[发明专利]一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统及方法，包括软件监控单元、自动控制单元、步进电机驱动单元、油门线控制单元，其特征在于：所述软件监控单元用来对船舶船速和状态进行实时监控；所述自动控制单元用来接收监控单元发来的指定，并且驱动步进电机单元，返回状态信息；所述的步进电机控制单元用来接收自动控制单元发送的指令，驱动电机来控制油门线；所述的油门线控制单元接收来自步进电机驱动单元的指令，来控制发动机和油门进行船速自动控制。本发明能对经过桥梁区域的船舶实现船速自动增减功能。

技术领域

本发明属于人工智能技术领域，具体涉及一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统及方法。

背景技术

跨越航道修建桥梁，船舶碰撞是一个重要的安全问题。自20世纪80年代以来,我国已修建和规划修建了大量的跨航道桥梁，同时船舶航运也发展迅速。上述两个因素使得我国桥梁工程领域的从业者必须解决桥梁的船撞安全分析、防撞预警等问题。

在桥梁防撞安全分析领域中，船速控制是最为重要的研究方向。船在行驶时船速受水流、大气压、风向等影响，这会导致传统人工控制船速会变的相当困难。特别是当船行驶进桥梁时，桥墩附近的水流以及桥梁下面的水域情况会变得相当复杂，除非专业人员依靠自身的丰富的经验，根据水流外部形态来及时改变船的船速，达到船速控制的目的，一般的非专业人员很难掌握这些方法，而且这些方法也被应用于日常生活中，单纯依靠人的记忆和经验是很难对船速进行自动控制的。

传统的控制船舶过桥时人工控制船速的方法效率低，难度大。如何使人们更轻松、智能的实现对船舶航速的控制成为一个技术难题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统及方法。

本发明通过以下技术方案加以实现：

所述的一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统，包括软件监控单元、自动控制单元、步进电机驱动单元、油门线控制单元，其特征在于：所述软件监控单元用来对船舶船速和状态进行实时监控；所述自动控制单元用来接收软件监控单元发来的指定，并且驱动步进电机单元，返回状态信息；所述的步进电机控制单元用来接收自动控制单元发送的指令，驱动电机来控制油门线；所述的油门线控制单元接收来自步进电机驱动单元的指令，来控制发动机和油门进行船速自动控制。

进一步所述的一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统，其特征在于所述软件监控单元用来接收来自自动控制单元返回的船速状态信息，并根据卡尔曼滤波算法对系统状态进行最优估算，进而计算出船舶航行速度，并通过隔离的485接口远程发送指令给自动控制单元，实现下位机的控制。

进一步所述的一种内河船舶桥梁防撞与航速控制系统，其特征在于所述自动控制单元用来接收软件监控单元通过隔离的485接口发送来的指令，自动控制单元接收指令后，根据对应的指令信息驱动步进电机，对步进电机转速实现智能自动控制，并且返回船速的输入输出状态信息，返回给监控单元。

进一步所述的一种内河船舶桥梁防撞与航速控制技术，其特征在于所述步进电机驱动单元用来接收来自自动控制单元发送的指令，根据指令信息驱动相应的步进电机，并控制油门线控制单元，通过步进电机的转速实现对油门线的控制。

进一步所述的一种内河船舶桥梁防撞与航速控制技术，其特征在于所述油门线控制单元用来接收来自步进电机驱动单元的指令，通过步进电机的转速实现对油门线的控制，进而控制船舶的油门实现对船速的控制。

所述的一种内河船舶桥梁防撞与航速控制方法，包含如下步骤：

1）软件监控单元对船舶航速进行实时监控；

2）软件监控单元发送485指令给自动控制单元；

3）自动控制单元执行相应的指令并返回状态信息给软件监控单元；