[发明专利]船舶的控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种船舶的控制系统及控制方法，涉及船舶技术领域，包括能够响应模式选择操作的综合自动化装置、可以控制船舶航行的控制执行装置，以及可以向控制执行装置发送控制指令的航行控制装置，当需切换航行模式时，只需由综合自动化装置响应模式选择操作后，向控制执行装置或航行控制装置发送模式确定指令就能切换船舶的航行模式，在本申请中，模式确定指令即为模式选择开关，该指令无需存入数据库，可以直接向下传输，进而可以直接控制模式切换，保证了控制的时效性，另外也避免了由于指令数据丢失或损坏导致无法切换或选择模式的情况发生，满足自主航行船舶对安全性的要求，整体运行环境稳定且相对独立，保证常规船舶能够正常运行。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其是涉及一种船舶的控制系统及控制方法。

背景技术

船舶是一种水上平台，在军事方面，通过自主航行/远程遥控航行可以扩大现有作战能力，在民用方面，通过自主航行/远程遥控航行在海洋、大型湖泊等复杂危险海况下的巡逻、监测、灾害预警与救灾等方面有重要的应用价值。由于海洋、湖泊的环境复杂，自主航行/远程遥控航行的控制显得尤为重要。另外，船舶还能够通过人工控制航行，或人为输入航线，再由船舶的综合自动化系统根据航线和气象情况向船舶的控制执行装置发出指令，以使船舶以自动循迹模式航行。

现有的全船外部感知信息及内部感知信息通常由相应的感知系统提供，因此，在船舶航行时，全船的综合自动化系统无法综合判断全船感知信息是否异常，进而无法正确决策航行建议。其次，现有在船舶航行切换模式时，通常需要通过综合自动化系统控制网络发送指令才能实现模式的选择及切换，而这种方式通常需先将该控制网络的指令录入数据库，该指令发送之后还需再读取数据才能实现控制，在时效性上不满足控制要求；另外，在该种通信模式下，当综合自动化系统的指令数据丢失或损坏后也会导致船舶无法正常切换模式，进而无法完全满足自主航行船舶对安全性的要求。

现在有大量智能系统处于研究发展阶段，并且船舶有自身的任务需求(如教学实训及科研等)，因此需要提供稳定且相对独立的运行环境，避免影响常规船舶的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶的控制系统及控制方法，以保证对船舶控制的时效性，同时满足自主航行船舶对安全性的要求。

第一方面，本发明提供了一种船舶的控制系统，该系统包括：综合自动化装置，以及与综合自动化装置通信连接的航行控制装置和控制执行装置；综合自动化装置用于响应模式选择操作，确定船舶即将要使用的航行模式，并基于航行模式向航行控制装置发送模式确定指令，或者向控制执行装置发送第一控制指令；航行控制装置根据接收的模式确定指令向控制执行装置发送第二控制指令；控制执行装置用于根据接收第一控制指令或者第二控制指令，控制船舶航行；其中，航行模式包括自主航行模式、远程遥控航行模式、自动循迹航行模式和人工航行模式。

在可选的实施方式中，上述综合自动化装置还用于获取船舶的感知信息；其中，感知信息包括船舶的航行信息、环境信息、船体信息和设备信息；综合自动化装置还用于向航行控制装置发送感知信息，以使航行控制装置根据感知信息确定第二控制指令。

在可选的实施方式中，上述综合自动化装置包括：常规导航模块和机舱监控模块；常规导航模块用于获取航行信息和环境信息；机舱监控模块用于获取船体信息和设备信息。

在可选的实施方式中，上述如果模式确定指定确定的航行模式为人工航行模式或者自动循迹航行模式，机舱监控模块还用于响应航行控制操作，向控制执行装置发送针对于人工航行模式或者自动循迹航行模式的第一控制指令；其中，航行控制操作包括设置航行路线、设置船舶转速和船舶转向。

在可选的实施方式中，上述机舱监控模块包括机舱监测报警单元和机舱自动化单元；机舱监测报警单元与机舱自动化单元通信连接；机舱自动化单元用于将获取到的船体信息和设备信息，以及接收到的常规导航模块发送的航行信息和环境信息，发送给机舱监测报警单元；机舱监测报警单元用于根据航行信息、环境信息、船体信息和设备信息，确定船舶是否运行异常，如果运行异常发出警报信息。