[发明专利]一种航行船舶超吃水自动检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶吃水检测技术，特别是一种航行中船舶超吃水量的现场自动检测系统。

背景技术

船舶吃水是指船舶因自重或受载，船体浸没水中部分的深度，船舶吃水值反映了船舶的排水量和载货重量。“超吃水”是指国内内河部分船舶为追求经济利益，超过航道维护水深标准装载航行，或由于超载而超过船舶允许的最大吃水值。船舶“超吃水”航行不但会损坏船体本身，危及船员生命，还可能造成搁浅后，改变水流方向，造成泥沙淤积等不利情况，进而破坏航道，造成航道断航或阻航，影响航道的畅通和安全，其危害巨大。

目前已有的船舶吃水检测方法主要有：人工观测、超声波水尺、激光水位计、压力传感器、声纳或激光成像等，但存在主观因素大、检测精度低、自动化程度不高、劳动强度较大、装置或系统成本较高、使用维护不便等缺点。如专利号为ZL200720106838.4的中国实用新型专利“一种船舶水尺”提到一种船舶水尺，专利号为ZL92208452.1的中国实用新型专利“智能检水仪”提供的一种测量船舶和载重量的计量仪器，授权公告号为CN200985088Y的中国实用新型专利“手提式船舶吃水测量仪”提到的一种手提式船舶吃水测量仪，均需要检测人员登上被检测船才能实施检测，但实际执法中，让航行中的船舶停下接受检测，显然不现实。而授权公告号为CN201989930U的中国实用新型专利“船舶吃水深度检测装置”中提供的一种船舶吃水深度检测装置，以及授权公告号为CN201980396U的中国实用新型专利“船舶吃水深度采集系统”中提供的一种基于压力传感器的船舶吃水深度采集系统，则直接安装在被检测船舶上，这显然也无法适用于执法检查。也有提到不影响通航的现场检测方法，如公开号为CN101216338A的中国发明专利“一种船舶排水量测量装置及其测量方法”中使用固定安装于河床及河岸水下部分的测量装置，授权公告号为CN101628612A的中国发明专利“船舶吃水超限预警系统及预警方法”中提到的通过在闸道水下设置一个可上下升降的水平杆，检测水平杆与船底接触时的高度进行吃水超限报警的方法，以及授权公告号为CN201800887U的中国实用新型专利“一种基于超声波传感器的船舶吃水深度超限预警系统”中提到的一种基于超声波传感器并辅以视频的过闸船舶吃水深度超限预警系统，虽然能实现非接触检测，但由于水下情况复杂，检测精度受漩涡、杂物等干扰程度大，其装置的安装和维护不方便，而且如果对“起吃水”船舶进入引航道或闸道后才检测，则航道破坏可能会既成事实。还有使用图像处理算法计算船舶吃水深度的，如申请公布号为CN101913415A的中国发明专利“船舶吃水动态检测系统及检测方法”提供一种利用水下激光阵列和水下摄像机的船舶吃水动态检测系统及检测方法，但由于长江水质比较浑浊，泥沙含量较高，能见度极低，在这种环境下激光的有效探测距离以及激光成像设备的有效视距是否满足超吃水动态检测的要求还须通过大量实验来验证，且其系统成本较高，安装和维护也不太方便。因此，亟需研究开发一种经济实用的航行中船舶超吃水实时自动检测系统及检测方法。

发明内容

本发明提供了一种适用于航道管理部门快速检测要求的、经济实用的航行中船舶超吃水实时自动检测系统，该系统可安装于检测船上，在任意航段对航行中船舶的吃水进行现场自动检测。

本发明的技术方案是：一种航行船舶超吃水自动检测系统，包括测量头、测量头提放子系统、实时数据采集器、数据通讯接口、数据处理与控制子系统和显示与操作面板；所述测量头提放子系统上包括电动绞车、导向滑轮、钢丝绳和钢丝绳测量装置；所述测量头连接在测量头提放子系统的钢丝绳上；所述实时数据采集器的输入端与测量头连接，其输出端通过数据通讯接口与数据处理与控制子系统连接；所述数据处理与控制子系统与显示与操作面板连接；所述测量头上安装有水声测距仪和液位（水压）传感器；所述数据处理与控制子系统，包括CPU及与其相连的通讯模块、数据存储模块、输入输出控制模块，用于处理测量数据、控制测量头的提放、人机交互响应，以及监控系统工作状态。

进一步，所述显示与操作面板，包括显示屏、三色指示灯、声光报警装置和功能按键组；所述显示屏用来显示所述检测系统的状态信息和测量结果；所述三色指示灯用来指示所述检测系统的工作状态；所述声光报警装置用来提示所述检测系统故障；所述功能按键组用来接受用户数据输入或操作指令输入。

进一步，所述钢丝绳为柔性钢丝绳，所述测量头连接带有配重。

进一步，所述钢丝绳测量装置为光电转速编码器，用于测量钢丝绳入水长度。