[发明专利]一种基于分段变速控制的航运调度系统

说明书

本发明涉及航运交通技术领域，具体为一种基于分段变速控制的航运调度系统，包括AIS‑GPS数据模块、限速调度处理模块和接收模块；AIS‑GPS数据模块能够实时获取航道内船舶的船名、呼号、船长和货物类型等船舶静态数据，和航向、航速、位置和相对距离等船舶航行动态数据，并将其反馈至限速调度处理模块上，限速调度处理模块则会对这些数据进行分析、计算，以根据当前的航运交通状况及交通流情况，对各个航段的船舶航速进行统一限定调整，然后将该限定的航速至反馈至各个船舶上的接收模块上，以指导各个船舶航行。循环上述过程，则可得到各个航段的实时航速，从而实现对各个航段进行实时的限定航速调度，以提高航运资源利用率，提高航运效率。

技术领域

本发明涉及航运交通技术领域，具体为一种基于分段变速控制的航运调度系统。

背景技术

随着经济的快速发展，水路航运业务量也快速增长，航道的拥堵现象也日益严重。由于水路航道主要依赖于河流自身的体系，不能随意扩建，是有限资源，所以水路航道的合理管控，对提高航运效率就尤为重要。航运管控通常包括限制调头、限制换道和区间限速等调度手段，以对航运船舶进行整体调控。目前，各个航段都不能实时的进行限定航速调度，从而不能更为高效的利用航运资源，以提高航运效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

为解决以上问题，本发明提供了一种基于分段变速控制的航运调度系统，可以对各个航段进行实时的限定航速调度，以提高航运资源利用率，提高航运效率。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于分段变速控制的航运调度系统，包括AIS-GPS数据模块、限速调度处理模块和接收模块；AIS-GPS数据模块用于获取航道内各船舶的静态数据和各船舶航行的实时动态数据，并反馈至限速调度处理模块上；限速调度处理模块用于识别和处理航道内各船舶的静态数据和各船舶航行的实时动态数据，以得到各个航段的航道交通流，并根据该航道交通流进行实时航速的限定调整，且将该实时限定的航速值反馈至接收模块上；接收模块安装于各船舶上，用于接收该航道的实时限定航速，并根据该实时限定航速指导船舶航行。

优选地，限速调度处理模块包括通行效率处理模块、航运安全处理模块、尾气排放处理模块和综合处理模块，通行效率处理模块通过对各个航道内航速和通行时间建立通行效率指标模型，以指导各船舶航速的限定，航运安全处理模块通过对各个航道内相邻两船舶之间的期望碰撞时间与其相对航速建立航运安全指标模型，以指导各船舶航速的限定，尾气排放处理模块通过对各个船舶的航速及其加速度建立尾气排放指标模型，以指导各船舶航速的限定，综合处理模块根据各船舶的实时数据对通行效率指标模型、航运安全指标模型和尾气排放指标模型进行组合处理，以得到最优的限定航速，并将其反馈至接收模块上，以指导各船舶按限定航速航行。

优选地，通行效率指标模型为船舶的航速与航行时间之间的关系模型，则单艘船时：

第i艘船的航行时间为：

N艘船的总航行时间为：

上述式中：V_i(t)为单艘船的实时航速，X_i(t)为单艘船的实时位置，X_i，target为第i艘船的目的地位置，X_i，0为第i艘船的初始位置，Δ_t为船舶速度和位置变化的最小时间单元，T_i为第i艘船的航行总时间，X_i(t+1)为船舶i在t+1时刻的位置向量，TT为N艘船的航行总时间；

其中，TT越小，船舶的通行效率就越高。

优选地，航运安全指标模型为航道内相邻两船舶之间的期望碰撞时间与其相对航速之间的关系模型，即：