[发明专利]实验室用船舶路径规划培训系统

说明书

本发明涉及船舶路径规划领域，具体地说，是一种实验室用船舶路径规划培训系统，该培训系统包括以下模块：航点的选取与存储模块、航行参数的计算与存储模块、航线的查询模块、航行过程的模拟模块和航线的调整模块，选取航点建立航线表，并根据航点纬度和航点经度进行相关船舶参数的计算与存储，包括相邻航点之间的航程、船艏向、纬度增加量和经度增加量以及各航点处的剩余航程，并在电子海图上模拟实船实现船舶路径规划。同时本系统允许根据船舶实际航行状况调整航线。本系统既为老师在课堂教学中进行理论知识的讲解提供了演示平台，也为学生在实验课程中进行船舶路径的规划提供了载体。

技术领域

本发明涉及船舶路径规划领域，具体地说，是一种实验室用船舶路径规划培训系统。

背景技术

海上航线是指船舶在两地间的海上航行路线，每个航次的具体航线，应根据航行任务和航行地区的地理、水文、气象等情况，以及船舶状况拟定。船舶路径规划的科学性是保证船舶航行安全高效的一个关键因素。电子海图、GPS、AIS等设备只起到辅助航行的作用，船舶航行的关键还是在于海员本身。在船舶航行过程中，环境复杂多变，面对各种无法预料的突发状况，能否及时对当前船舶路径做出调整，对海员的个人能力有很大的要求。

目前，越来越多的航运企业加大投入培训力度以期提高海员的个人能力，相比实船培训存在的花费大且周期长等缺点，航海院校的教育和培训才是提高海员个人能力的最有效途径。然而，当前航海课程教学普遍存在两个问题，其一是课程教学偏重理论知识的讲解，弱化了与计算机技术相结合的特点，大量的基础知识使学生感到抽象、枯燥、晦涩难懂，使学生学习的积极性、主动性得不到发挥，其二是教学中可视化教学手段运营不充分。因此提出一种实验室用船舶路径规划培训系统是非常必要的。

发明内容

本发明应用于航海实验室教学，其目的是培养航海院校学生具备船舶路径规划的个人能力，同时解决了课程教学中偏重理论知识讲解和可视化教学手段运营不充分的两个问题。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

1)本系统的航线主要依赖于多个航点的选取。学生根据出发地港口、目的地港口、船舶类型、船舶载货量、船舶吃水深、船舶桅杆高和水文气象等条件查阅所在海域的可通航航线，记录对应的多个航点，并将所有航点存储到系统数据库中。依次连接所有航点形成一条航线，该航线应是一条具有富裕水深、能够避开障碍物和满足当前气象条件的安全航线。

2)在系统界面中通过选择不同的出发地港口、目的地港口、船舶类型、船舶载货量、船舶吃水深和船舶桅杆高，查询出对应的目标航线表，同时系统根据目标航线表中的航点纬度和航点经度计算并存储相邻航点之间的航程、船艏向、纬度增加量和经度增加量以及各航点处的剩余航程。

本系统具备自动计算航行参数的功能。一方面，学生可以将手动计算的航行参数值与系统计算的航行参数值相对比，进行自我修正。另一方面，航行参数的计算是学生船舶路径规划能力的一个重要部分，老师可以将学生手动计算的航行参数值与系统计算的航行参数值相对比，进行测试评分。

3)通过两点的经纬度计算相邻航点A、航点B之间的航程，具体计算公式如下：

式中：R为地球半径，(L,B)、(L′,B′)为航点A、航点B的经纬度。

总航程的具体计算公式如下：

式中：n为总航段数。

当前航点剩余航程的具体计算公式如下：

式中：m为当前航点总航段数。