[发明专利]一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统及方法

说明书

技术领域

本发明一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统及方法，涉及船舶通过船闸的安全导航辅助领域。 

背景技术

船舶进闸和在闸室内移泊，前面的船舶观察前方闸首胸墙、闸门和停靠线，后面的船舶观察前方的水面或前船。船舶的驾驶难度比较大。首先一般货船的驾驶舱在船尾，驾驶台距离船首几乎有整个船长，少者几十米、多者一百多米，观察距离长，加大了驾驶者掌控前端状况的难度，这也是与汽车和火车比较最明显的区别。其次，驾驶者视线由船舶吃水深浅和船上货物高度决定，这些参数不确定性进一步增加了船舶驾引难度。而在闸室内并排行走的两艘船舶因距离较近可以看清楚彼此，在载重情况相当的情况下，基本能够做到同步移泊。因此，如果能较好的解决驾驶者对前端障碍物的可见性和存在感，以及清楚地知道前方物体和自己的移动速度，那么前后两船同步移泊也是可以做到的，也严重制约了通航的速度。 

以三峡船闸为例，根据三峡船闸设计要求，三峡通航管理办法规定，进船闸的航速不得超过1米/秒，出船闸的航速不得超过1.4米/秒，在三峡船闸闸室间移泊的航速不得超过0.6米/秒。在实际运行过程中，以上速度虽然可以保证三峡船闸的运营安全，严重制约了三峡船闸的通航能力。要通过缩短移泊时间来提高船闸的通过能力，船舶进出闸和移泊速度是一个主要因素。需要像铁路和公路精准定位停靠和同步移动一样，在确保安全的前提下依靠技术进步，在保证船闸安全的情况下，提高通航速度，提升通航能力。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统及方法，可以使船舶安全快速通过船闸，提高了船闸的运行效率和通过能力。 

本发明采取的技术方案为：一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统，包括船舶监控终端、岸端集控室、无线通讯定位系统。所述岸端集控室设有冗余数据库服务器、数据综合分析机、数据显控终端，冗余数据库服务器与数据综合分析机、数据显控终端通过冗余以太网连接。 

冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔，UHF发射塔向船端发送:差分数据、排挡信息、过闸船舶动态信息； 

所述无线通讯定位系统包括北斗参考站设备、UHF发射塔；安装在船端的UHF无线电台和卫星定位接收机；

所述船舶监控终端包括：UHF无线电台、综合显示处理计算机和卫星定位接收机；

船舶监控终端通过UHF无线电台连接UHF发射塔。

所述冗余数据库服务器通过RS-485串口连接UHF发射塔。 

所述UHF无线电台通过RS-485串口连接综合显示处理计算机。 

所述数据显控终端连接电视墙。 

一种船舶通过船闸的安全导航方法，包括以下步骤： 

1）、根据船舶的位置，以及冗余数据库服务器在待闸时下达的该闸室的精确排挡图及排挡信息，实时算出船舶的相对于闸室的相对位置；

2）、根据船舶的实时位置信息，计算出船速，计算到船舶在当前情况下超速，则进行高亮闪光提示；

3）、将本船舶的实时位置信息，通过UHF无线通讯上传到冗余数据库服务器，冗余数据库服务器根据排挡情况，将该闸室相邻船舶的位置信息，通过UHF无线通讯实时下发到该船，该船根据本地存储的排挡信息，根据算法，实时计算出该闸室所有船的速度及相互之间的位置关系，并在船舶监控终端显示，如果船间距小于安全间隔或船舶超过安全速度，可以在船舶监控终端的软件界面上进行声光报警或语音提示。

船舶监控终端根据排挡情况，计算出该船的虚拟移泊停靠位置，通过软件界面引导船舶向该位置停靠，根据待闸时下达的该闸室的精确排挡图及排挡信息，计算出船舶在行进到该虚拟移泊位置，语音提示该船离虚拟移泊位置的精确距离。到达虚拟移泊位置后，高亮显示该船的可用缆桩范围； 

安装在船端的综合显示处理计算机的屏幕，实时动态显示船的方向，船长参照图上的虚拟停靠位置和当前船舶艏向,以及偏航窗口显示的偏航量来调整船舶艏向，直到按照预定方向行驶到预定位置。

本发明一种船舶通过船闸的安全导航辅助系统及方法，可使船舶安全快速通过船闸，提高船闸的运行效率。以三峡船闸为例，可缩短船舶过闸间隔时间20多分钟，使船闸运行闸次提高40%以上，年通过能力提高2000万吨以上，社会效益明显。 

附图说明

图1为本发明的工作原理图。 

图2为本发明的船舶监控终端界面显示图。 

图3为本发明的双定位接收天线定位测向法示意图。