[發(fā)明專利]一種基于最佳航速的自主航行系統(tǒng)及其航行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011254297.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112435505B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛沛;劉燦波;莫中華;李林海;周瑋;劉偉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎船舶工程有限公司
• 主分類號(hào): G08G3/00
• 分類號(hào): G08G3/00;G05D1/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳亮亮

本發(fā)明公開了一種基于最佳航速的自主航行系統(tǒng)及其航行方法，包含航行控制工作站、船載服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集單元、駕駛航行系統(tǒng)、機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)和信號(hào)輸入輸出組合單元，數(shù)據(jù)采集單元與駕駛航行系統(tǒng)和機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)連接用于采集駕駛航行系統(tǒng)和機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，船載服務(wù)器通過局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集單元連接，航行控制工作站與船載服務(wù)器連接，信號(hào)輸入輸出組合單元與船載服務(wù)器連接。本發(fā)明僅僅是通過針對(duì)不同的風(fēng)、浪涌、潮流、氣象及海況信息進(jìn)行船舶航速的優(yōu)化，無需對(duì)船舶硬件等進(jìn)行改造，成本低廉即可實(shí)現(xiàn)船舶的節(jié)能航行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自主航行系統(tǒng)及其航行方法，特別是一種基于最佳航速的自主航行系統(tǒng)及其航行方法，屬于航海領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在石油消耗不斷增加，石油供應(yīng)緊張的環(huán)境下，國際海事組織制定了能效設(shè)計(jì)和管理的規(guī)范，鼓勵(lì)實(shí)施節(jié)能減排措施，以減少對(duì)自然環(huán)境的污染，改善生活環(huán)境。

在海運(yùn)行業(yè)，國際海事組織IMO于2011年7月召開的第62次海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)MEPC 62上，通過了為強(qiáng)制實(shí)施EEDI船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)及SEEMP船舶能效管理計(jì)劃的MARPOL公約國際防止船舶造成污染公約附屬文件VI的修正案，生效日為2013年1月。該修正案要求新船的能效設(shè)計(jì)指數(shù)要滿足規(guī)范要求，以降低CO2氣體的排放量。每艘船舶須在船上保存一份具體的船舶能效管理計(jì)劃。國內(nèi)外對(duì)船舶節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究，例如提高螺旋槳推進(jìn)性能、改善主發(fā)動(dòng)機(jī)性能，航行中利用其它類型的能源如電能、風(fēng)能等作為輔助動(dòng)力，研究和開發(fā)新型動(dòng)力機(jī)和燃料，新型動(dòng)力機(jī)比柴油機(jī)有更高的熱效率，能夠使用一種或多種燃料，這些節(jié)能技術(shù)將增加船舶的建造和運(yùn)營成本，并且對(duì)船員的素質(zhì)和能力提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于最佳航速的自主航行系統(tǒng)及其航行方法，通過低成本的方式來降低船舶能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能航行。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于最佳航速的自主航行系統(tǒng)，其特征在于：包含航行控制工作站、船載服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集單元、駕駛航行系統(tǒng)、機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)和信號(hào)輸入輸出組合單元，數(shù)據(jù)采集單元與駕駛航行系統(tǒng)和機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)連接用于采集駕駛航行系統(tǒng)和機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，船載服務(wù)器通過局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集單元連接，航行控制工作站與船載服務(wù)器連接，信號(hào)輸入輸出組合單元與船載服務(wù)器連接。

進(jìn)一步地，還包含主機(jī)遙控系統(tǒng)和主機(jī)控制系統(tǒng)，主機(jī)遙控系統(tǒng)與信號(hào)輸入輸出組合單元連接，主機(jī)控制系統(tǒng)與主機(jī)遙控系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述船載服務(wù)器內(nèi)安裝有航速軟件系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述駕駛航行系統(tǒng)包含全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、航速記錄儀、風(fēng)速風(fēng)向儀、舵角記錄儀、測深儀、電子海圖和船載航行數(shù)據(jù)記錄儀。

進(jìn)一步地，所述機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)包含轉(zhuǎn)速測速裝置、馬力計(jì)、燃油質(zhì)量流量計(jì)和吃水計(jì)。

一種基于最佳航速的自主航行系統(tǒng)的航行方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：在航速軟件系統(tǒng)中輸入預(yù)定的航行線路、船舶的首尾吃水、燃油價(jià)格、出港及到港的預(yù)定時(shí)間；

步驟二：航速軟件系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)接收風(fēng)、浪涌、潮流、氣象及海況信息；

步驟三：航速軟件系統(tǒng)將預(yù)定的航線分成多條航段，在每一航段上根據(jù)風(fēng)、浪涌、潮流氣象及海況信息計(jì)算出最佳航速和相應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；

步驟四：信號(hào)輸入輸出組合單元將最佳轉(zhuǎn)速網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)，電流信號(hào)輸入到主機(jī)遙控系統(tǒng)內(nèi)；

步驟五：主機(jī)遙控系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)傳遞給主機(jī)控制系統(tǒng)，然后通過調(diào)節(jié)主機(jī)的供油量，控制主機(jī)按照最佳轉(zhuǎn)速運(yùn)行；