一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统及方法，涉及航海技术领域。包括航线规划模块：用于规划从始发港到目的港的多条理想航线；位置信息采集模块：用于实时采集船舶的位置信息；迎风角角度监测模块：用于实时的对迎风角的角度进行监测，并判断迎风角的偏离角度是否正常；数模分析模块：连接航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块，进行数模分析获得航向自适应调节需求；计算模块：连接数模分析模块，根据获得的航向自适应调节需求结果，计算航向自适应调节角度值；航向操纵模块：实现航向角度的实时调整。本发明专利技术自适应调节的过程及结果可靠，解决偏航问题，操作方便，能保证船舶航行工作在最优状态。最优状态。最优状态。

【技术实现步骤摘要】
一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统及方法


[0001]本专利技术涉及航海
，具体涉及一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统及方法。

技术介绍

[0002]船舶是一种运行环境相对恶劣的重要的运输工具,海洋上风浪较大,天气情况也比较恶劣,船舶在航行过程中,会不可避免的受到风浪和海流的冲击,船舶产生晃动,影响正常的航行方向。因此为保障船舶的行进方向,必须对船舶的航向进行严格的控制,船舶的航向自适应调节系统设计成为关键。
[0003]传统的航向自适应调节系统具有明显的不足之处,其为适应天气、海况等的环境条件的不断变化而设置了多种控制参数，有时还需要驾驶员定时修正航向，解决偏航问题，使用不便，无法保证船舶航行工作在最优状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供的一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统及方法，旨在解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术主要采用如下技术方案：
[0006]一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统，所述系统包括：
[0007]航线规划模块：用于规划从始发港到目的港的多条理想航线；
[0008]位置信息采集模块：用于实时采集船舶的位置信息；
[0009]迎风角角度监测模块：用于实时的对迎风角的角度进行监测，并将迎风角角度测定值与船舶初始状态下正常航行时迎风角值进行比较，判断迎风角的偏离角度是否正常；
[0010]数模分析模块：连接所述航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块，进行数模分析获得航向自适应调节需求；
[0011]计算模块：连接所述数模分析模块，根据获得的航向自适应调节需求结果，计算航向自适应调节角度值；
[0012]航向操纵模块：连接所述计算模块，根据所述计算模块计算出的航向自适应调节角度值，实现航向角度的实时调整。
[0013]作为本专利技术的其中一个优选实施例，所述理想航线上设置有多个参考点，每条航线上相邻参考点之间的距离为25
‑
60km。
[0014]进一步的，所述计算模块通过船舶的位置信息与预设航线上相近的参考点之间的距离进行比较，确定船舶的实际航线。
[0015]更进一步的，确定船舶的实际航线包括如下步骤：
[0016]S41：确定船舶的位置信息，然后计算船舶所在位置与每一条航线上与其最近的参考点之间的距离，确定最小距离的参考点所在航线；
[0017]S42：将该参考点所在的航线设置为船舶的实际航线。
[0018]作为本专利技术的又一个优选实施例，所述计算模块进行航向自适应调节角度值的优化过程，包括根据航线规划模块预设航线，船舶的位置信息，并根据监测得到的迎风角的偏离角度是否正常的信息进行数模分析获得航向自适应调节需求结果，计算航向自适应调节角度值，进行航向角度的自适应调整。
[0019]更优选的，所述计算模块为结合PLC编程控制和PID模糊控制器的计算模块。
[0020]本专利技术还提供了一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节方法，主要上述的自适应调节系统，包括以下步骤：
[0021]S1：采集航线每一条理想航线信息和船舶的位置信息及迎风角的角度，判断迎风角的偏离角度是否正常；
[0022]S2：若迎风角偏离角度正常，则船舶沿航线继续航行；若迎风角偏离角度不正常，则根据采集到的航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块信息，进行数模分析获得航向自适应调节需求；
[0023]S3：通过计算模块，获得航向自适应调节角度值；
[0024]S4、根据结果进行航向角度的实时调整；
[0025]S5、再次采集航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块信息，当航向角度调节值≠0时，重复步骤S1
‑
S4。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]本专利技术仅通过迎风角的变化参数即可实现航向自适应调节，参数设置简单，运行程序方便，同时，由于迎风角不仅受风向的影响，还可以受浪流等因素的影响(浪流在击打船舶过程中，也会导致迎风角的角度发生变化)，因此其自适应调节的过程及结果可靠，解决偏航问题，操作方便，能保证船舶航行工作在最优状态。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统流程图；
[0029]图2为本专利技术的基于航行迎风角的船舶航行自适应调节方法流程图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术中列举的相应权利要求，并未在以下列出的实施部分，仍属于保护范围。
[0031]实施例1：基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统
[0032]本实施例的一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统，如图1所示，包括航线规划模块、位置信息采集模块、迎风角角度监测模块、数模分析模块、计算模块和航向操纵模块，所述航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块的输出口与所述数模分析模块的输入口电性连接，所述数模分析模块的输出口与所述计算模块的输入口电性连接，所述计算模块的输出口与所述航向操纵模块的输入口电性连接，通过航线操纵模块操纵船舶的航行方向，达到自适应调节的目的。
[0033]其中，航线规划模块，主要用于规划从始发港到目的港的多条理想航线；在每一条
理想航线上都设置有多个参考点，每条航线上相邻参考点之间的距离为25
‑
60km，当然，根据实际航线的长短，可以适应性的调节相邻参考点之间的距离，比如在较短的航线时，可以将距离设置为10
‑
30km，在较长的航线时，可以适当延长参考点之间的距离，如40
‑
60km等，此处不作进一步限制。
[0034]位置信息采集模块，用于实时采集船舶的位置信息；一般通过卫星导航等技术手段获取船舶的位置信息，优选的，该位置信息采集模块为GPS模块。
[0035]迎风角角度监测模块：用于实时的对迎风角的角度进行监测，并将迎风角角度测定值与船舶初始状态下正常航行时迎风角值进行比较，判断迎风角的偏离角度是否正常。
[0036]一般将初始状态下正常航行时迎风角值设定为标准值α，实际测得的迎风角的角度值为β，则迎风角的偏离角度为β
‑
α。目前，在实际操作时，一般将α设置为0。
[0037]数模分析模块：连接航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块，进行数模分析获得航向自适应调节需求。
[0038]计算模块：连接数模分析模块，根据获得的航向自适应调节需求结果，计算航向自适应调节角度值。
[0039]该计算模块为结合PLC编程控制和PID模糊控制器的计算模块，计算模块主要通过船本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统，其特征在于，所述系统包括：航线规划模块：用于规划从始发港到目的港的多条理想航线；位置信息采集模块：用于实时采集船舶的位置信息；迎风角角度监测模块：用于实时的对迎风角的角度进行监测，并将迎风角角度测定值与船舶初始状态下正常航行时迎风角值进行比较，判断迎风角的偏离角度是否正常；数模分析模块：连接所述航线规划模块、位置信息采集模块和迎风角角度监测模块，进行数模分析获得航向自适应调节需求；计算模块：连接所述数模分析模块，根据获得的航向自适应调节需求结果，计算航向自适应调节角度值；航向操纵模块：连接所述计算模块，根据所述计算模块计算出的航向自适应调节角度值，实现航向角度的实时调整。2.根据权利要求1所述的基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统，其特征在于：所述理想航线上设置有多个参考点，每条航线上相邻参考点之间的距离为25
‑
60km。3.根据权利要求2所述的基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统，其特征在于：所述计算模块通过船舶的位置信息与预设航线上相近的参考点之间的距离进行比较，确定船舶的实际航线。4.根据权利要求3所述的基于航行迎风角的船舶航行自适应调节系统，其特征在于：确定船舶的实际航线包括如下步骤：S41：确定船舶的位置信息，然后计算船舶所在位置与每一条航线上与其最近的参考点之间的距离，确定最...

【专利技术属性】
技术研发人员：许伟，杨瑞平，吴宪宇，刘家振，闫亚胜，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军勤务学院，
类型：发明
国别省市：