本發(fā)明涉及船舶主推進(jìn)操縱器用的智能推進(jìn)領(lǐng)域，具體為一種船舶主推進(jìn)操縱器用的智能推進(jìn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球貿(mào)易的不斷增長和海洋資源開發(fā)的持續(xù)推進(jìn)，航運(yùn)業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)中扮演著至關(guān)重要的角色，傳統(tǒng)的船舶推進(jìn)系統(tǒng)在面對日益復(fù)雜的航運(yùn)需求時逐漸顯露出一些局限性，為了提高競爭力，航運(yùn)公司迫切需要提高船舶的運(yùn)行效率，包括提高航行速度和減少航行時間等方面的需求。傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)往往難以實(shí)現(xiàn)對輸出功率的精準(zhǔn)控制，導(dǎo)致能源浪費(fèi)和效率低下。船舶在海上航行面臨著各種風(fēng)險和挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)在應(yīng)對突發(fā)情況和故障時可能反應(yīng)不夠迅速和準(zhǔn)確，影響船舶的安全性能，高精度的傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測船舶的各種運(yùn)行參數(shù)和周圍環(huán)境信息，如速度、航向、風(fēng)速和障礙物等，這些傳感器為智能控制模塊提供了豐富的數(shù)據(jù)來源，使得對推進(jìn)器輸出功率的精確調(diào)整成為可能。本發(fā)明的技術(shù)背景是航運(yùn)業(yè)發(fā)展的需求、技術(shù)進(jìn)步的推動以及智能化趨勢的影響，在這樣的背景下，開發(fā)一種能夠根據(jù)接收到的信號對船舶推進(jìn)器輸出功率進(jìn)行智能調(diào)整控制的系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種船舶主推進(jìn)操縱器用的智能推進(jìn)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明為一種船舶主推進(jìn)操縱器用的智能推進(jìn)系統(tǒng)，包括安全登錄模塊、電源供應(yīng)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、智能推進(jìn)分析模塊、智能控制模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和數(shù)據(jù)中心。

4、安全登錄模塊根據(jù)設(shè)定的人員生物信息和智能推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行配對，對船舶的智能推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行解鎖，其具體獲取過程如下：

5、安全登錄模塊的輸出端連接數(shù)據(jù)中心的輸入端，各人員將個人信息通過安全登錄模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，個人信息包括姓名、身份證號碼和指紋圖像，數(shù)據(jù)中心接收到個人信息，將個人信息劃分成個人信息集合，并將個人信息集合對應(yīng)的人員標(biāo)記為授權(quán)人員，各授權(quán)人員通過船舶控制顯示屏截取當(dāng)前授權(quán)人員的指紋截圖信息，提取數(shù)據(jù)中心對應(yīng)的指紋圖像，將當(dāng)前授權(quán)人員的指紋截圖信息和指紋圖像進(jìn)行匹配，若匹配成功則進(jìn)入該授權(quán)人員的控制界面，若匹配失敗則退出信息界面，安全登錄模塊判定當(dāng)前人員非授權(quán)人員并生成異常信號發(fā)送至聲光警報裝置，聲光警報裝置接收到異常信號發(fā)出提醒警報。

6、電源供應(yīng)模塊根據(jù)連接各船舶的負(fù)載變化和推進(jìn)需求，動態(tài)調(diào)整電力分配，其具體獲取過程如下：

7、電源供應(yīng)模塊的輸入端連接船舶主電網(wǎng)的輸出端，在船舶主電網(wǎng)安裝負(fù)載傳感器，實(shí)時監(jiān)測船舶上的各設(shè)備電力需求，各設(shè)備包括智能推進(jìn)系統(tǒng)、照明、通信和導(dǎo)航設(shè)備等，當(dāng)負(fù)載傳感器獲取當(dāng)前設(shè)備啟動運(yùn)行狀態(tài)并消耗電流時，將該設(shè)備標(biāo)記為負(fù)載設(shè)備，實(shí)時采集得到各負(fù)載設(shè)備的運(yùn)行數(shù)量，標(biāo)記為gf，將各負(fù)載設(shè)備的運(yùn)行數(shù)量劃分為多個負(fù)載設(shè)備數(shù)量區(qū)間，實(shí)時采集多個負(fù)載設(shè)備數(shù)量區(qū)間對應(yīng)的電流參數(shù)值，每個負(fù)載設(shè)備數(shù)量區(qū)間對應(yīng)一個電流參數(shù)值，獲取得到各負(fù)載設(shè)備數(shù)量區(qū)間的各電流參數(shù)值，將獲取的各電流參數(shù)值進(jìn)行均值計算得到各負(fù)載設(shè)備的電流平均值，標(biāo)記為，將獲取的各電流參數(shù)值按照從大到小進(jìn)行排列，獲取得到最大電流值和最小電流值，將最大電流值減去最小電流值得到電流差異值，標(biāo)記為，獲取最大電流值對應(yīng)的電流監(jiān)測時間點(diǎn)，標(biāo)記為最大監(jiān)測時間點(diǎn)，獲取最小電流值對應(yīng)的電流監(jiān)測時間點(diǎn)，標(biāo)記為最小監(jiān)測時間點(diǎn)，將最大監(jiān)測時間點(diǎn)和最小監(jiān)測時間點(diǎn)進(jìn)行連接，得到電流差異監(jiān)測時段，標(biāo)記為gs，通過獲取的各負(fù)載設(shè)備運(yùn)行數(shù)量、電流平均值、電流差異值和電流差異監(jiān)測時段進(jìn)行計算，利用公式得到各負(fù)載設(shè)備的總運(yùn)行能量值gfd，其中，b1、b2、b3和b4為預(yù)設(shè)比例系數(shù)，j表示為各負(fù)載設(shè)備的編號，n表示為負(fù)載設(shè)備的總數(shù)量，提取數(shù)據(jù)中心的預(yù)設(shè)總運(yùn)行能量閾值，將總運(yùn)行能量值和預(yù)設(shè)總運(yùn)行能量閾值進(jìn)行比較，若總運(yùn)行能量值大于預(yù)設(shè)總運(yùn)行能量閾值，則生成超能信號發(fā)送至船舶主電網(wǎng)，船舶主電網(wǎng)接收到超能信號并生成輔助指令發(fā)送至電力儲能裝置，電力儲能裝置包括輔助電機(jī)和存儲電池組，電力儲能裝置接收到輔助指令并開啟運(yùn)行狀態(tài)，將產(chǎn)生的電力發(fā)送至船舶主電網(wǎng)進(jìn)行分配。

8、數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)各傳感器實(shí)時采集各數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至智能推進(jìn)分析模塊，其具體獲取過程如下：

9、數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端連接智能推進(jìn)分析模塊的輸入端，在船舶的貨艙底部和甲板安裝船舶載重傳感器，通過船舶載重傳感器實(shí)時采集當(dāng)前貨物的重量信息，獲取得到當(dāng)前船舶的貨物重量參數(shù)；

10、在船體安裝風(fēng)速傳感器，通過風(fēng)速傳感器實(shí)時采集船體外的風(fēng)速信息，獲取到當(dāng)前的風(fēng)速參數(shù)信息；

11、將獲取的船舶貨物重量參數(shù)和風(fēng)速參數(shù)信息發(fā)送至智能推進(jìn)分析模塊。

12、智能推進(jìn)分析模塊根據(jù)接收數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的參數(shù)信息進(jìn)行分析，其具體獲取過程如下：

13、智能推進(jìn)分析模塊的輸出端連接智能控制模塊的輸入端，智能推進(jìn)分析模塊根據(jù)接收到的船舶貨物重量參數(shù)和風(fēng)速參數(shù)信息進(jìn)行分析，通過高清攝像頭對船舶貨物對應(yīng)各方位的圖像進(jìn)行采集，得到船舶貨物對應(yīng)各方位的圖像，由此構(gòu)建船舶貨物對應(yīng)的三維圖像，進(jìn)而通過分析得到船舶貨物對應(yīng)的貨物總體積，由船舶貨物對應(yīng)的貨物重量和貨物總體積構(gòu)成當(dāng)前船舶貨物對應(yīng)的船舶浸水深度，標(biāo)記為，對當(dāng)前船舶風(fēng)速參數(shù)信息進(jìn)行監(jiān)測，獲取得到各風(fēng)速強(qiáng)度值和各風(fēng)矢指向方位，各風(fēng)矢指向方位包括順向風(fēng)、側(cè)向風(fēng)和逆向風(fēng)，將各風(fēng)速強(qiáng)度值和各風(fēng)矢指向方位進(jìn)行匹配，得到各風(fēng)矢指向方位對應(yīng)的各風(fēng)速強(qiáng)度值，將各風(fēng)矢指向方位對應(yīng)的各風(fēng)速強(qiáng)度值進(jìn)行均值計算得到風(fēng)速平均強(qiáng)度值，標(biāo)記為，表示為各風(fēng)矢指向方位，對各風(fēng)矢指向方位持續(xù)時段進(jìn)行監(jiān)測，將船舶開啟運(yùn)行時間點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記為開始時間點(diǎn)，截止船舶接收到風(fēng)矢指向方位進(jìn)行改變時的時間點(diǎn)，標(biāo)記為結(jié)束時間點(diǎn)，將開始時間點(diǎn)和結(jié)束時間點(diǎn)進(jìn)行連接，得到當(dāng)前風(fēng)矢指向方位的運(yùn)行時段，由此統(tǒng)計得到各風(fēng)矢指向方位的各運(yùn)行時段，標(biāo)記為，同理獲取各風(fēng)矢指向方位的各運(yùn)行距離，標(biāo)記為，將各風(fēng)矢指向方位對應(yīng)的各運(yùn)行時段、各運(yùn)行距離、風(fēng)速平均強(qiáng)度值和船舶浸水深度進(jìn)行計算，利用公式得到各風(fēng)矢指向方位的推進(jìn)補(bǔ)償值bk，其中，c1、c2、c3和c4為預(yù)設(shè)比例系數(shù)，若得到的推進(jìn)補(bǔ)償值為側(cè)向風(fēng)和逆向風(fēng)，則生成反向信號發(fā)送至智能控制模塊，相反，則生成正向信號發(fā)送至智能控制模塊。

14、智能控制模塊根據(jù)接收到的信號分別對船舶的發(fā)動機(jī)輸出功率進(jìn)行調(diào)整控制，其具體獲取過程如下：

15、智能控制模塊接收到反向信號，根據(jù)推進(jìn)補(bǔ)償值生成增強(qiáng)補(bǔ)償指令發(fā)送至發(fā)動機(jī)處理終端，發(fā)動機(jī)處理終端接收到增強(qiáng)補(bǔ)償指令，增加當(dāng)前發(fā)動機(jī)輸出功率調(diào)整船舶的行駛速度；智能控制模塊接收到正向信號，根據(jù)推進(jìn)補(bǔ)償值生成降低補(bǔ)償指令發(fā)送至發(fā)動機(jī)處理終端，發(fā)動機(jī)處理終端接收到降低補(bǔ)償指令，減小當(dāng)前發(fā)動機(jī)輸出功率調(diào)整船舶的行駛速度。

16、遠(yuǎn)程安全監(jiān)測模塊根據(jù)雷達(dá)傳感器實(shí)時監(jiān)測周圍障礙物，自動調(diào)整推進(jìn)策略，其具體獲取過程如下：

17、在船舶四周安裝雷達(dá)傳感器，以船舶為圓心點(diǎn)，雷達(dá)傳感器感應(yīng)為半徑構(gòu)成圓形感知范圍，實(shí)時獲取圓形感知范圍內(nèi)障礙物的信息數(shù)據(jù)，障礙物包括礁石、沉船和海洋生物，獲取到障礙物數(shù)據(jù)信息，將障礙物數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、去除噪聲和干擾，得到處理障礙物信息，提取處理障礙物信息中障礙物的位置和大小，將當(dāng)前船舶位置和障礙物位置進(jìn)行連接，得到船舶和障礙物的距離值，獲取當(dāng)前船舶行駛速度，根據(jù)船舶行駛速度和距離值進(jìn)行計算，得到?jīng)_撞剩余時長，提取數(shù)據(jù)中心的預(yù)設(shè)沖撞時長范圍，將沖撞剩余時長和預(yù)設(shè)沖撞時長范圍進(jìn)行比較，若沖撞剩余時長大于預(yù)設(shè)沖撞時長范圍，則生成減緩信號發(fā)送至智能推進(jìn)系統(tǒng)，智能推進(jìn)系統(tǒng)接收到減緩信號并緩慢減少當(dāng)前行駛速度，改變行駛方向，若沖撞剩余時長小于預(yù)設(shè)沖撞時長范圍，則生成緊急信號發(fā)送至智能推進(jìn)系統(tǒng)，智能推進(jìn)系統(tǒng)接收到緊急信號，停止當(dāng)前發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并緊急改變行駛航向。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：智能控制模塊能夠根據(jù)各種信號實(shí)時、精準(zhǔn)地調(diào)整推進(jìn)器輸出功率。這使得船舶在不同的航行條件下都能以最優(yōu)化的功率運(yùn)行，避免了功率過剩或不足的情況，提高了能源利用效率，進(jìn)而提升了船舶的整體運(yùn)行效率，可以快速響應(yīng)周圍環(huán)境的變化，風(fēng)速和障礙物等。當(dāng)遇到不利環(huán)境因素時，能及時調(diào)整功率以確保船舶的穩(wěn)定航行，減少因環(huán)境變化導(dǎo)致的速度波動和能耗增加，使船舶在各種復(fù)雜環(huán)境下都能保持較高的運(yùn)行效率，遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊對船舶的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能夠迅速調(diào)整推進(jìn)器功率，采取相應(yīng)的安全措施，降低事故發(fā)生的風(fēng)險，精確的功率調(diào)整能夠顯著降低船舶的能源消耗，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整推進(jìn)器功率，避免能源浪費(fèi)，隨著時間的推移，系統(tǒng)會越來越適應(yīng)不同的航行條件和任務(wù)需求，為船舶運(yùn)營提供持續(xù)的優(yōu)化和改進(jìn)。