[实用新型]船用智能避碰导航仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船舶导航设备，特别是涉及一种船用智能避碰导航仪(Vessel Intelligent Collision Avoidance Navigator，简称VICAN)。

背景技术

雷达用于船舶导航，至今已有六十多年历史，成为船舶避碰、定位和导航的有力工具，其作用尤以船舶避碰为主。但是传统的船用导航雷达显示器，只能显示目标船的瞬时位置，测出其距离和方位，而不能直接显示目标船的航向和航速；另外，它也不能直接得到目标船的最近会遇距离(CPA)和到达最近会遇距离的时间(TCPA)。而判断目标船是否有碰撞危险以及确定本船所应采取的措施，又必须知道对方的最近会遇距离、到达最近会遇距离的时间以及真实的动态。因此，在利用雷达进行避碰时，要求驾驶员密切注视雷达荧光屏上的目标，定时进行雷达标绘，通过作图计算，取得上述数据。人工标绘一个目标的过程约需要4至7min，而且在标绘过程中，要求双方保持航向航速不变，如有变化，须等双方航向航速稳定后重新开始标绘。这样，往往由于人工标绘耽误了时间而丧失安全避让的时机，尤其在发生多条船舶相遇且机动(改向或改速)频繁的紧迫局面时，人工标绘往往是不可能进行的。

由于电子计算机技术的发展和推广使用，在六十年代末期开始出现以电子计算机为基础的自动雷达标绘仪(Autuomatic雷达Plotting Aid，简称ARPA)，在船用导航雷达技术发展上迈出了较大的一步。这种自动雷达标绘仪能人工或自动捕捉目标，捕获(或称录取)后自动跟踪目标，以矢量形式在显示器(PPI)屏幕上显示目标船的航向和航速。另外，由操作者设定最近会遇距离和到达最近会遇距离时间的允许界限(或称报警界限)，当计算机算出目标的最近会遇距离和到达最近会遇距离时间小于所设定的允许界限时，会自动以各种方式(视觉或音响)报警，提醒驾驶员采取避让措施，如有需要，还可进行试操船(试改向及/或试改速)，以决定所需采取的避让措施。

但长期以来，船舶间避碰决策的制定主要依赖于航海驾驶人员的一系列操作来完成的，即：首先，驾驶人员通过正规、有效地了望，及时发现目标船；然后，对当前航行条件及目标船的性质、会遇局面、碰撞危险等进行分析、判断；最后，依据《国际海上避碰规则》及自己的航海知识和航海经验，并综合当前的判断结果，经头脑进行推理，作出相应的避让决策。在整个“发现——判断——避让”的避让决策制定过程中，不仅要求航海驾驶人员要集中精力了望，作出正确的判断，同时还要熟记规则中的各项条款，并且对其有正确的理解和灵活的运用。那么这些规则制定中的不完善及人们在运用规则中的由于理解或其他原因造成的失误，都将导致避碰决策的失败和碰撞事故的发生。而且，在某些特殊条件下，人们能否迅速估计局面并采取正确的行动，在很大程度上取决于人的个性和心理状态。如驾驶人员情绪紧张，就会变得反应迟钝，造成操作上的失误；另外，过度疲劳也是造成失误的一个原因。

自动雷达标绘仪(ARPA)可以帮助人们解决信息处理的部分问题，但最终避碰决策的制定仍旧依赖于人，所以ARPA的使用并不能完全替代自动避碰系统。即使在综合船桥系统(IBS)出现的今天，诸如NACOS这样的综合航行系统也只是在接近危险物或会遇来船时发出相应的危险报警，而避碰决策的制定及避碰操船等均由驾驶员来完成。

如何在船舶避碰决策和操作上逐步减轻驾驶员的负担，进而从根本上解决人为因素问题对船舶航行安全的困扰，是业者所追求的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能化程度高、可靠性高、功能齐全的船用智能避碰导航仪(VICAN)，以替代传统的自动雷达标绘仪(ARPA)及随后的IBS系统。

为实现上述目的和功能，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种船用智能避碰导航仪，它主要由主计算机、信号采集和信号处理模块、VICAN控制台、终端设备组成；所述的信号采集和信号处理模块、VICAN控制台、终端设备分别连接主计算机的串行接口；所述的信号采集和信号处理模块由雷达、AIS设备、GPS接收机、罗经、计程仪、测深仪组成，雷达数据输出接口与主计算机串行接口连接，AIS设备数据输出接口与主计算机串行接口连接，GPS接收机数据输出接口与主计算机串行接口连接，罗经数据输出接口与主计算机串行接口连接，计程仪数据输出接口与主计算机串行接口连接，测深仪数据输出接口与主计算机串行接口连接。

所述的终端设备包括图形显示器和音箱设备，主计算机输出接口与图形显示器输入接口连接，主计算机输出接口与音箱设备输入接口连接。