[发明专利]一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法

说明书

本发明公开了一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，包含航行控制工作站、船载服务器、数据采集单元、驾驶航行系统、机舱监测报警系统和信号输入输出组合单元，数据采集单元与驾驶航行系统和机舱监测报警系统连接用于采集驾驶航行系统和机舱监测报警系统的数据，船载服务器通过局域网与数据采集单元连接，航行控制工作站与船载服务器连接，信号输入输出组合单元与船载服务器连接。本发明仅仅是通过针对不同的风、浪涌、潮流、气象及海况信息进行船舶航速的优化，无需对船舶硬件等进行改造，成本低廉即可实现船舶的节能航行。

技术领域

本发明涉及一种自主航行系统及其航行方法，特别是一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，属于航海领域。

背景技术

在石油消耗不断增加，石油供应紧张的环境下，国际海事组织制定了能效设计和管理的规范，鼓励实施节能减排措施，以减少对自然环境的污染，改善生活环境。

在海运行业，国际海事组织IMO于2011年7月召开的第62次海洋环境保护委员会MEPC 62上，通过了为强制实施EEDI船舶能效设计指数及SEEMP船舶能效管理计划的MARPOL公约国际防止船舶造成污染公约附属文件VI的修正案，生效日为2013年1月。该修正案要求新船的能效设计指数要满足规范要求，以降低CO2气体的排放量。每艘船舶须在船上保存一份具体的船舶能效管理计划。国内外对船舶节能技术进行研究，例如提高螺旋桨推进性能、改善主发动机性能，航行中利用其它类型的能源如电能、风能等作为辅助动力，研究和开发新型动力机和燃料，新型动力机比柴油机有更高的热效率，能够使用一种或多种燃料，这些节能技术将增加船舶的建造和运营成本，并且对船员的素质和能力提出了更高的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于最佳航速的自主航行系统及其航行方法，通过低成本的方式来降低船舶能耗，实现节能航行。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于最佳航速的自主航行系统，其特征在于：包含航行控制工作站、船载服务器、数据采集单元、驾驶航行系统、机舱监测报警系统和信号输入输出组合单元，数据采集单元与驾驶航行系统和机舱监测报警系统连接用于采集驾驶航行系统和机舱监测报警系统的数据，船载服务器通过局域网与数据采集单元连接，航行控制工作站与船载服务器连接，信号输入输出组合单元与船载服务器连接。

进一步地，还包含主机遥控系统和主机控制系统，主机遥控系统与信号输入输出组合单元连接，主机控制系统与主机遥控系统连接。

进一步地，所述船载服务器内安装有航速软件系统。

进一步地，所述驾驶航行系统包含全球卫星定位系统GPS、航速记录仪、风速风向仪、舵角记录仪、测深仪、电子海图和船载航行数据记录仪。

进一步地，所述机舱监测报警系统包含转速测速装置、马力计、燃油质量流量计和吃水计。

一种基于最佳航速的自主航行系统的航行方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：在航速软件系统中输入预定的航行线路、船舶的首尾吃水、燃油价格、出港及到港的预定时间；

步骤二：航速软件系统通过网络接收风、浪涌、潮流、气象及海况信息；

步骤三：航速软件系统将预定的航线分成多条航段，在每一航段上根据风、浪涌、潮流气象及海况信息计算出最佳航速和相应的最佳转速数据；

步骤四：信号输入输出组合单元将最佳转速网络信号转换成相对应的电流信号，电流信号输入到主机遥控系统内；

步骤五：主机遥控系统将转速对应的电流信号传递给主机控制系统，然后通过调节主机的供油量，控制主机按照最佳转速运行；