[发明专利]船舶吃水自动测量系统及自动测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶吃水情况测量技术领域，具体的说是涉及内河通航船舶超吃水执法管理领域内的一种船舶吃水自动测量系统及自动测量方法。

背景技术

船舶吃水是指船舶因自重或受载，船体浸没水中部分的深度，也可以理解成水线面与船底基平面之间的垂直距离。船舶“超吃水”通常是指船舶超过航道维护水深标准，未留足富余水深装载航行，或由于超载而超过船舶允许的最大吃水值。

近年来随着内河航运量的不断增大，船舶发展呈大型化发展趋势，船舶吃水深度也越来越深。部分船主为了追求自身经济利益，不按照航道维护水深进行配载，采取此地配货、异地签证、大船小证、谎报吃水、水尺造假等多种方式躲避管理。直接导致近年来长江航道的船舶由于“超吃水”而导致的搁浅事故频繁发生。

船舶“超吃水”后重心上升，稳定性下降，船舶的可控性降低，极易在浅，险，急，窄的航道里面造成搁浅，发生水上交通事故。船舶搁浅事故的发生，将改变船舶附近的水流方向、水流速度等，造成航道内的泥沙淤积、河床不正，常演变成一系列连锁破坏，进而造成航道断航或阻航，影响航道的畅通和安全。船舶“超吃水”航行危害巨大。

枯水期对船舶“超吃水”航行行为的管理始终是长江航道行政管理工作的重点和难点。尽管“超吃水”航行对船舶自身和长江航运的安全畅通构成了严重威胁，长江航运有关执法部门也多次发出禁令，但船舶“超吃水”航行现象仍然屡禁不止。

目前治理“超吃水”主要靠海事部门在船舶签证时，严查船舶证书，核对船舶干舷高度、吃水深度。同时，加强现场巡航、巡查力度,并强化安全宣传。这种治理方式，海事部门投入了巨大的人力、物力、财力,无形中增加了海事管理的成本。

由于船舶“超吃水”检测的特殊性，目前国内外尚无船舶吃水现场检测的成套系统设备，现有的各种超吃水测量方法主要是测量船舶浸没水中的深度，各种测距技术是测量船舶的吃水深度的主要手段。目前，国内外船舶超吃水检测的方法主要有以下几种方法：

水尺标志法：

水尺标志是在船舶左、右、舷、首、中、尾共6处绘制的以数字表示船舶实际吃水的一种标记。基于吃水线的检测方法就是通过观察或测量水线达到水尺标志上的数字来确定实际水线的位置。吃水线的测量主要通过人工观测水尺，应用超声波或激光测距传感器以船体舷边甲板为基准测量船舶吃水，

压力传感法：

在船舶空载吃水线位置安装压力传感器测量载货后的水线变化来测量船舶吃水。由于压力传感器是安装在船体的外侧，工作环境恶劣，极容易被损坏，并且不能够离船检测。

激光测距法：

该方法采用的是激光测距传感器，其只能安装在被测船舶上，不能够满足航道管理部门快速检测的要求。

基于图像处理水尺法：

该方法是将图像处理应用到船舶水尺的计量中，能够有效的减少人工观测的误差。即采用多台相机和光源，对船舶的水尺标志进行成像，然后采用图像处理的方法对水尺标识和吃水线进行快速识别从而得到船舶吃水深度。

基于超声波传感器阵列的测量方法：

该方法是采用超声波传感器阵列，通过对船底的扫描来计算出船舶的吃水深度。但是超声波传感器极易受到环境的影响，误差比较大。该套装置价格不菲，安装、调试也比较困难。因而无法满足航道管理部门的快捷检测要求。

基于液位传感器和水平超声探头测量方法：

该方法是在测量船上进行测量，测量头连接在测量头提放子系统的钢丝绳上，随着不断的下放测量头进行对船舶吃水深度的检测。该系统装置极易由于下放测量头的精度、水流的流动，测量船的浮动等而造成较大的测量误差。

基于限定深度的水平超声波测量方法：

该方法是通过在限定深度处，安装超声波传感器。当船舶驶入，船舶的吃水深度大于限定深度，则预警。该系统装置受环境影响比较大，且只能检测船舶吃水深度是否超过限定值，不能有效的检测出船舶的实际吃水深度。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究出一种新型的、简洁、精确船舶吃水实时测量装置于系统，解决现有的问题是十分有必要的。

发明内容

针对以上的技术所存在的问题，本发明提供了一种小型的基于声纳设备的船舶吃水自动测量系统及自动测量方法。该自动测量系统具有吃水检测精度高，小型化，网络化，易于携带等特点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种船舶吃水自动测量系统，包括：船舶来到监测端、水下探测端、下位采集端、上位处理端、远程监控模块以及报警拍照模块；