一種側(cè)掃式船舶吃水超限檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及船舶運(yùn)量檢測(cè)和船舶安全檢測(cè)等領(lǐng)域，特別是一種側(cè)掃式船舶吃 水超限檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航運(yùn)量不斷增大，航運(yùn)水道中船舶數(shù)量和密度均大幅提高，船舶吃水超限對(duì) 航運(yùn)安全的威脅日益嚴(yán)重，吃水超限的船舶極容易對(duì)航道造成損害，為了保證航道安全和 通航效率，需要進(jìn)行船舶吃水超限檢測(cè)?，F(xiàn)有一種船舶吃水超限檢測(cè)方法：在航道的一側(cè)安 裝超聲波發(fā)射器，航道的另一側(cè)安裝超聲波接收器陣列，當(dāng)船舶從航道中行駛過(guò)測(cè)量區(qū)域 時(shí)會(huì)對(duì)超聲波產(chǎn)生遮擋，超聲波接收器陣列接收到的信號(hào)能量會(huì)發(fā)生變化，結(jié)合遮擋狀況 和岸上測(cè)距系統(tǒng)測(cè)量的船舶距超聲波發(fā)射器的距離就可以得到船舶吃水是否超限的測(cè)量 結(jié)果。
[0003] 上述方法存在的問(wèn)題是：當(dāng)船舶距超聲波接收器陣列過(guò)遠(yuǎn)時(shí)，受水中超聲波多途 效應(yīng)等因素影響，船舶吃水超限檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種能提高測(cè)量精度的側(cè)掃 式船舶吃水超限檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種側(cè)掃式船舶吃水超限檢測(cè)系統(tǒng)，包括超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、測(cè)距 模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示報(bào)警模塊，所述的超聲波接收模塊通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理 模塊連接，所述的測(cè)距模塊通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述的顯示報(bào)警模塊通 過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0007] 所述的超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊有各自相對(duì)應(yīng)的兩組，兩組超聲波發(fā)射 模塊分別安裝于航道兩側(cè)，其中，左岸的超聲波發(fā)射模塊為超聲波發(fā)射模塊A，右岸的超聲 波發(fā)射模塊為超聲波發(fā)射模塊B，右岸的超聲波接收模塊為超聲波接收模塊A，左岸的超聲 波接收模塊為超聲波接收模塊B ;超聲波發(fā)射模塊A與超聲波接收模塊A的頻率相對(duì)應(yīng)，兩 者的中心位置在同一水平線上；超聲波發(fā)射模塊B與超聲波接收模塊B的頻率相對(duì)應(yīng)，兩者 的中心位置在同一水平線上。
[0008] 所述的超聲波發(fā)射模塊是單個(gè)超聲波發(fā)射器或多個(gè)超聲波發(fā)射器組成的豎直陣 列，它以船舶吃水警戒線為中心發(fā)出小角度的超聲波。超聲波發(fā)射模塊A與超聲波發(fā)射模 塊B采用相同的超聲波頻率或不同的超聲波頻率，二者均采取脈沖調(diào)制的方式分時(shí)交錯(cuò)發(fā) 射超聲波，保證超聲波發(fā)射模塊A工作時(shí)超聲波發(fā)射模塊B暫停工作，而超聲波發(fā)射模塊 B工作時(shí)超聲波發(fā)射模塊A暫停工作，這樣它們的使能時(shí)間交錯(cuò)，發(fā)射的超聲波不會(huì)相互干 擾。
[0009] 所述的超聲波接收模塊是由多個(gè)超聲波接收器組成的陣列，用于接收未被船舶遮 擋而傳過(guò)航道的超聲波。
[0010] 所述的測(cè)距模塊用來(lái)測(cè)量超聲波發(fā)射模塊到船舶的水平距離，測(cè)量方法選擇以下 兩種方法之一：
[0011] 第一種是利用GPS定位信息獲得待測(cè)船舶分別到航道兩岸的超聲波發(fā)射模塊的 水平距離；
[0012] 第二種是采用測(cè)距裝置測(cè)量，共有兩組測(cè)距裝置，分別安裝于航道兩側(cè)的超聲波 發(fā)射模塊的同一豎直線的水面以上的位置，安裝于超聲波發(fā)射模塊A豎直以上的為測(cè)距模 塊A，安裝于超聲波發(fā)射模塊B豎直以上的為測(cè)距模塊B。
[0013] 所述的數(shù)據(jù)處理模塊是岸上的工業(yè)計(jì)算機(jī)，用來(lái)將超聲波接收模塊、測(cè)距模塊傳 輸來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到船舶吃水是否超限的測(cè)量結(jié)果。
[0014] 所述的顯示報(bào)警模塊安裝于岸上，用于顯示測(cè)量結(jié)果，提示工作人員對(duì)吃水超限 的船舶做出相應(yīng)的處罰措施。
[0015] 本實(shí)用新型的工作方法，包括以下步驟：
[0016] A、預(yù)先獲取數(shù)據(jù)
[0017] 在船舶駛?cè)霚y(cè)量位置之前預(yù)先測(cè)量出部分所需的數(shù)據(jù)：超聲波發(fā)射模塊A與超聲 波接收模塊A中心的水平距離為L(zhǎng) 3，超聲波發(fā)射模塊B與超聲波接收模塊B中心的水平距 離同樣也為L(zhǎng)3;從無(wú)船舶遮擋時(shí)超聲波接收模塊A接收到超聲波信號(hào)的能量分布推導(dǎo)出接 收超聲波的有效范圍長(zhǎng)度A，從無(wú)船舶遮擋時(shí)超聲波接收模塊B接收到超聲波信號(hào)的能量 分布推導(dǎo)出接收超聲波的有效范圍長(zhǎng)度M 2;從船舶的VTS或AIS信息中獲得船舶的船身寬 度L4和船型的相關(guān)信息。
[0018] B、超聲波發(fā)射模塊發(fā)射超聲波
[0019] 超聲波發(fā)射模塊A和超聲波發(fā)射模塊B開(kāi)始工作，二者交錯(cuò)以吃水警戒線為中心 發(fā)出不同頻率的小角度的超聲波。
[0020] C、超聲波接收模塊接收信號(hào)
[0021] 超聲波接收模塊A接收超聲波發(fā)射模塊A發(fā)射來(lái)固定頻率超聲波，由于船舶的遮 擋，部分超聲波不能傳播到航道對(duì)岸，此時(shí)超聲波接收模塊A根據(jù)接收到超聲波信號(hào)的能 量分布推導(dǎo)出接收超聲波的有效范圍長(zhǎng)度為D 1;同時(shí)，超聲波接收模塊B接收超聲波發(fā)射 模塊B發(fā)射來(lái)固定頻率超聲波，由于船舶的遮擋，部分超聲波不能傳播到超聲波接收模塊 B，此時(shí)超聲波接收模塊B根據(jù)接收到超聲波信號(hào)的能量分布得到接收超聲波的有效范圍 長(zhǎng)度為D 2。
[0022] D、測(cè)距模塊獲得距離信息
[0023] 測(cè)距模塊采用以下兩種方法獲得距離信息：
[0024] D1、若采取GPS定位的方式，則直接利用GPS定位系統(tǒng)獲得船舶中心點(diǎn)位置距超聲 波發(fā)射模塊A的水平距離1^和船舶中心點(diǎn)位置距超聲波發(fā)射模塊B的水平距離L 2;轉(zhuǎn)步驟 E ；
[0025] D2、若采取測(cè)距裝置測(cè)量的方式，測(cè)距模塊A測(cè)量出超聲波發(fā)射模塊A到船舶的水 平距離為L(zhǎng) 5，而船舶中心點(diǎn)位置距超聲波發(fā)射模塊A的水平距離U等于超聲波發(fā)射模塊A 到船舶的水平距離為L(zhǎng)5與半船身寬度L 4/2之和，即
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種側(cè)掃式船舶吃水超限檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括超聲波發(fā)射模塊（I)、超聲波 接收模塊（2)、測(cè)距模塊（3)、數(shù)據(jù)處理模塊（4)和顯示報(bào)警模塊（5)，所述的超聲波接收模 塊（2)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊（4)連接，所述的測(cè)距模塊（3)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與 數(shù)據(jù)處理模塊（4)連接，所述的顯示報(bào)警模塊（5)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊（4)連 接； 所述的超聲波發(fā)射模塊（1)和超聲波接收模塊（2)有各自相對(duì)應(yīng)的兩組，兩組超聲波 發(fā)射模塊（1)分別安裝于航道兩側(cè)，其中，左岸的超聲波發(fā)射模塊（1)為超聲波發(fā)射模塊 A (6)，右岸的超聲波發(fā)射模塊（1)為超聲波發(fā)射模塊B (7)，右岸的超聲波接收模塊（2)為超 聲波接收模塊A (8)，左岸的超聲波接收模塊（2)為超聲波接收模塊B (9);超聲波發(fā)射模塊 A(6)與超聲波接收模塊A(8)的頻率相對(duì)應(yīng)，兩者的中心位置在同一水平線上；超聲波發(fā)射 模塊B (7)與超聲波接收模塊B (9)的頻率相對(duì)應(yīng)，兩者的中心位置在同一水平線上； 所述的超聲波發(fā)射模塊（1)是單個(gè)超聲波發(fā)射器或多個(gè)超聲波發(fā)射器組成的豎直陣 列，它以船舶吃水警戒線為中心發(fā)出小角度的超聲波；超聲波發(fā)射模塊A (6)與超聲波發(fā)射 模塊B (7)采用相同的超聲波頻率或不同的超聲波頻率，二者均采取脈沖調(diào)制的方式分時(shí) 交錯(cuò)發(fā)射超聲波，保證超聲波發(fā)射模塊A(6)工作時(shí)超聲波發(fā)射模塊B(7)暫停工作，而超聲 波發(fā)射模塊B(7)工作時(shí)超聲波發(fā)射模塊A(6)暫停工作，這樣它們的使能時(shí)間交錯(cuò)，發(fā)射的 超聲波不會(huì)相互干擾； 所述的超聲波接收模塊（2)是由多個(gè)超聲波接收器組成的陣列，用于接收未被船舶遮 擋而傳過(guò)航道的超聲波； 所述的測(cè)距模塊（3)用來(lái)測(cè)量超聲波發(fā)射模塊（1)到船舶的水平距離，測(cè)量方法選擇 以下兩種方法之一： 第一種是利用GPS定位信息獲得待測(cè)船舶（12)分別到航道兩岸的超聲波發(fā)射模塊（1) 的水平距離； 第二種是采用測(cè)距裝置測(cè)量，共有兩組測(cè)距裝置，分別安裝于航道兩側(cè)的超聲波發(fā)射 模塊（1)的同一豎直線的水面以上的位置，安裝于超聲波發(fā)射模塊A(6)豎直以上的為測(cè)距 模塊A(10)，安裝于超聲波發(fā)射模塊B(7)豎直以上的為測(cè)距模塊B(Il); 所述的數(shù)據(jù)處理模塊（4)是岸上的工業(yè)計(jì)算機(jī)，用來(lái)將超聲波接收模塊（2)、測(cè)距模塊 (3)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到船舶吃水是否超限的測(cè)量結(jié)果； 所述的顯示報(bào)警模塊（5)安裝于岸上，用于顯示測(cè)量結(jié)果，提示工作人員對(duì)吃水超限 的船舶做出相應(yīng)的處罰措施。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種側(cè)掃式船舶吃水超限檢測(cè)系統(tǒng)，包括超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、測(cè)距模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示報(bào)警模塊，超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊有各自相對(duì)應(yīng)的兩組，兩組超聲波發(fā)射模塊分別安裝于航道兩側(cè)。本實(shí)用新型中采用兩組超聲波發(fā)射模塊分時(shí)交錯(cuò)發(fā)出超聲波，不會(huì)相互干擾。當(dāng)?shù)玫絻蓚€(gè)測(cè)量結(jié)果之后，根據(jù)船舶的位置選擇距船舶更近的超聲波接收模塊所得到的測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這樣有效的解決了待測(cè)船舶距超聲波接收模塊過(guò)遠(yuǎn)而使測(cè)量結(jié)果受多途效應(yīng)影響這一問(wèn)題，使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。本實(shí)用新型中待測(cè)吃水的船舶行駛位置不受限制，無(wú)論船舶上行下行，靠近航道左岸右岸，均能準(zhǔn)確的測(cè)量出其吃水是否超限。
【IPC分類(lèi)】G01S15-88, B63B39-12
【公開(kāi)號(hào)】CN204302491
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420872393
【發(fā)明人】熊木地, 劉新建, 張慧, 陸雷
【申請(qǐng)人】大連海事大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日