作部分實施例之離岸風場建設輔助系統示意圖。

圖2為本創作部分實施例之離岸風場建設輔助系統運作方法流程圖。

圖3A-3C為本創作部分實施例之子資料庫示意圖。

圖4為本創作部分實施例之擴充負值區域產生方法流程圖。

圖5A-5C為本創作部分實施例之擴充負值區域產生方法示意圖。

圖6為本創作部分實施例之推薦區域產生方法流程圖。

圖7A-7C為本創作部分實施例之推薦區域產生方法示意圖。

圖8為本創作部分實施例之註解產生方法示意圖。

圖9為本創作部分實施例之註解示意圖。

圖10A為本創作部分實施例之船舶地理資訊監控方法流程圖。

圖10B為本創作部分實施例之船舶地理資訊回報方法流程圖。

圖10C為本創作部分實施例之船舶地理資訊顯示方法流程圖。

圖11為本創作部分實施例之船舶地理資訊示意圖。

圖12A為本創作部分實施例之人員位置資訊監控方法流程圖。

圖12B為本創作部分實施例之人員位置資訊示警方法流程圖。

圖13為本創作部分實施例之船舶內定位系統仰視圖。

圖14為本創作部分實施例之船舶量測系統。

本創作至少一實施例為一種離岸風場建設輔助系統。所述的離岸風場建設輔助系統包含儲存裝置、第一處理器、輸入裝置、顯示裝置 以及船舶量測系統。其中，儲存裝置中包含電子海圖、風能資料庫、海象資料庫以及至少一地理資料庫；此外，第一處理器分別與儲存裝置、輸入裝置、顯示裝置以及船舶量測系統電性連接。

在部分實施例中，儲存裝置係硬碟或快閃式記憶體等習知儲存媒介中。所述的儲存裝置與第一處理器電性連接，並透過第一處理器進一步電性連接船舶量測系統、習知的輸入裝置以及顯示裝置。儲存裝置中可含納多種子資料庫，例如電子海圖、風能資料庫、海象資料庫及地理資料庫；而各子資料庫之間則可透過第一處理器管理進一步管理或整併。當欲匯入或更新子資料庫內容時，使用者可透過輸入裝置將子資料庫內容提供至儲存裝置中。

在部分實施例中，所稱的至少一地理資料庫係指由一自然地理資料庫與一法律地理資料庫所組成的群。其中該自然地理資料庫係選自由海床地型資料庫、海床地質資料庫、洋流資料庫、海底纜線資料庫、海底遺跡資料庫、海洋生物資料庫、鳥類遷徒路線資料庫、飛行航線資料庫、沿岸工程區域資料庫及沿岸人口活動區域資料庫所組成的群；而該法律地理資料庫係選自由法定保護區資料庫、法定管制區資料庫、漁業資源保育區資料庫、漁業區資料庫及航空站管制區所組成的群。

在部分實施例中，第一處理器係用以存取並轉換子資料庫內容為一圖層，並將圖層整合至電子海圖上。舉例而言，海底纜線資料庫中紀載海底纜線的分布座標；而第一處理器可依據海底纜線資料庫中的座標繪製出一海底纜線圖層，並將海底纜線圖層整合至電子海圖上以呈現海底纜線的分布位置。舉另一例而言，海洋生物資料庫中紀載著黑鮪魚每年四 月至六月迴游及產卵的區域座標；而第一處理器可依據海洋生物資料庫中的區域座標繪製出一海洋生物圖層，並將海洋生物圖層整合至電子海圖上以呈現黑鮪魚的分布位置。舉又一例而言，漁業資源保育區資料庫中紀載著地方政府依據漁業法第45條規定公告劃定的「漁業資源保育區」座標範圍；而第一處理器可依據漁業資源保育區資料庫中的座標範圍繪製出一漁業資源保育區圖層，並將漁業資源保育區圖層整合至電子海圖上以呈現漁業資源保育區的分布位置。

在部分實施例中，儲存裝置中包含一風力發電機資訊庫，其中記載特定風力發電機型號的安全距離。所述的安全距離係指該風力發電機型號的噪音安全距離或倒塌安全距離。

部分實施例的離岸風場建設輔助系統尚包含船舶設施。舉例而言，在部分實施例的離岸風場建設輔助系統中，船舶上會設置微控制器、全球定位系統裝置、陀螺儀、計時器、第一甚高頻(Very high frequency,VHF)傳輸裝置以及船舶量測系統。其中，微控制器分別與第一處理器、全球定位系統裝置、陀螺儀、計時器以及第一甚高頻(Very high frequency,VHF)傳輸裝置電性連接。在船舶航行的過程中，計時器每隔一段時間便會通知微控制器；微控制器在收到計時器的通知後便透過全球定位系統裝置及陀螺儀取得並記錄船舶的座標及船首的方位角，並同時記錄擷取座標及方位角的時間點。而擷取的座標、方位角及時間點則會進一步透過第一甚高頻傳輸裝置傳送出去。

部分實施例的離岸風場建設輔助系統尚包含岸上監控設施，例如監控平台。所述的監控平台設置於陸地上，且分別與監控資料庫、 第二甚高頻傳輸裝置以及第一無線傳輸裝置電性連接。透過甚高頻連接的第一甚高頻傳輸裝置及第二甚高頻傳輸裝置，監控平台可接收數十公里內的船舶訊息，例如船舶陸續傳送出的座標、方位角及時間點。而當監控平台接收到座標、方位角及時間點後，會進一步儲存並整合至監控資料庫中，以供工作人員存取。

在部分實施例的離岸風場建設輔助系統尚包含行動監控裝置，即習知的行動裝置。所述的行動裝置可以為筆記型電腦、手機、平板電腦等，其具有第二無線傳輸裝置及螢幕。當岸上工作人員欲存取監控資料庫時，其可以透過連結第一無線傳輸裝置與第二無線傳輸裝置的無線網路調閱各船舶所傳出的船舶訊息。為便於使用者理解各項船舶訊息，監控資料庫的內容在行動裝置上會被先轉換成監控圖層，再透過行動裝置的螢幕展示監控圖層。其中，所述的第一無線傳輸裝置與第二無線傳輸裝置可選自由無線通訊模組或無線網路(Wi-Fi)模組所組成的群組；於較佳的實施例中，第一無線傳輸裝置與第二無線傳輸裝置為無線通訊模組，如3G、LTE無線通訊模組。

在部分實施例的離岸風場建設輔助系統尚包含船舶內定位系統。舉例而言，在部分實施例的離岸風場建設輔助系統中，船舶上會設置由複數個無線感應器共構而成的船舶內定位系統；其中，單一無線感應器的感應範圍小於或等於船舶的範圍，更精確的來說可如本實施例一般將每一個無線感應器設於該船舶甲板、船艏、船尾、機艙以及操控室之位置，且每一個無線感應器的感應範圍為0~50公尺，因此所述複數個無線感應器共構的感應範圍即為船舶內定位系統的整體感應範圍。所述的無線感應器 可偵測定位發射器於船舶內定位系統中的位置；鑒此，若將定位發射器設置於工作人員身上時，即可利用船舶內定位系統辨別工作人員是否位於船舶內定位系統內，以及工作人員位於船舶內定位系統中的位置，此外，本實施例所述之定位發射器為穿戴式裝置。於較佳的實施例中，船舶內定位系統中包含至少三個以上的無線感應器，而各無線感應器的各別感應範圍小於船舶的範圍；此外，船舶內定位系統的整體感應範圍中，25%以上面積同時被三個以上無線感應器的各別感應範圍覆蓋。

圖1為本創作部分實施例之離岸風場建設輔助系統示意圖，用以解釋離岸風場建設輔助系統中各元件的連接關係。圖1的離岸風場建設輔助系統中，包含儲存裝置110、第一處理器121、輸入裝置123以及顯示裝置125。其中，第一處理器121分別與儲存裝置110、輸入裝置123及顯示裝置125電性連接；而儲存裝置中進一步包含電子海圖112、風能資料庫114、風力發電機資訊庫118、海象資料庫119及三個地理資料庫116a、116b、116c。在此實施例中，儲存裝置係習知硬碟，並包含著電子海圖112、風能資料庫114、風力發電機資訊庫118、海象資料庫119及地理資料庫116a、116b、116c等子資料庫；各子資料庫之間則可透過第一處理器121管理進一步管理或整併。而輸入裝置123與顯示裝置125則分別為USB接口及LED螢幕；當使用者欲匯入或更新子資料庫內容時，可自存有子資料庫的USB隨身碟將插入USB接口中，並透過第一處理器121提供至儲存裝置110內，而儲存裝置110中的資訊則可由第一處理器121提供至LED螢幕呈現。

圖1的離岸風場建設輔助系統中尚包含船舶設施。所述的船舶設施係設置於船舶130中，其包含微控制器131、全球定位系統裝置133、 陀螺儀135、計時器137、第一甚高頻傳輸裝置139以及船舶量測系統170。其中，微控制器131除分別與全球定位系統裝置133、陀螺儀135、計時器137以及第一甚高頻傳輸裝置139電性連接外，微控制器131亦與前述的第一處理器121亦電性連接。在船舶130航行的過程中，計時器137每隔一段時間便會通知微控制器131；微控制器131在收到通知後便透過全球定位系統裝置133及陀螺儀135取得並記錄船舶的座標以及船首方位角，並同時記錄擷取座標及方位角的時間點。而擷取的座標、方位角及時間點則會由微控制器131進一步透過第一甚高頻傳輸裝置139傳送出去。

圖1的船舶設施中尚包含船舶內定位系統140及定位發射器143。此實施例中，船舶內定位系統140係由三個無線感應器141a、141b、141c共構而成；各無線感應器分別與微控制器131電性連接。而無線感應器143則配置於船舶130上的工作人員身上，其可與船舶內定位系統140互動並藉此測得定位發射器143於船舶內定位系統140的位置。

圖1的離岸風場建設輔助系統中尚包含岸上監控設施。所述的岸上監控設施係設置於位於陸地150的接收站，其包含監控平台151、第二甚高頻傳輸裝置153、監控資料庫155及第一無線傳輸裝置157；其中，監控平台151分別與第二甚高頻傳輸裝置153、監控資料庫155及第一無線傳輸裝置157電性連接。所述的監控平台151係為電腦，監控資料庫155為存載於硬碟中的資料庫，而第一無線傳輸裝置157則為LTE無線通訊模組。基於甚高頻的特性，第二甚高頻傳輸裝置153可以接收數十公里內的第一甚高頻傳輸裝置139所傳出的訊息。而當第二甚高頻傳輸裝置153接收到前述訊息後，訊息會進一步由監控平台151儲存並整合至監控資料庫155中，以供被許可使用 人員存取。

圖1的離岸風場建設輔助系統中尚包含行動裝置160。所述的行動裝置160係指智慧型手機，其具有第二無線傳輸裝置161、行動處理器163及螢幕165；其中，行動處理器163分別與第二無線傳輸裝置161及螢幕165電性連接，且第二無線傳輸裝置161亦為LTE無線通訊模組。當被許可使用人員欲存取監控資料庫155時，其可以透過連結第一無線傳輸裝置157與第二無線傳輸裝置161的LTE網路調閱監控資料庫155。為便於被許可使用人員理解各項訊息，監控資料庫155的內容在行動裝置160上會被行動處理器163先轉換成監控圖層，再透過行動裝置160的螢幕165展示監控圖層。

圖2為本創作部分實施例之離岸風場建設輔助系統運作方法流程圖。所述的離岸風場建設輔助系統的運作方法中，第一步先提供電子海圖至總資料庫中。其後，將風能資料庫同樣匯入到儲存裝置中，並透過第一處理器將風能資料庫整合至電子海圖上。接著，將至少一地理資料庫匯入到儲存裝置中，並同樣透過處理將至少一地理資料庫整合至電子海圖上。具體而言，前述的風能資料庫包含至少一高風能區域以及至少一低風能區域，而每個地理資料庫包含至少一正值區域以及至少一負值區域。

圖3A-3C為本創作部分實施例之子資料庫示意圖。更具體而言，圖3A-3C為子資料庫經圖1離岸風場建設輔助系統處理後所得之示意圖。在一例子中，風能資料庫114在透過圖2離岸風場建設輔助系統運作方法整合至電子海圖112後，第一處理器121進一步將風能資料庫114轉換成風能資料圖層並藉由顯示裝置125呈現如圖3A中的示意圖；圖3A的高風能區域381位於島嶼371西方，其區域內的風能高於一預定風能閥值，而低於該預定 風能值的區域則為低風能區域383。在另一例子中，地理資料庫116a為一海床地質資料庫；海床地質資料庫在透過圖2離岸風場建設輔助系統運作方法整合至電子海圖112後，第一處理器121進一步將海床地質資料庫轉換成海床地質資料圖層並藉由顯示裝置125呈現如圖3B中的示意圖；圖3B的負值區域384a位於島嶼371西北方，其區域內的海床地質以黏土層為主，而適合建設風力發電機的岩盤則主要分布於正值區域383中。在又一例子中，地理資料庫116b為一法定保護區資料庫；法定保護區資料庫在透過圖2離岸風場建設輔助系統運作方法整合至電子海圖112後，第一處理器121進一步將法定保護區資料庫轉換成法定保護區圖層並藉由顯示裝置125呈現如圖3C中的示意圖；圖3C的負值區域384b與島嶼371重疊，其為依據野生動物保護法第10條所定的野生動物保護區，而未被劃分為野生動物保護區的區域則分布於正值區域382中。

圖4為本創作部分實施例之擴充負值區域產生方法流程圖。所述的擴充負值區域產生方法近似於圖2的離岸風場建設輔助系統運作方法，兩者皆先提供電子海圖及風能資料庫到儲存裝置中，並透過第一處理器將風能資料庫整合至電子海圖上。接著，將複數個地理資料庫匯入到儲存裝置中，並同樣透過處理將複數個地理資料庫整合至電子海圖上。具體而言，前述的風能資料庫包含至少一高風能區域以及至少一低風能區域，而每個地理資料庫包含至少一正值區域以及至少一負值區域。本實施例中擴充負值區域產生方法與圖2離岸風場建設輔助系統運作方法不同之處，在於擴充負值區域產生方法進一步匯入風力發電機資訊庫至儲存裝置。所述的風力發電機資訊庫紀載風力發電機型號的安全距離；例如，特定風力發 電機型號的噪音安全距離或倒塌安全距離。此外，第一處理器藉由負值區域及安全距離產生擴充負值區域，其即為負值區域向外擴張安全距離後的範圍。

圖5A-5C為本創作部分實施例之擴充負值區域產生方法示意圖。更具體而言，圖5A-5C為一個地理資料庫在經圖1離岸風場建設輔助系統處理後所得之示意圖。在此實施例中，未處理的電子海圖112在顯示裝置125中呈現如圖5A的示意圖，其顯示電子海圖112中包含一座島嶼571；而匯入的地理資料庫116b則為法定保護區資料庫。法定保護區資料庫在透過圖2離岸風場建設輔助系統運作方法整合至電子海圖112後，第一處理器121僅將法定保護區資料庫轉換成法定保護區圖層並藉由顯示裝置125呈現如圖5B中的示意圖；圖5B的負值區域584與島嶼571重疊，其為依據野生動物保護法第10條所定的野生動物保護區。然而，法定保護區資料庫在透過圖4擴充負值區域產生方法整合至電子海圖112後，第一處理器121將藉由負值區域584及安全距離D產生圖5C中的擴充負值區域585，其即為負值區域584向外擴張安全距離D後的範圍。

圖6為本創作部分實施例之推薦區域產生方法流程圖，其可接續於圖2離岸風場建設輔助系統運作方法後執行。於本實施例推薦區域產生方法中，第一處理器利用風能資料庫及複數個地理資料庫產生至少一推薦區域。具體而言，第一處理器在選擇高風能區域後，進一步從中排除負值區域與高風能區域的交集，而所剩的選取區域即為推薦區域。本實施例中，第一處理器將推薦區域轉換成推薦區域圖層後，會將推薦區域圖層整合至電子海圖上。

圖7A-7C為本創作部分實施例之推薦區域產生方法示意圖。更具體而言，圖7A-7C為風能資料庫及地理資料庫在經圖1離岸風場建設輔助系統處理後所得之示意圖。風能資料庫114在透過圖2離岸風場建設輔助系統運作方法整合至電子海圖112後，第一處理器121進一步將風能資料庫114轉換成風能資料圖層並藉由顯示裝置125呈現如圖7A中的示意圖；圖7A的高風能區域781位於島嶼771西方，而其餘區域則為低風能區域783。地理資料庫116a在透過圖2離岸風場建設輔助系統運作方法整合至電子海圖112後，第一處理器121進一步將地理資料庫116a轉換成地理資料圖層並藉由顯示裝置125呈現如圖7B中的示意圖；圖7B的負值區域784位於島嶼771西北方，其區域內的海床地質為較不適於設置風力發電機的黏土層。在本實施例的推薦區域產生方法中，第一處理器121在選取圖7A的高風能區域781後，進一步從中排除圖7B中的負值區域784，而所剩的選取區域即為推薦區域786。推薦區域786在被第一處理器121轉換成推薦區域圖層後，第一處理器121會透過顯示裝置顯示如圖7C的畫面。在圖7C中，推薦區域786位於島嶼771的西南方，而推薦區域786的範圍兼具高風能且海床地質適合設置風力發電機的優勢。

圖8為本創作部分實施例之註解產生方法示意圖，其可接續於圖2離岸風場建設輔助系統運作方法後執行。於本實施例註解產生方法中，第一處理器先於顯示裝置中顯示電子海圖；接著，第一處理器接受指示在電子海圖上選擇一個區域，並依據儲存裝置中存有的風能資料庫、地理資料庫針對選取的區域產生註解。最後，第一處理器於電子海圖上顯示註解。

圖9為本創作部分實施例之註解示意圖。更具體而言，圖9為一區域在經圖1離岸風場建設輔助系統處理後所得之示意圖。當第一處理器121接受指示在電子地圖112上選取島嶼971西北方一區域987後，第一處理器121依據儲存裝置中存有的風能資料庫114及地理資料庫116a、116b、116c產生針對區域987的註解988，並將註解988顯示於電子地圖112上以視覺化表達區域987的特性。圖9中的註解988係以代碼形式呈現；然而，於其他實施例中，註解988亦可透過不同顏色、數值或文字敘述呈現於電子地圖112上。

圖10A為本創作部分實施例之船舶地理資訊監控方法流程圖，其可接續於圖2離岸風場建設輔助系統運作方法後執行。於本實施例船舶地理資訊監控方法中，先設置微控制器於船舶上，並使微控制器與第一處理器連接。相似地，設置第一甚高頻傳輸裝置於同船舶上，並使第一甚高頻傳輸裝置與微控制器電性連接。接著，微控制器取得船舶的全球定位系統位置資訊及方位角資訊，並記錄取得上述資訊的時間點；此外，微控制器將全球定位系統位置資訊、方位角資訊及時間點儲存為封包並透過第一甚高頻傳輸裝置傳送出去。

圖10B為本創作部分實施例之船舶地理資訊回報方法流程圖，其可接續於圖10A船舶地理資訊監控方法後執行。於本實施例船舶地理資訊回報方法中，先設置監控平台、第二甚高頻傳輸裝置、監控資料庫於陸地上，並使監控平台分別與第二甚高頻傳輸裝置、監控資料庫電性連接。接著，第二甚高頻傳輸裝置接收來自第一甚高頻傳輸裝置船舶的封包，並傳送至監控資料庫儲存。

圖10C為本創作部分實施例之船舶地理資訊顯示方法流程 圖，其可接續於圖10B船舶地理資訊回報方法後執行。於本實施例船舶地理資訊顯示方法中，監控平台透過無線網路將監控資料庫傳送至行動裝置中，再由行動裝置將監控資料庫轉換成監控圖層並顯示於行動裝置上。

圖11為本創作部分實施例之船舶地理資訊示意圖。更具體而言，圖11為監控資料庫在經圖1離岸風場建設輔助系統處理後所得之示意圖；其中，兩艘船舶130分別由起點S出發並各自沿著第一航線R1及第二航線R2行駛至終點E。如圖10A的實施例，於航行的過程中每艘船舶130上的微控制器131會定期收集船舶130當下的全球定位系統位置資訊及船首的方位角資訊，並記錄取得上述資訊的時間點；而全球定位系統位置資訊、方位角資訊及時間點經微控制器131儲存為封包後會透過同船舶130上的第一甚高頻傳輸裝置139傳送出去。接著，如圖10B中的實施例，封包會被設置於陸地150的監控平台151接收；更具體而言，由第一甚高頻傳輸裝置139送出的封包被第二甚高頻傳輸裝置153接收後，會進一步傳輸至監控平台151並交由監控資料庫155統整儲存。最後如圖10C中的實施例，工作人員欲檢視船舶130各時間的的運動軌跡時，可利用行動裝置160透過LTE網路取得監控資料庫155；行動裝置160在取得監控資料庫155後，可透過行動處理器163將監控資料庫155轉換成監控圖檔，並將船舶130運動軌跡顯示於手機螢幕上以呈現圖11的畫面。

圖12A為本創作部分實施例之人員位置資訊監控方法流程圖，其可接續於圖2離岸風場建設輔助系統運作方法後執行。於本實施例人員位置資訊監控方法中，先設置船舶內定位系統於船舶上；其中，船舶內定位系統包含複數個無線感應器，且前述無線感應器與微控制器電性連 接。接著，提供定位發射器給船舶工作人員隨身攜帶，並藉由追蹤定位發射器的位置間接推知工作人員於船舶內定位系統範圍中的位置。更進一步地，微控制器會特別紀錄定位發射器進入船舶內定位系統範圍的時間，並視之為登入時間點；相似地，微控制器亦會紀錄定位發射器離開船舶內定位系統範圍的時間，並視之為登出時間。透過記錄登出時間及登入時間，本實施例的人員位置資訊監控方法亦可作為控管工作人員出缺勤的方法。

圖12B為本創作部分實施例之人員位置資訊示警方法流程圖，其可接續於圖12A人員位置資訊監控方法後執行。於本實施例人員位置資訊示警方法，微控制器會特別於前述登出時間點取得全球定位系統位置資訊。接著，微控制器比對取得的全球定位系統位置與一份位置清單；當取得的全球定位系統位置符合位置清單中的項目時，微控制器即會發出警示。透過本實施例人員位置資訊示警方法，當工作人員離開船舶內定位系統範圍時，微控制器會紀錄工作人員於登出時間點的絕對位置；因此，當工作人員於外海等危險區域中離開船舶內定位系統範圍，微控制器即可發出警示以即時確認工作人員是否落海。

圖13為本創作部分實施例之船舶內定位系統仰視圖。本實施例的船舶內定位系統1391係設置甲板1393上，其由無線感應器1395a、1395b、1395c、1395d、1395e、1395f、1395g共構而成。從仰視圖來看，儘管單一無線感應器的感應面積小於甲板1393的面積，但可藉由設置多個無線感應器的方式使得船舶內定位系統1391覆蓋整個甲板1393。無線感應器1395a、1395b、1395c、1395d、1395e、1395f、1395g可偵測定位發射器於船舶內定位系統1391的位置；鑒此，若將定位發射器設置於工作人員身上時， 即可利用船舶內定位系統辨別工作人員是否位於船舶內定位系統1391內，以及工作人員位於船舶內定位系統1391中的位置。

圖14為本創作部分實施例之船舶量測系統。圖14的船舶量測系統170包含第二處理器171、傾斜儀173、不斷電系統175、重心轉換模組177及運動感測儀180；其中，第二處理器171分別與傾斜儀173、不斷電系統175、重心轉換模組177及運動感測儀180電性連接。此外運動感測儀180又包含三軸陀螺儀181、三軸加速度計183、三軸磁力計185以及濾波器187；其中，濾波器187分別與第二處理器171、三軸陀螺儀181、三軸加速度計183、三軸磁力計185電性連接。如圖1實施例所示，第二處理器171電性連接至第一處理器121，並透過第一處理器121與儲存裝置中的電子海圖112與海象資料庫119電性連接。

圖14中的傾斜儀173係用於量測船舶緩慢俯仰姿態變化；具體而言，其可包含X軸傾斜儀與Y軸傾斜儀，用於量測船舶靜態俯仰角或進行貨物裝載時所造成之俯仰角變化。圖14中的運動感測儀180量測實際海況中船舶動態航行之量測船舶運動時之橫搖角(roll angle)、縱搖角(pitch angle)與起伏量(heave)等運動量；具體而言，其可包含含由三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁力計組成一貫性量測單元，再藉由濾波器校正與調適，整合出精確的資料輸出；圖14中的第二處理器171可完成資料擷取與儲存，並可預先設定其排程以達到自動化作業；具體而言，其可以包含在單板機電腦中。圖14中的不斷電系統175係用以確保船舶量測系統170可長時間不間斷之量測任務；具體而言，其包含一組能夠充放電之高容量鋰聚合物電池作為不斷電系統，當船上電源關閉時能夠保持量測系統約10至12小時之運作，反 之當電源啟動時電池則為充電狀態。所述的海象資料庫119係用以提供當下及歷史海象資訊，以便於第一處理器將與所量測到的船舶姿態、運動與其他資訊連結；所述的海象資料庫亦提供未來海象資訊，以便於第一處理器推測未來的海象狀況是否適合進行離岸風場建設。

在一實施例中，所述的傾斜儀173採用電容式雙軸傾斜儀，其量測範圍在正負30度之間，量測軸包含X軸與Y軸，解析度為0.01度、絕對精度為0.05度，輸出訊號採用CANopen通訊協定，且取樣率為5Hz、15Hz、35Hz、50Hz；所述傾斜儀173可用於量測船舶靜態俯仰角，或進行貨物裝載時所造成之俯仰角變化。在一實施例中，所述的運動感測儀180為慣性量測系統，其姿態精度(roll/pitch)為0.2度，艏向精度(heading)為0.8度，俯仰精度(heave)為10公分或10%，輸出訊號採用RS-232介面，取樣率則最高為200Hz；所述運動感測儀180由三軸陀螺儀181、三軸加速度計183、三軸磁力計185組成一貫性量測單元，再藉由一組擴展型卡曼濾波器(Extended Kalman Filter)177校正與調適。在一實施例中，所述的第二處理器171設置於一款基於Linux的單板機電腦中，其CPU採用ARM Cortex-A53 65位元(ARMv8系列)1.2GHz(四核心)，記憶體為1024MB的LPDDR2記憶體，總體尺寸為85.60x53.98mm，額定功率為4W，電源輸入為5V，並可視情況結合MicroSD以暫存傾斜儀與運動感測儀所量測而得的資訊。

本創作一實施例之船舶量測系統包含第二處理器171、傾斜儀173與運動感測儀180。本創作另一實施例之船舶量測系統包含第二處理器171、傾斜儀173、不斷電系統175與運動感測儀180。本創作又一實施例之船舶量測系統包含第二處理器171、傾斜儀173、重心轉換模組177與運動感測 儀180。在較佳實施例中，所述船舶量測系統170設於船舶重心處。但在其他實施例中，所述船舶量測系統170可設置於船舶上任意平坦之位置，並透過重心轉換模組177記錄設置位置相對於船舶重心的座標，以便於後續資料處理時進行座標轉換。

以上實施方式僅為說明本創作之技術思想及特點，目的在於使熟習此技藝之人士能充分瞭解本創作之內容並能據以實施之，並不能以此限定本創作之專利範圍，若依本創作所揭示精神所為之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

170‧‧‧船舶量測系統

171‧‧‧第二處理器

173‧‧‧傾斜儀

175‧‧‧不斷電系統

177‧‧‧重心轉換模組

180‧‧‧運動感測儀

181‧‧‧三軸陀螺儀

183‧‧‧三軸加速度計

185‧‧‧三軸磁力計

187‧‧‧濾波器

Claims (10)

1. 一種離岸風場建設輔助系統，包含：一第一處理器；一儲存裝置，與該第一處理器電性連接，且該儲存裝置包含：一電子海圖；一風能資料庫；以及至少一地理資料庫；一輸入裝置，與該第一處理器電性連接；一顯示裝置，與該第一處理器電性連接；以及；一船舶量測系統，設置於一船舶上並與該第一處理器電性連接，且該船舶量測系統包含：一第二處理器；一傾斜儀，與該第二處理器連接；以及一運動感測儀，與該第二處理器連接。
2. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該第二處理器設置於一單板電腦中。
3. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該傾斜儀為一電容式雙軸傾斜儀。
4. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該運動感測儀包含：一慣性量測單元；以及一濾波器。
5. 如請求項4所述之離岸風場建設輔助系統，其中該慣性量測單元包含：一三軸陀螺儀；一三軸加速度計；以及一三軸磁力計。
6. 如請求項5所述之離岸風場建設輔助系統，其中該濾波器為一擴展型卡爾曼濾波器。
7. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該船舶量測系統設置於該船舶的重心處。
8. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該船舶量測系統非設置於該船舶的重心處，且該船舶量測系統包含一重心轉換模組。
9. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該船舶量測系統包含一不斷電系統，且該不斷電系統與該傾斜儀、運動感測儀及第二處理器連接。
10. 如請求項1所述之離岸風場建設輔助系統，其中該儲存裝置包含一海象資料庫。