一种内河船舶风险识别和预警装置及其评估方法与流程

本发明属于船舶航行
技术领域：
，具体涉及一种内河船舶风险识别和预警装置及其评估方法。
背景技术：
：内河航道属于狭水道的范畴，由于航行环境等差异，使得航行条件相比海上要复杂的多。随着航运经济的发展，越来越多的江海直达船深人各江河沿岸港口进行装卸作业。如果海轮船长及驾驶员初次进入内河航道，对内河航道及航行特点不了解，不细致查阅航段资料、研究航道情况，对潜在的危险、突发的情况准备不足，会导致紧迫局面接踵而至。而内河航道由于收各种环境因素的影响，航道时时刻刻都在发生不同程度的变化，因此即使海轮船长及驾驶员对航道预先进行了深入的了解和准备工作，船舶在实际的航行过程中依然会存在一定的航行风险，在现有的航行条件中，还没有一种针对不同的船舶进行相对应的航行风险评估和预警装置对航道进行实时的风险评估，也没有系统的评估方法供海轮船长及驾驶员进行评估参考，使船舶在航行过程中发生的意外事故的概率较高，并且航行的意外风险较大，严重影响内河运输的发展。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明的其一目的是提供一种内河船舶风险识别和预警装置。本发明解决其一技术问题所采用的技术方案是：一种内河船舶风险识别和预警装置，包括用于对内河航行环境进行风险评估的评估系统和用于向通过该航线的船舶发出预警信号的预警系统，所述评估系统与预警系统之间通过无线信号连接，所述评估系统包括设置在岸上进行岸上环境监测采集的岸上采集模块、设置在水内进行河内环境监测采集的河内采集模块、用于接收岸上采集模块和河内采集模块采集的环境数据进行处理的集成处理系统、用于为评估系统工作供电的电源系统、用于向预警系统发送无线信号的无线数据发射器，所述预警系统包括用于接收评估系统发送的无线信号的无线数据接收机、与无线数据接收机连接的计算机、嵌入在计算机内的信息管理系统、与信息管理系统连接的报警器。在本发明中，所述岸上采集模块、河内采集模块均通过柔性线缆与集成处理系统的输入端连接，所述无线数据发射器与集成处理系统的输出端连接。在本发明中，所述岸上采集模块包括风速监测器、风向监测器、雾气监测器、温度监测器、降雨量监测器，河岸上还设有用于安装评估系统进行数据采集的监测塔，所述岸上采集模块布置在监测塔的上部，所述集成处理系统布置在监测塔的中部，所述电源系统布置在监测塔的底部。在本发明中，所述河内采集模块包括水压监测器、流速监测器、水浪监测器、盐碱度监测器、水内成像机，所述水压监测器沉淀在河底，所述流速监测器和盐碱度监测器悬浮在河水中，所述水浪监测器漂浮在水面，所述水内成像机设置在河边水下。在本发明中，所述集成处理系统包括可编程控制器、与可编程控制器输入口连接的电压测量模块和频率测量模块，所述可编程控制器与无线数据发射器之间设有转换器进行信号转换，所述可编程控制器连接有用于进行数据储存的flash储存器。在本发明中，所述电源系统包括与市电连通的电源模块、对电源模块进行工作电源监测的电压监测器、与电源模块连接并对其进行充电的太阳能发电模块。本发明的另一目的是提供一种评估方法，本发明解决另一技术问题所采用的技术方案是：一种使用内河船舶风险识别、预警装置进行的评估方法，包括以下步骤：s1，启动装置，评估系统、预警系统初始化；s2，评估系统、预警系统载入评估工作程序；s3，评估系统程序运行，确认评估系统与预警系统之间是否无线连接成功，若连接成功，则进行s4，若连接失败，则返回s2；s4，岸上采集模块、河内采集模块分别对航线的岸上、河内环境进行数据采集，并将相应的采集数据发送至集成处理系统中进行归纳整理，并储存在集成处理系统中；s5，集成处理系统将s4中得到的环境数据通过无线数据发射器发送至无线信号覆盖的航行船舶中，航行船舶通过预警系统中的无线数据接收机进行数据接收；s6，无线数据接收机将接收的无线数据发送至计算机内，并通过计算机内的信息管理系统进行数据处理，得出对应船舶在该航线段航行的风险系数；s7，当得出的风险系数较低或无风险时，船舶可继续航行，进行s8，当风险系数较高时，报警器发出报警提示音，船舶停止航行，等待风险消除或靠岸停靠；s8，当航行船舶进入下一航线段时，船舶的预警系统与上一航线段的评估系统无线连接断开，与下一航线段的评估系统进行无线连接，然后进行s4，依次循环进行。本发明的有益效果是：本发明通过评估系统对船舶所需经过航线上的岸上环境和河内环境进行实时监测，并将监测数据发送至实时经过对应航线段的船舶上，各个船舶上的预警系统根据自身的船舶参数设置进行风险评估，达到一船一风险结果的风险评估方案，避免不同船舶需要配套不同的评估装置进行实施的技术难点，简化评估装置的安装布置，降低评估装置的建设成本，同时配套对应的评估方法，是船舶航行时的风险评估更系统，更准确，降低航行风险。附图说明下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明：图1为本实施例风险评估和预警装置的整体安装结构示意图；图2为本实施例风险评估和预警装置的连接原理图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例：如图1和图2所示，本实施例公开了一种内河船舶风险识别和预警装置，包括用于对内河航行环境进行风险评估的评估系统(1)和用于向通过该航线的船舶发出预警信号的预警系统(2)，所述评估系统(1)与预警系统(2)之间通过无线信号连接，所述评估系统(1)包括设置在岸上进行岸上环境监测采集的岸上采集模块(11)、设置在水内进行河内环境监测采集的河内采集模块(12)、用于接收岸上采集模块(11)和河内采集模块(12)采集的环境数据进行处理的集成处理系统(13)、用于为评估系统(1)工作供电的电源系统(14)、用于向预警系统(2)发送无线信号的无线数据发射器(15)，所述预警系统(2)包括用于接收评估系统(1)发送的无线信号的无线数据接收机(21)、与无线数据接收机(21)连接的计算机(22)、嵌入在计算机(22)内的信息管理系统(23)、与信息管理系统(23)连接的报警器(24)。所述岸上采集模块(11)、河内采集模块(12)均通过柔性线缆与集成处理系统(13)的输入端连接，所述无线数据发射器(15)与集成处理系统(13)的输出端连接。在本实施例中，风险评估结果由岸上采集模块(11)采集的数据整合结果、河内采集模块(12)采集的数据整合结果以及船舶自身的航行条件决定。在本实施例中，所述岸上采集模块(11)包括风速监测器(111)、风向监测器(112)、雾气监测器(113)、温度监测器(114)、降雨量监测器(115)，河岸上还设有用于安装评估系统(1)进行数据采集的监测塔(3)，所述岸上采集模块(11)布置在监测塔(3)的上部，所述集成处理系统(13)布置在监测塔(3)的中部，所述电源系统(14)布置在监测塔(3)的底部。在本实施例中，所述河内采集模块(12)包括水压监测器(121)、流速监测器(122)、水浪监测器(123)、盐碱度监测器(124)、水内成像机(125)，所述水压监测器(121)沉淀在河底，所述流速监测器(122)和盐碱度监测器(124)悬浮在河水中，所述水浪监测器(123)漂浮在水面，所述水内成像机(125)设置在河边水下。在本实施例中，所述集成处理系统(13)包括可编程控制器(131)、与可编程控制器(131)输入口连接的电压测量模块(132)和频率测量模块(133)，所述可编程控制器(131)与无线数据发射器(15)之间设有转换器(134)进行信号转换，所述可编程控制器(131)连接有用于进行数据储存的flash储存器(135)。在本实施例中，所述电源系统(14)包括与市电连通的电源模块(141)、对电源模块(141)进行工作电源监测的电压监测器(142)、与电源模块(141)连接并对其进行充电的太阳能发电模块(143)。本装置的建设布局为：通过在航线沿岸建设若干个评估系统(1)，使整条航线均得到评估系统(1)的无线信号覆盖，同时在航行的船舶上搭载预警系统(2)进行信号接收和数据风险结果计算，从而得出该航线段的风险系数，结合评估方法得出该航线段的风险结果，当船舶进入下一航线段时，船舶上搭载预警系统(2)接收下一航线段采集的数据进行风险评估，以实现每一航线段通过评估系统(1)进行实时环境数据采集后，再发送到每艘进入该航线段船舶的预警系统(2)中，每艘船舶的预警系统(2)进行独立计算，使每艘船舶均得到对应其的风险结果，评估的准确性得到保障，同时本发明的适用性广泛。本实施例还公开了一种使用内河船舶风险识别和预警装置进行的评估方法，包括以下步骤：s1，启动装置，评估系统(1)、预警系统(2)初始化；s2，评估系统(1)、预警系统(2)载入评估工作程序；s3，评估系统(1)程序运行，确认评估系统(1)与预警系统(2)之间是否无线连接成功，若连接成功，则进行s4，若连接失败，则返回s2；s4，岸上采集模块(11)、河内采集模块(12)分别对航线的岸上、河内环境进行数据采集，并将相应的采集数据发送至集成处理系统(13)中进行归纳整理，并储存在集成处理系统(13)中；s5，集成处理系统(13)将s4中得到的环境数据通过无线数据发射器(15)发送至无线信号覆盖的航行船舶中，航行船舶通过预警系统(2)中的无线数据接收机(21)进行数据接收；s6，无线数据接收机(21)将接收的无线数据发送至计算机(22)内，并通过计算机(22)内的信息管理系统(23)进行数据处理，得出对应船舶在该航线段航行的风险系数；s7，当得出的风险系数较低或无风险时，船舶可继续航行，进行s8，当风险系数较高时，报警器(24)发出报警提示音，船舶停止航行，等待风险消除或靠岸停靠；s8，当航行船舶进入下一航线段时，船舶的预警系统(2)与上一航线段的评估系统(1)无线连接断开，与下一航线段的评估系统(1)进行无线连接，然后进行s4，依次循环进行。船舶在每个航线段上航行的风险评估结果按以下公式计算得出：r＝r1*r2*d；式中r为风险评估结果，r1为岸上环境监测数据整合结果，r2为河内环境监测数据整合结果，d为船舶自身的航行条件参数。其中岸上环境监测数据由岸上采集模块(11)的风速监测器(111)、风向监测器(112)、雾气监测器(113)、温度监测器(114)、降雨量监测器(115)得出对应的环境数据，并且岸上环境监测数据整合结果由以下公式计算得出：r1＝0.1vcosa*0.5m*(1.8c+32)*(0.2h+1)；式中v为风速监测器(111)监测的风速，a为船舶航行方向与该航线段中心航线之间的夹角，m为雾气浓度，c为环境的摄氏温度，h为降雨量。河内环境监测数据由河内采集模块(12)的水压监测器(121)、流速监测器(122)、水浪监测器(123)、盐碱度监测器(124)得出对应的环境数据，水内成像机(125)直接将河内的环境拍摄成彩色图片发送至各艘船舶中，供航行人员直观了解河内情况，可直接进行风险判断，而河内环境监测数据整合结果由以下公式计算得出：r2＝0.03p/ρ/g+0.4s+2b+1.3u；式中p为水压，ρ河水的密度，g为重力常数，s为河水流速(以航行方向为正方向)，b为波浪频率，u为河水盐碱度。船舶自身的航行条件参数由以下公式计算得出：d＝0.03q*6.5l*w*z；式中q为船舶的载重量，l为船舶的吃水深度，w为船舶的宽度，z为船舶的长度。上述计算公式载入至信息管理系统(23)进行运行计算，最终得出风险评估结果，风险评估结果得出的最终数值可以参照以下风险评估结论表进行判断，风险评估结论表如下：风险评估计算结果风险评估结论0-300无风险300-500风险较低500-800风险适中800-1000风险较高1000以上禁止航行以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。当前第1页12