CN117826657A - 一种智能化多拖轮感知协同控制作业*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，涉及船舶与海洋工程技术领域，包括监控***、现场环境监测***、分析***、中央控制***和显示模块，监控***与现场环境监测***相连，本发明中通过现场环境监测***和分析***可对船舶运行的状态及运行所处环境进行实时的监测与测算，通过分析模块传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，通过船舶行驶速度监测模块和船舶GPS定位装置，对拖轮船与目标船只的位置进行精确的监测定位，结合现场环境监测***包括水流风向监测模块和船舶监测雷达通过分析模块传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，同时中央控制***内设置通信模块，与船舶内的中控室进行通信连接。
Description
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，具体为一种智能化多拖轮感知协同控制作业***。
背景技术
拖轮又称为拖船，往往被用于拖曳船舶、协助大型船舶进出港口、靠离码头或救助海洋遇难船只，相较于其他船舶，拖船具有船身小、构造坚固、动力强劲以及操纵灵活等特点，作业区域相对固定、通讯环境稳定，对于大部分拖轮而言，其作业区域多固定在内河港口以及近海海域，使得拖轮智能化具备更好的条件，拖轮的智能化也有助于智慧港口建设，因此，智能拖船已成为目前智能船舶技术开发应用的热点研究方向；
但现在拖轮船在工作时，由于仅依靠拖轮上工作人员的经验来进行操作，但由于拖轮和目标船之间存在一定的通信差异，同时港口的情况随时发生变化，且在不能及时的进行通知，会由于时间差较大而产生操舵偏差，为此提供了一种智能化多拖轮感知协同控制作业***。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，包括监控***、现场环境监测***、分析***、中央控制***和显示模块，所述监控***与现场环境监测***相连，所述现场环境监测***与分析***相连，所述分析***与中央控制***相连，所述中央控制***与显示模块相连，所述分析***与船舶上的船舶数据***进行连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述监控***包括周围环境检测模块和传感器监测模块，所述周围环境监测模块用于对港口进口处位置监测，所述传感器监测模块用于各个***内的传感器工作运作状态。
作为本发明的一种优选技术方案，所述现场环境监测***包括船舶监测雷达和水流风向监测模块，所述水流风向监测模块用于港口监测周围环境中的风向和水流方向进行监测；所述船舶监测雷达用于监测船舶所处位置方位。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分析***包括分析模块，所述分析模块用于对各个***传输来的数据进行集中分析。
作为本发明的一种优选技术方案，所述中央控制***包括控制模块，所述控制模块用于对分析模块反馈来的数据来进行相对应的指令发送，所述中央控制***内设置通信模块，所述通信模块与船舶内的中控室进行通信连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述显示模块用于将监控***、现场环境监测***、中央控制***中通过分析***分析后的数据进行可视化。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分析模块对反馈数据进行分析的算法采用Dijkstra算法，通过使用Dijkstra算法对船舶数据进行处理，得到期望船舶位置、期望船舶速度以及环境阻力信息，得到拖轮所需的期望轨迹和动力。
作为本发明的一种优选技术方案，所述船舶数据***包括船舶行驶速度监测模块和船舶GPS定位装置，所述船舶行驶速度监测模块用于对船舶当前行驶速度进行检测，所述船舶GPS定位装置用于对拖轮的区域地理坐标位置进行精确的定位。
本发明的有益效果是：
1、本发明中通过现场环境监测***和分析***可对船舶运行的状态及运行所处环境进行实时的监测与测算，通过分析模块传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，***将综合考虑多拖轮的工作状态、电池电量、路况等因素，进行协同控制，以自动调整拖轮行进轨迹和速度，以达到工作效率的最优化；
2、本发明中通过船舶行驶速度监测模块和船舶GPS定位装置，对拖轮船与目标船只的位置进行精确的监测定位，结合现场环境监测***包括水流风向监测模块和船舶监测雷达通过分析模块传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，***将综合考虑多拖轮的工作状态、电池电量、路况等因素，进行协同控制，以自动调整拖轮行进轨迹和速度，以达到工作效率的最优化；
3、同时中央控制***内设置通信模块，与船舶内的中控室进行通信连接，便于控制人员进行实时监控与查看且便于进行信息的实时调控与互通。
附图说明
图1为本发明的的***模块图。
图中：监控***1、周围环境检测模块11、传感器监测模块12、现场环境监测***2、船舶监测雷达21、水流风向监测模块22、分析***3、分析模块31、中央控制***4、控制模块41、显示模块5、船舶数据***6、船舶GPS定位装置61、船舶行驶速度监测模块62。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，包括监控***1、现场环境监测***2、分析***3、中央控制***4和显示模块5，监控***1与现场环境监测***2相连，现场环境监测***2与分析***3相连，分析***3与中央控制***4相连，中央控制***4与显示模块5相连，分析***3与船舶上的船舶数据***6进行连接。
监控***1包括周围环境检测模块11和传感器监测模块12，周围环境监测模块用于对港口进口处位置监测，传感器监测模块用于各个***内的传感器工作运作状态。
现场环境监测***2包括船舶监测雷达21和水流风向监测模块22，水流风向监测模块22用于港口监测周围环境中的风向和水流方向进行监测；船舶监测雷达21用于监测船舶所处位置方位。
分析***3包括分析模块31，分析模块31用于对各个***传输来的数据进行集中分析。
中央控制***4包括控制模块41，控制模块41用于对分析模块31反馈来的数据来进行相对应的指令发送，中央控制***4内设置通信模块，通信模块与船舶内的中控室进行通信连接。
显示模块5用于将监控***1、现场环境监测***2、中央控制***4中通过分析***3分析后的数据进行可视化，方便工作人员进行直观的观测。
分析模块31对反馈数据进行分析的算法采用Dijkstra算法，通过使用Dijkstra算法对船舶数据进行处理，得到期望船舶位置、期望船舶速度以及环境阻力信息，得到拖轮所需的期望轨迹和动力。
船舶数据***6包括船舶行驶速度监测模块62和船舶GPS定位装置61，船舶行驶速度监测模块62用于对船舶当前行驶速度进行检测，船舶GPS定位装置61用于对拖轮的区域地理坐标位置进行精确的定位。
船舶监测雷达21将多拖轮通过激光雷达、红外线传感器、视觉传感器等设备对周围环境进行感知和探测，以判断障碍物位置，路面控制模块可通过分析模块传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，***将综合考虑多拖轮的工作状态、电池电量、路况等因素，进行协同控制，以自动调整拖轮行进轨迹和速度，以达到工作效率的最优化，中央控制***起到对信号进行整合的作用，中央控制***4内设置通信模块，与船舶内的中控室进行通信连接，便于控制人员进行实时监控与查看且便于进行信息的实时调控与互通。
本发明中通过现场环境监测***2和分析***3可对船舶运行的状态及运行所处环境进行实时的监测与测算，通过分析模块31传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，***将综合考虑多拖轮的工作状态、电池电量、路况等因素，进行协同控制，以自动调整拖轮行进轨迹和速度，以达到工作效率的最优化；通过船舶行驶速度监测模块62和船舶GPS定位装置61，对拖轮船与目标船只的位置进行精确的监测定位，结合现场环境监测***2，水流风向监测模22和船舶监测雷达21通过分析模块31传递的数据分析拖轮的感知数据和任务要求，***将综合考虑多拖轮的工作状态、电池电量、路况等因素，进行协同控制，以自动调整拖轮行进轨迹和速度，以达到工作效率的最优化；同时中央控制***4内设置通信模块，与船舶内的中控室进行通信连接，便于控制人员进行实时监控与查看且便于进行信息的实时调控与互通。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，包括监控***(1)、现场环境监测***(2)、分析***(3)、中央控制***(4)和显示模块(5)，其特征在于：所述监控***(1)与现场环境监测***(2)相连，所述现场环境监测***(2)与分析***(3)相连，所述分析***(3)与中央控制***(4)相连，所述中央控制***(4)与显示模块(5)相连，所述分析***(3)与船舶上的船舶数据***(6)进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述监控***(1)包括周围环境检测模块(11)和传感器监测模块(12)，所述周围环境监测模块用于对港口进口处位置监测，所述传感器监测模块用于各个***内的传感器工作运作状态。
3.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述现场环境监测***(2)包括船舶监测雷达(21)和水流风向监测模块(22)，所述水流风向监测模块(22)用于港口监测周围环境中的风向和水流方向进行监测；所述船舶监测雷达(21)用于监测船舶所处位置方位。
4.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述分析***(3)包括分析模块(31)，所述分析模块(31)用于对各个***传输来的数据进行集中分析。
5.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述中央控制***(4)包括控制模块(41)，所述控制模块(41)用于对分析模块(31)反馈来的数据来进行相对应的指令发送，所述中央控制***(4)内设置通信模块，所述通信模块与船舶内的中控室进行通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述显示模块(5)用于将监控***(1)、现场环境监测***(2)、中央控制***(4)中通过分析***(3)分析后的数据进行可视化。
7.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述分析模块(31)对反馈数据进行分析的算法采用Dijkstra算法，通过使用Dijkstra算法对船舶数据进行处理，得到期望船舶位置、期望船舶速度以及环境阻力信息，得到拖轮所需的期望轨迹和动力。
8.根据权利要求1所述的一种智能化多拖轮感知协同控制作业***，其特征在于：所述船舶数据***(6)包括船舶行驶速度监测模块(62)和船舶GPS定位装置(61)，所述船舶行驶速度监测模块(62)用于对船舶当前行驶速度进行检测，所述船舶GPS定位装置(61)用于对拖轮的区域地理坐标位置进行精确的定位。
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