[发明专利]一种大型船舶自动应急操舵系统及其方法

说明书

本发明公开了一种大型船舶自动应急操舵系统及其方法，包括：信息处理模块，与信息采集模块连接，接收信息采集模块获取的信息进行信息融合，识别需要避免碰撞的船舶；警报模块，与信息处理模块连接，接收信息处理模块发送的报警信息，向船舶驾驶台发出警报；决策模块，分别与信息处理模块和警报模块连接；决策模块接收信息处理模块发送的过滤信息，计算得到操舵的时间节点，并判断是否发出操舵指令并进行相应控制；操舵模块，与决策模块连接，接收决策模块发出的操舵指令，以实现应急操舵。本发明可快速判断操满舵方向并自动执行，实现应急操舵，适用于船舶流量较大的沿海区域，可以有效避免紧急情况下人为失误引起的船舶碰撞。

技术领域

本发明涉及一种船舶自动驾驶领域，特别涉及一种大型船舶自动应急操舵系统及其方法。

背景技术

由于航行环境复杂、船舶流量大、驾驶不规范等原因，沿海地区一直以来都是船舶驾驶的技术难点和事故多发地。事故原因包括船员的疏忽或失误、无法迅速应对突发事件、措施采取不及时等主观因素以及船舶体积大、变向不灵活、操作不便、驾驶难度较高等技术因素。特别是船舶在沿海航行时，由于警报系统受小船(多为渔船)干扰，报警频繁，影响船舶正常驾驶，更有甚者会关闭警报，增加了事故发生的概率。

随着科学技术的发展，全球海上遇险和安全系统、电子海图显示系统、船舶自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)等现代先进技术被应用于船舶航行领域，大大提升了船舶航行的安全性和可靠性。但是这些的系统只具有发现潜在威胁的能力，却不能实现自动化处理，需要船员手动操作才能排除威胁。另一方面，虽然近年来自动避碰技术逐步受到关注，由于技术、成本、可靠性、复杂性(算法)等众多因素，依旧尚未全面普及且质量参差不齐。

为避免船舶发生海上事故，尤其是保障大型船舶的沿海航行安全，急需设计一套简单有效的自动应急操舵系统。操满舵作为一种应急措施，利用船舵的反作用力使船舶瞬时偏离操舵方向一段距离，普遍用于最近会遇距离(Distance to Closest Point ofApproach，DCPA)和最近会遇时间(Time to ClosestPoint of Approach，TCPA)接近0时，避免两船碰撞或直接碰撞，但操舵时机往往依靠船员经验和直觉。利用这一原理设计自动应急操舵系统，可以降低自动避碰技术的复杂性，提高操作可靠性，同时避免紧急情况下由于船员疏忽或判断不准导致的船舶碰撞事故。

发明内容

本发明的目的提供一种大型船舶自动应急操舵系统及其方法，该船舶自动应急操舵系统包含信息采集模块、信息处理模块、警报模块、决策模块和操舵模块，当在船舶碰撞之前(最近会遇距离DCPA或最近会遇时间TCPA接近0时)，可快速判断操满舵方向并自动执行，适用于船舶流量较大的沿海区域，可以有效避免紧急情况下人为失误引起的船舶碰撞。

为了达到上述目的，本发明提供了一种大型船舶自动应急操舵系统，该系统包含：

信息处理模块，其与信息采集模块连接，接收所述信息采集模块获取的信息进行信息融合，识别需要避免碰撞的船舶；

警报模块，其与所述信息处理模块连接，接收所述信息处理模块发送的报警信息，向船舶驾驶台发出警报；

决策模块，其分别与所述信息处理模块和所述警报模块连接；所述决策模块接收所述信息处理模块发送的过滤信息，计算得到操舵的时间节点，并判断是否发出操舵指令并进行相应控制；

操舵模块，其与所述决策模块连接，接收所述决策模块发出的操舵指令，以实现应急操舵。

优选地，所述信息采集模块获取的信息包含船舶信息和环境信息；

所述环境信息包含ARPA雷达信息、水流信息、风向信息的一种及多种，分别通过ARPA雷达、水流感知系统、风向感知系统进行采集；