基于氣體分析的船舶控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于氣體分析的船舶控制裝置，所述船舶控制裝置包括散射式能見度觀測儀、船舶速度測量設(shè)備、船舶驅(qū)動設(shè)備和主控設(shè)備，所述主控設(shè)備分別與所述散射式能見度觀測儀、所述船舶速度測量設(shè)備和所述船舶驅(qū)動設(shè)備連接，根據(jù)所述散射式能見度觀測儀輸出的能見度確定船舶最大允許行駛速度，基于船舶最大允許行駛速度和所述船舶速度測量設(shè)備輸出的當(dāng)前船舶行駛速度，通過所述船舶驅(qū)動設(shè)備進(jìn)行船舶行駛速度的控制。本發(fā)明能夠通過檢查船舶周圍空氣的能見度自動限制船舶的行駛速度，還能夠通過對比船舶控制室內(nèi)外氣體的PM2.5濃度，提示駕駛員開窗或關(guān)窗，從而保證了船舶的安全行駛和船上人員的人身健康。
【專利說明】基于氣體分析的船舶控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及船舶控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于氣體分析的船舶控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 船舶，即boats and ships，是各種船只的總稱。船舶是能航行或停泊于水域進(jìn)行 運(yùn)輸或作業(yè)的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技術(shù)性能、裝備和結(jié)構(gòu)型式，是一 種主要在地理水中運(yùn)行的人造交通工具。另外，民用船一般稱為船，軍用船稱為艦，小型船 稱為艇或舟，其總稱為艦船或船艇。內(nèi)部主要包括容納空間、支撐結(jié)構(gòu)和排水結(jié)構(gòu)，具有利 用外在或自帶能源的推進(jìn)系統(tǒng)。外型一般是利于克服流體阻力的流線性包絡(luò)，材料隨著科 技進(jìn)步不斷更新，早期為木、竹、麻等自然材料，近代多是鋼材以及鋁、玻璃纖維、亞克力和 各種復(fù)合材料。
[0003] 自古以來，船舶的作用主要體現(xiàn)在運(yùn)輸和作戰(zhàn)兩方面。在運(yùn)輸方面，船舶分為客運(yùn) 和貨運(yùn)兩種模式。無論用于哪個(gè)方面，船舶的造價(jià)都是一個(gè)不小的數(shù)目，如果發(fā)生碰撞或其 他事故，由于水面交通的特殊性和水面維修作業(yè)的局限性，維修和維護(hù)費(fèi)用同樣不菲。因 此，避免事故的發(fā)生是船舶行駛的主要任務(wù)之一，尤其在能見度較低的情況下，需要降低船 舶的行駛速度，以提供更多反應(yīng)時(shí)間去觀察水面情況，實(shí)現(xiàn)水下水面目標(biāo)的規(guī)避，同時(shí)一些 船舶的控制室位置較低，需要根據(jù)控制室的空氣情況及時(shí)通風(fēng)或關(guān)閉窗戶，為駕駛員提供 一個(gè)良好的駕駛環(huán)境。現(xiàn)有技術(shù)中存在一些預(yù)警的船舶控制方案，但都不是基于氣體檢測 來進(jìn)行船舶控制的。
[0004] 因此，需要一種基于氣體分析的船舶控制裝置，克服現(xiàn)有船舶控制系統(tǒng)的無法根 據(jù)能見度情況及時(shí)調(diào)整航速以及無法根據(jù)控制室氣體情況進(jìn)行通風(fēng)控制的技術(shù)問題，通過 實(shí)時(shí)檢測船舶附近空氣的能見度，設(shè)置船舶最大允許行駛速度并進(jìn)行航速的自動控制，另 外通過控制室內(nèi)外PM2. 5濃度的分析確定通風(fēng)策略，避免航運(yùn)事故的發(fā)生，保證駕駛?cè)藛T 的身心健康不受損傷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于氣體分析的船舶控制裝置，通過引入 散射式能見度觀測儀對船舶行駛環(huán)境的能見度進(jìn)行有效策略，進(jìn)而自動控制船舶的行駛速 度，通過同時(shí)引入室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備和室外PM2. 5檢測設(shè)備實(shí)現(xiàn)船舶控制室內(nèi)外的空氣 環(huán)境的對比，為駕駛員的通風(fēng)提供重要參考，提高了船舶行駛控制的自動化程度。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于氣體分析的船舶控制裝置，所述船舶控制 裝置包括散射式能見度觀測儀、船舶速度測量設(shè)備、船舶驅(qū)動設(shè)備和主控設(shè)備，所述主控設(shè) 備分別與所述散射式能見度觀測儀、所述船舶速度測量設(shè)備和所述船舶驅(qū)動設(shè)備連接，根 據(jù)所述散射式能見度觀測儀輸出的能見度確定船舶最大允許行駛速度，基于船舶最大允許 行駛速度和所述船舶速度測量設(shè)備輸出的當(dāng)前船舶行駛速度，通過所述船舶驅(qū)動設(shè)備進(jìn)行 船舶行駛速度的控制。
[0007] 更具體地，在所述基于氣體分析的船舶控制裝置中，進(jìn)一步包括：散射式能見度觀 測儀，包括支架、發(fā)射單元、接收單元和控制單元，所述支架固定在船舶船體頂部上，所述發(fā) 射單元、所述接收單元和所述控制單元固定在所述支架上，所述控制單元包括微CPU和通 信接口，所述發(fā)射單元和所述接收單元相對放置，所述發(fā)射單元采用GaAs紅外LED作為光 源發(fā)射散射光，所述接收單元采用PIN型光敏管接收散射光，所述控制單元分別連接所述 發(fā)射單元和所述接收單元，所述微CPU根據(jù)發(fā)射散射光的光強(qiáng)和接收散射光的光強(qiáng)計(jì)算能 見度，所述通信接口連接所述微CPU以輸出能見度；船舶速度測量設(shè)備，安裝在船舶控制室 的儀表盤內(nèi)，實(shí)時(shí)測量并輸出當(dāng)前船舶行駛速度；船舶驅(qū)動設(shè)備，安裝在船舶船體后端底艙 內(nèi)，包括可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、由可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)所驅(qū)動的分級減速齒輪系、控制可逆轉(zhuǎn)內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)與分級減速齒輪系接觸或脫離的摩擦式離合器、驅(qū)動帶有固定槳葉的螺旋槳軸和 使得螺旋槳軸減速并保持不動的摩擦式制動器，其中船舶的加速和減速是通過可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃 發(fā)動機(jī)對螺旋槳的旋轉(zhuǎn)的速度和方向進(jìn)行作用而控制的，控制時(shí)需要離合器與制動器的組 合或相繼的操作；室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備，安裝在控制室內(nèi)，采用內(nèi)置的濾膜在線采樣器對控 制室內(nèi)顆粒物進(jìn)行分析，檢測出其中的PM2. 5細(xì)顆粒物的濃度，并作為室內(nèi)PM2. 5濃度輸 出；室外PM2. 5檢測設(shè)備，安裝在船舶船體上，采用內(nèi)置的濾膜在線采樣器對控制室外大氣 中顆粒物進(jìn)行分析，檢測出其中的PM2. 5細(xì)顆粒物的濃度，并作為室外PM2. 5濃度輸出；主 控設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，分別連接所述散射式能見度觀測儀、所述船舶速度 測量設(shè)備、所述船舶驅(qū)動設(shè)備、所述室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備和所述室外PM2. 5檢測設(shè)備，根據(jù) 接收到的能見度確定船舶最大允許行駛速度，在當(dāng)前船舶行駛速度超出船舶最大允許行駛 速度時(shí)，發(fā)出船舶超速提示信號，并控制船舶驅(qū)動設(shè)備減速直到當(dāng)前船舶行駛速度小于或 等于船舶最大允許行駛速度，同時(shí)，在室內(nèi)PM2. 5濃度大于室外PM2. 5濃度時(shí)，發(fā)出控制室 開窗提不信號，在室內(nèi)PM2. 5濃度小于室外PM2. 5濃度時(shí)，發(fā)出控制室關(guān)窗提不信號；導(dǎo)航 設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備以將船舶當(dāng)前位置發(fā)送給主控設(shè)備；顯 示設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備以實(shí)時(shí)顯示船舶最大允許行駛速度、 當(dāng)前船舶行駛速度、室內(nèi)PM2. 5濃度和室外PM2. 5濃度；語音播放設(shè)備，安裝在船舶控制 室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備以實(shí)時(shí)播放與船舶超速提示信號、控制室開窗提示信號或控 制室關(guān)窗提示信號對應(yīng)的語音提示文件；無線通信設(shè)備，安裝在船舶船體前端，連接主控設(shè) 備，用于將船舶當(dāng)前位置、能見度和室外PM2. 5濃度無線發(fā)送到船舶管理中心；其中，主控 設(shè)備根據(jù)接收到的能見度確定船舶最大允許行駛速度時(shí)，根據(jù)接收到的能見度所處于的能 見度等級范圍確定不同的船舶最大允許行駛速度，所述能見度等級范圍包括不足100米、 100米到1公里、1公里到2公里、2公里到5公里、5公里到100公里和100公里以上。
[0008] 更具體地，在所述基于氣體分析的船舶控制裝置中，所述散射式能見度觀測儀的 發(fā)射單元以33度傾角發(fā)射散射光。
[0009] 更具體地，在所述基于氣體分析的船舶控制裝置中，所述語音播放設(shè)備還包括內(nèi) 置的語音文件存儲單元，用于存儲與船舶超速提示信號、控制室開窗提示信號或控制室關(guān) 窗提示信號對應(yīng)的語音提示文件。
[0010] 更具體地，在所述基于氣體分析的船舶控制裝置中，所述散射式能見度觀測儀的 控制單元的微CPU和通信接口被封裝在一個(gè)控制箱內(nèi)以固定在所述散射式能見度觀測儀 的支架上，所述支架垂直固定于船舶船體頂部上。 toon] 更具體地，在所述基于氣體分析的船舶控制裝置中，所述顯示設(shè)備接收所述主控 設(shè)備發(fā)出的控制室開窗提示信號或控制室關(guān)窗提示信號，并在所述顯示設(shè)備上顯示動態(tài)模 擬開窗或關(guān)窗動作以對船舶駕駛員進(jìn)行提醒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中：
[0013] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于氣體分析的船舶控制裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于氣體分析的船舶控制裝置的散射式能見 度觀測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將參照附圖對本發(fā)明的基于氣體分析的船舶控制裝置的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì) 說明。
[0016] 在船舶的行駛過程中，水面能見度是一個(gè)決定船速的重要因素。能見度高的水面， 駕駛員可以觀察到很遠(yuǎn)的距離，能夠放心地保持高速運(yùn)行，而在能見度低的水面，駕駛員必 須減低速度，以保留足夠的反應(yīng)時(shí)間處理危機(jī)。
[0017] 能見度，指物體能被正常視力看到的最大距離，也指物體在一定距離時(shí)被正常目 力看到的清晰程度。能見度在不同環(huán)境中大有不同。在空氣特別干凈的北極或是山區(qū)，能 見度能夠達(dá)到70?100km，然而能見度通常由于大氣污染以及濕氣而有所降低。煙霧可將 能見度降低至零，這對于開車開船來說是非常危險(xiǎn)的，同樣在沙塵暴發(fā)生的沙漠地區(qū)以及 有森林大火的地方駕車都是十分危險(xiǎn)的。雷雨天氣的暴雨不僅使能見度降低，同時(shí)由于地 面濕滑而不能緊急制動。暴風(fēng)雪天氣也屬于低能見度的范疇內(nèi)。另外，煙霧、薄霧、霾的環(huán)境 下，能見度有所不同。國際上對煙霧的能見度定義為不足lkm，薄霧的能見度為lkm?2km， 霾的能見度為2km?5km。煙霧和薄霧通常被認(rèn)作是水滴的重要組成部分，霾和煙的粒徑相 對要小一些。非常低的能見度，例如，能見度不足100米時(shí)，通常能見度被認(rèn)為為零，在這種 情況下道路、航路會被封鎖。
[0018] 能夠測量能見度的儀器，被稱為能見度觀測儀。世界上普遍應(yīng)用的能見度觀測儀 主要有透射式和散射式兩種。其中，透射儀因需要基線，占地范圍大，不適用于海岸臺站、 燈塔自動氣象站及船舶上，但其具有自檢能力，低能見度下性能好等優(yōu)點(diǎn)而適用于民航系 統(tǒng)；散射儀以其體積小和低廉的價(jià)格而廣泛應(yīng)用于碼頭、航空、高速公路等系統(tǒng)。
[0019] 除了空氣能見度對航速帶來影響，氣體中的PM2. 5濃度也會給船上人員帶來身體 傷害，尤其對于控制室處于船體較低位置的情況。這時(shí)，需要根據(jù)控制室內(nèi)外PM2. 5濃度的 對比決定控制室的通風(fēng)策略。
[0020] 本發(fā)明提出的基于氣體分析的船舶控制裝置，能夠根據(jù)空氣能見度自動控制航 速，保證船舶的在各種不同能見度的情況下都能安全行駛，同時(shí)，能夠?yàn)榇翱刂剖业目諝?狀況的改善提供重要參考。
[0021] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于氣體分析的船舶控制裝置的結(jié)構(gòu)方框圖， 所述船舶控制裝置包括散射式能見度觀測儀1、船舶速度測量設(shè)備2、船舶驅(qū)動設(shè)備4、主控 設(shè)備3和供電設(shè)備5,所述主控設(shè)備3分別與所述散射式能見度觀測儀1、所述船舶速度測 量設(shè)備2和所述船舶驅(qū)動設(shè)備4連接，根據(jù)所述散射式能見度觀測儀1輸出的能見度確定 船舶最大允許行駛速度，基于船舶最大允許行駛速度和所述船舶速度測量設(shè)備2輸出的當(dāng) 前船舶行駛速度，通過所述船舶驅(qū)動設(shè)備4進(jìn)行船舶行駛速度的控制，所述供電設(shè)備5為所 述船舶控制裝置中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行供電。
[0022] 所述船舶控制裝置的各個(gè)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)如下。
[0023] 參見圖2,圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于氣體分析的船舶控制裝置的散 射式能見度觀測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。所述散射式能見度觀測儀1包括支架14、發(fā)射單元11、 接收單元12和控制單元13,所述支架14固定在船舶船體頂部上，所述發(fā)射單元11、所述接 收單元12和所述控制單元13固定在所述支架14上，所述控制單元13包括微CPU和通信 接口，所述發(fā)射單元11和所述接收單元12相對放置，所述發(fā)射單元11采用GaAs紅外LED 作為光源發(fā)射散射光，所述接收單元12采用PIN型光敏管接收散射光，所述控制單元13分 別連接所述發(fā)射單元11和所述接收單元12,所述微CPU根據(jù)發(fā)射散射光的光強(qiáng)和接收散射 光的光強(qiáng)計(jì)算能見度，所述通信接口連接所述微CPU以輸出能見度。
[0024] 船舶速度測量設(shè)備2,安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，實(shí)時(shí)測量并輸出當(dāng)前船舶行 駛速度。
[0025] 船舶驅(qū)動設(shè)備4,安裝在船舶船體后端底艙內(nèi)，包括可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、由可逆轉(zhuǎn) 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)所驅(qū)動的分級減速齒輪系、控制可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)與分級減速齒輪系接觸或脫 離的摩擦式離合器、驅(qū)動帶有固定槳葉的螺旋槳軸和使得螺旋槳軸減速并保持不動的摩擦 式制動器，其中船舶的加速和減速是通過可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)對螺旋槳的旋轉(zhuǎn)的速度和方向 進(jìn)行作用而控制的，控制時(shí)需要離合器與制動器的組合或相繼的操作。
[0026] 室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備，安裝在控制室內(nèi)，采用內(nèi)置的濾膜在線采樣器對控制室內(nèi) 顆粒物進(jìn)行分析，檢測出其中的PM2. 5細(xì)顆粒物的濃度，并作為室內(nèi)PM2. 5濃度輸出。
[0027] 室外PM2. 5檢測設(shè)備，安裝在船舶船體上，采用內(nèi)置的濾膜在線采樣器對控制室 外大氣中顆粒物進(jìn)行分析，檢測出其中的PM2. 5細(xì)顆粒物的濃度，并作為室外PM2. 5濃度輸 出。
[0028] 主控設(shè)備3,安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，分別連接所述散射式能見度觀測儀 1、所述船舶速度測量設(shè)備2、所述船舶驅(qū)動設(shè)備4、所述室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備和所述室外 PM2. 5檢測設(shè)備，根據(jù)接收到的能見度確定船舶最大允許行駛速度，在當(dāng)前船舶行駛速度 超出船舶最大允許行駛速度時(shí)，發(fā)出船舶超速提示信號，并控制船舶驅(qū)動設(shè)備4減速直到 當(dāng)前船舶行駛速度小于或等于船舶最大允許行駛速度，同時(shí)，在室內(nèi)PM2. 5濃度大于室外 PM2. 5濃度時(shí)，發(fā)出控制室開窗提示信號，在室內(nèi)PM2. 5濃度小于室外PM2. 5濃度時(shí)，發(fā)出控 制室關(guān)窗提示信號。
[0029] 導(dǎo)航設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備3以將船舶當(dāng)前位置發(fā) 送給主控設(shè)備3。
[0030] 顯示設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備3以實(shí)時(shí)顯示船舶最大 允許行駛速度、當(dāng)前船舶行駛速度、室內(nèi)PM2. 5濃度和室外PM2. 5濃度。
[0031] 語音播放設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備3以實(shí)時(shí)播放與船 舶超速提示信號、控制室開窗提示信號或控制室關(guān)窗提示信號對應(yīng)的語音提示文件。
[0032] 無線通信設(shè)備，安裝在船舶船體前端，連接主控設(shè)備3,用于將船舶當(dāng)前位置、能見 度和室外PM2. 5濃度無線發(fā)送到船舶管理中心。
[0033] 其中，主控設(shè)備3根據(jù)接收到的能見度確定船舶最大允許行駛速度時(shí)，根據(jù)接收 到的能見度所處于的能見度等級范圍確定不同的船舶最大允許行駛速度，所述能見度等級 范圍包括不足100米、100米到1公里、1公里到2公里、2公里到5公里、5公里到100公里 和100公里以上。
[0034] 其中，所述散射式能見度觀測儀1的發(fā)射單元11以33度傾角發(fā)射散射光；所述語 音播放設(shè)備還包括內(nèi)置的語音文件存儲單元，用于存儲與船舶超速提示信號、控制室開窗 提示信號或控制室關(guān)窗提示信號對應(yīng)的語音提示文件；所述散射式能見度觀測儀1的控制 單元13的微CPU和通信接口被封裝在一個(gè)控制箱內(nèi)以固定在所述散射式能見度觀測儀1 的支架14上，所述支架14垂直固定于船舶船體頂部上；所述顯示設(shè)備接收所述主控設(shè)備3 發(fā)出的控制室開窗提示信號或控制室關(guān)窗提示信號，并在所述顯示設(shè)備上顯示動態(tài)模擬開 窗或關(guān)窗動作以對船舶駕駛員進(jìn)行提醒。
[0035] 另外，PM2. 5細(xì)顆粒物又稱細(xì)粒、細(xì)顆粒。大氣中粒徑小于2 μ m(有時(shí)用小于 2. 5 μ m，即PM2. 5)的顆粒物（氣溶膠）。雖然細(xì)顆粒物只是地球大氣成分中含量很少的 組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。細(xì)顆粒物粒徑小，富含大量的有毒、有害 物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。 2012年2月，中國國務(wù)院同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了細(xì)顆粒物監(jiān)測指 標(biāo)。2013年2月28日，中國全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會稱PM2. 5擬正式命名為細(xì)顆粒物， 本發(fā)明所采用的PM2. 5檢測儀器，具有新世紀(jì)國際先進(jìn)水平的新型內(nèi)置濾膜在線采樣器的 微電腦激光粉塵儀，在連續(xù)監(jiān)測粉塵濃度的同時(shí)，可收集到顆粒物，以便對其成份進(jìn)行分 析，并求出質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)K值。可直讀粉塵質(zhì)量濃度（mg/m)，具有PM10、PM5、PM2. 5檢 測選項(xiàng)供選擇。
[0036] 本發(fā)明的基于氣體分析的船舶控制裝置，通過對船舶行駛環(huán)境中空氣能見度的檢 測，自動確定船舶的安全行駛速度，保證船舶在不同的能見度環(huán)境下安全高效通過水面，同 時(shí)，提供控制室內(nèi)外PM2. 5濃度數(shù)據(jù)，為駕駛員改善控制室內(nèi)空氣環(huán)境提供重要參考。
[0037] 可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以 限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等 同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對 以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于氣體分析的船舶控制裝置，其特征在于，所述船舶控制裝置包括散射式能 見度觀測儀、船舶速度測量設(shè)備、船舶驅(qū)動設(shè)備和主控設(shè)備，所述主控設(shè)備分別與所述散射 式能見度觀測儀、所述船舶速度測量設(shè)備和所述船舶驅(qū)動設(shè)備連接，根據(jù)所述散射式能見 度觀測儀輸出的能見度確定船舶最大允許行駛速度，基于船舶最大允許行駛速度和所述船 舶速度測量設(shè)備輸出的當(dāng)前船舶行駛速度，通過所述船舶驅(qū)動設(shè)備進(jìn)行船舶行駛速度的控 制。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于氣體分析的船舶控制裝置，其特征在于，所述船舶報(bào)警裝 置還包括： 散射式能見度觀測儀，包括支架、發(fā)射單元、接收單元和控制單元，所述支架固定在船 舶船體頂部上，所述發(fā)射單元、所述接收單元和所述控制單元固定在所述支架上，所述控制 單元包括微CPU和通信接口，所述發(fā)射單元和所述接收單元相對放置，所述發(fā)射單元采用 GaAs紅外LED作為光源發(fā)射散射光，所述接收單元采用PIN型光敏管接收散射光，所述控制 單元分別連接所述發(fā)射單元和所述接收單元，所述微CPU根據(jù)發(fā)射散射光的光強(qiáng)和接收散 射光的光強(qiáng)計(jì)算能見度，所述通信接口連接所述微CPU以輸出能見度； 船舶速度測量設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，實(shí)時(shí)測量并輸出當(dāng)前船舶行駛速 度； 船舶驅(qū)動設(shè)備，安裝在船舶船體后端底艙內(nèi)，包括可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、由可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā) 動機(jī)所驅(qū)動的分級減速齒輪系、控制可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)與分級減速齒輪系接觸或脫離的摩 擦式離合器、驅(qū)動帶有固定槳葉的螺旋槳軸和使得螺旋槳軸減速并保持不動的摩擦式制動 器，其中船舶的加速和減速是通過可逆轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)對螺旋槳的旋轉(zhuǎn)的速度和方向進(jìn)行作 用而控制的，控制時(shí)需要離合器與制動器的組合或相繼的操作； 室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備，安裝在控制室內(nèi)，采用內(nèi)置的濾膜在線采樣器對控制室內(nèi)顆粒 物進(jìn)行分析，檢測出其中的PM2. 5細(xì)顆粒物的濃度，并作為室內(nèi)PM2. 5濃度輸出； 室外PM2. 5檢測設(shè)備，安裝在船舶船體上，采用內(nèi)置的濾膜在線采樣器對控制室外大 氣中顆粒物進(jìn)行分析，檢測出其中的PM2. 5細(xì)顆粒物的濃度，并作為室外PM2. 5濃度輸出； 主控設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，分別連接所述散射式能見度觀測儀、所述船 舶速度測量設(shè)備、所述船舶驅(qū)動設(shè)備、所述室內(nèi)PM2. 5檢測設(shè)備和所述室外PM2. 5檢測設(shè) 備，根據(jù)接收到的能見度確定船舶最大允許行駛速度，在當(dāng)前船舶行駛速度超出船舶最大 允許行駛速度時(shí)，發(fā)出船舶超速提示信號，并控制船舶驅(qū)動設(shè)備減速直到當(dāng)前船舶行駛速 度小于或等于船舶最大允許行駛速度，同時(shí)，在室內(nèi)PM2. 5濃度大于室外PM2. 5濃度時(shí)，發(fā) 出控制室開窗提示信號，在室內(nèi)PM2. 5濃度小于室外PM2. 5濃度時(shí)，發(fā)出控制室關(guān)窗提示信 號； 導(dǎo)航設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備以將船舶當(dāng)前位置發(fā)送給主 控設(shè)備； 顯示設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備以實(shí)時(shí)顯示船舶最大允許行 駛速度、當(dāng)前船舶行駛速度、室內(nèi)PM2. 5濃度和室外PM2. 5濃度； 語音播放設(shè)備，安裝在船舶控制室的儀表盤內(nèi)，連接主控設(shè)備以實(shí)時(shí)播放與船舶超速 提示信號、控制室開窗提示信號或控制室關(guān)窗提示信號對應(yīng)的語音提示文件； 無線通信設(shè)備，安裝在船舶船體前端，連接主控設(shè)備，用于將船舶當(dāng)前位置、能見度和 室外PM2. 5濃度無線發(fā)送到船舶管理中心； 其中，主控設(shè)備根據(jù)接收到的能見度確定船舶最大允許行駛速度時(shí)，根據(jù)接收到的能 見度所處于的能見度等級范圍確定不同的船舶最大允許行駛速度，所述能見度等級范圍包 括不足100米、100米到1公里、1公里到2公里、2公里到5公里、5公里到100公里和100 公里以上。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于氣體分析的船舶控制裝置，其特征在于： 所述散射式能見度觀測儀的發(fā)射單元以33度傾角發(fā)射散射光。
4. 如權(quán)利要求2所述的基于氣體分析的船舶控制裝置，其特征在于，所述語音播放設(shè) 備還包括： 內(nèi)置的語音文件存儲單元，用于存儲與船舶超速提示信號、控制室開窗提示信號或控 制室關(guān)窗提示信號對應(yīng)的語音提示文件。
5. 如權(quán)利要求2所述的基于氣體分析的船舶控制裝置，其特征在于： 所述散射式能見度觀測儀的控制單元的微CPU和通信接口被封裝在一個(gè)控制箱內(nèi)以 固定在所述散射式能見度觀測儀的支架上，所述支架垂直固定于船舶船體頂部上。
6. 如權(quán)利要求2所述的基于氣體分析的船舶控制裝置，其特征在于： 所述顯示設(shè)備接收所述主控設(shè)備發(fā)出的控制室開窗提示信號或控制室關(guān)窗提示信號， 并在所述顯示設(shè)備上顯示動態(tài)模擬開窗或關(guān)窗動作以對船舶駕駛員進(jìn)行提醒。
【文檔編號】G01N15/06GK104122232SQ201410362300
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:無錫北斗星通信息科技有限公司