[发明专利]用于船舶的防碰撞告警雷达系统及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达系统，尤其是涉及一种用于船舶的全自动智能化防碰撞告警雷达系 统。

背景技术

据统计，我国目前从事近海捕捞的渔业船舶多达28万艘，加上近海运输船总数达40余 万艘；且两类船舶又多集中在商船航道及其附近海域，导致在近海海域船只密集，撞船事故 频发。特别是渔船，由于吨位小所以在碰撞事故中自然地成为最大的受害者，经常是船毁人 亡损失惨重。据全国2007年渔船碰撞事故统计，共发生撞船事故318起，沉船210艘，死 亡319人。尽管大部分渔船都装备了航海雷达设备，但这些雷达都是经济型航海雷达既没有 目标跟踪能力也没有自动防撞告警功能，故撞船事故仍居高不下。

目前国内外应用的与船舶防撞相关的设备产品有两种。

1、ARPA(Automatic Radar Plotting Aid，自动雷达标绘仪)雷达。ARPA雷达是一 种高性能航海雷达，兼有避碰告警功能。可人工选定20个以上跟踪目标，设定本船和目标 最近会遇点距离(CPA)和到达最近会遇点的时间(TCPA)界限。当目标的CPA和TCPA小于 设定界限时，会自动报警，提醒驾驶人员采取避让措施。ARPA雷达价格昂贵，操作使用复 杂。一般只在大型商船和远洋渔轮上装备，近海渔船一般很少使用这种雷达。

2、AIS(Automatic Identification System，自动识别系统)。

AIS系统由AIS陆上基站、AIS船台、船载GPS、通信系统、AIS数据链、计算机网络和 信息系统组成。是一个大管理系统，主要用于海上目标识别，交通信息管理，也能对装有 AIS船台的船舶提供一些协助避碰的辅助信息。国际海事组织(IMO)规定了在从事国际航 运的大型船舶上，强制安装AIS船台的要求，但考虑到成本太高，对总吨位小于500吨的中 小型渔船和近海运输船并不要求装备。AIS虽然兼有提供辅助信息来协助避碰的作用，但是 对没有装备AIS的船只无效。船载VHF无线电话虽可以进行船间对话，了解他船的信息和状 态，进行协商避碰，但由于操作者语言表达和沟通中存在的歧义和误解，使信息交换速度慢 且不规范，往往延误时间又没有起到协商避碰的作用。

所以，以上两种系统都不适于近海渔船，主要原因是系统复杂、价格昂贵。目前，能与 中小型船舶使用的经济型航海雷达配套的专业自动防撞告警设备还属于空白。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于船舶的全自动智能化防碰撞告警系统及设备，用来将目前 中小型船舶使用的经济型航海雷达改造成具有自动目标跟踪、危险目标识别、危险等级判断 和和自动防撞告警的新雷达系统。

本发明采用如下技术方案来达成上述目的：一种用于船舶的防碰撞告警雷达系统，具有： 船舶上已装备的或新购的经济型航海雷达；防碰撞告警设备；将航海雷达的发射机/接收机 与显示终端、防碰撞告警设连接起来的3端口的适配器；

其中，防碰撞告警设备包括：

数据采集板，用于从航海雷达上采集雷达探测信号、回波信号、船首信号，利用探测信 号和回波信号计算目标距离和目标角度，且利用船首信号判断航海雷达的扫描帧是否结束， 将扫描帧数据输出给计算机板；

计算机板，用于从扫描帧数据中提取目标点迹数据，对目标点迹数据通过航迹关联算法 关联和平滑处理，从而预测目标运动的未来趋势，并对目标危险度进行实时评估判断，控制 显示器显示判断结果，同时控制报警装置发出报警信号；

显示器，以图形和数据两种形式显示目标信息特别是危险目标信息。

报警装置，以声、光两种方式发出危险目标报警信号。

其中，所述数据采集板包括：

同步整形电路，对输入的探测信号和船首信号进行整形处理；

信号展宽放大电路，用于展宽雷达回波信号的脉冲宽度、放大雷达回波信号的信号幅度；

门限电路，用于根据输入的门限设定值判断从信号展宽放大电路输出的雷达回波信号前 沿超过门限且满足一定信号宽度时，输出一个计数控制信号到串接的第一、第二计数器；

第一计数器，用于根据计数控制信号进行计数，且在计数达到宽度限定值之前，如果有 新的计数控制信号输入，则第一计数器重新开始计数，但不向第二计数器输出计数控制信号；

第二计数器，用于由探测信号控制，根据计数控制信号进行计数，获得对应目标距离的 计数结果；