拖船联合作业调度系统设计

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电力推进拖网渔船控制系统设计_黎建勋

制技术等船舶前沿科技应用于实船，构建综合控制系统，使渔船柴油机组在各种工况下始终运行于高负荷
率工作区，达到渔船节能环保，提高渔船推进系统的操纵性、机动性、可靠性、推进效率和供电系统自动化
管理水平的目的。目前该船已经实船建造并应用于渔业生产，其控制系统可靠、稳定，各项技术指标均满
《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 5 期
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推进系统遥控单元（ EPS）、推进电机机旁控制柜（ BP），可实现驾驶室、机旁控制，以及遥控与就地
控制间的相互转换。本船电力推进控制系统框图如图 2 所示。
图 2 电力推进控制系统框图
Fig． 2 Schematic diagram of electric propulsion control system
图 1 AC690V 主配电板单线图
Fig． 1 Single wire diagram of AC 690 V 推进器由 2 台永磁推进电动机驱动，额定转速为 1 154 r / min，恒功率最高转速为 1 400 r / min； 2 台变频器选用 6 脉冲脉宽调制变频器，功率为 160 kW，额定输出电压 AC 690 V，工作频率范围为 0 ～ 100 Hz，冷却方式为自带风扇冷却。每台变频器均设有闸刀开关盒，可在变频器发生故障的应急情况下，通过闸刀开关盒向推进电动机直接配电，并采用调节发电机励磁和柴油机调
系统的设计相提高了渔船机电设备的工作安对于传统渔船而言全性对渔船规范的补充完善也有一定的参考价表3tab3机舱监测报警项目部分cabinmonitoringalarmlistparts动作类型报警显示信号性质机舱监测报警项目模拟数字量程量量1主发电机油压过低自动停车总负载功率kw1791常用发电机功20012002200120022002率kw台发电机负载率8968528268517701主发电机超速停车1变频器综合故障鱼舱超低位报警齿轮箱滑油温度过高机舱监测报警系统通信网络对于控制系统功能的发挥起着非常重要的作用也决定了控制系统是否能够可靠高效的运行14机舱监测报警系统由设在机舱具有声光报警功能及人机界面hmi的一个机舱监测报警箱组成

拖轮智能航行系统的设计与实现

拖轮智能航行系统的设计与实现
拖轮智能航行系统是一种利用先进的技术和设备，实现航行自动化、安全性和效率的新型系统。

其设计与实现需要考虑以下几个方面。

系统设计需要结合航行需求和环境。

根据拖轮的实际使用情况和使用环境，确定系统的功能需求和工作环境。

拖轮智能航行系统可能需要具备自动导航、碰撞预警、动态路径规划等功能，同时还应考虑不同海况、天气条件下的适应性。

系统设计还需要考虑拖轮的各种传感器和通信设备的选择与布置。

拖轮智能航行系统通常需要配备雷达、卫星导航系统、摄像头等各种传感器，以获取周围环境的信息。

还需要具备良好的通信设备，与其他船舶、岸基控制中心进行通信，实现信息的传递和交互。

在系统的实现过程中，需要利用先进的算法和模型来处理和分析传感器获得的数据。

借助计算机视觉算法，可以实现船舶的目标检测和识别；借助机器学习算法，可以实现动态路径规划和自适应控制。

拖轮智能航行系统还需要具备可靠的故障检测和容错处理能力。

通过对系统各个部件的状态进行监测和检测，及时发现和排除故障，确保系统的可靠性。

还需要设计合适的容错机制，以保证在出现故障时，系统的安全性和稳定性。

系统实现后还需要进行充分的测试和验证，确保系统的稳定性和性能。

通过模拟真实环境下的操作和控制，测试系统的各项功能和性能指标，同时还可以进行一些特殊情况下的应急演练，以验证系统的应对能力。

拖轮智能航行系统的设计与实现是一个复杂的过程，需要综合考虑航行需求、环境、设备和算法等多个方面。

通过科学合理的设计和实施，可以提高拖轮的自动化水平，提升工作效率和安全性。

拖轮智能航行系统的设计与实现

拖轮智能航行系统的设计与实现拖轮是一种用于推动船只或其他船只的牵引船只的特殊船只。

在航行时，拖轮需要依靠船长和船员的操作来控制方向和速度，而在复杂的海上环境中，这种操作可能存在一定的风险和困难。

为了提高拖轮的航行安全性和效率，拖轮智能航行系统应运而生。

本文将介绍拖轮智能航行系统的设计与实现。

一、拖轮智能航行系统概述拖轮智能航行系统是基于现代科技手段的航行辅助系统，旨在提高拖轮的航行安全性和效率。

该系统主要包括感知、决策和执行三个部分，通过集成先进的传感器、数据处理技术和自主控制算法，实现对船只周围环境的感知、船舶运动状态的分析和航行路线的规划。

1. 感知系统设计拖轮智能航行系统的感知系统主要包括雷达、GPS、摄像头等传感器装置，用于获取船只周围环境的信息和实时监测船舶运动状态。

雷达用于探测远距离目标，GPS用于定位，摄像头用于监控船只周围的情况。

2. 数据处理与分析感知系统获取的信息经过数据处理与分析，包括目标船只的跟踪、环境状态的识别和动态参数的计算。

这些信息为决策系统提供决策依据。

3. 航行决策与规划决策系统根据数据处理与分析得到的信息，对船只周围环境进行评估和分析，制定安全、高效的航行策略。

这包括船只的航行路线规划、避障和避碰决策等。

4. 自主控制系统设计执行系统根据决策系统的指令，对拖轮进行自主控制，包括航向控制、速度控制、船舶靠泊等操作。

在拖轮智能航行系统的实现中，需要充分考虑系统的可靠性、实时性和安全性。

1. 系统硬件的选择与布局在系统的硬件选择上，需要选择性能稳定、精度高的传感器和控制设备，确保获取的信息准确可靠，并且对船只进行精准的控制。

系统的布局也需要合理，以确保传感器的覆盖范围和自主控制装置的有效作用范围。

2. 系统软件的开发与优化系统软件的开发需要根据系统的功能需求进行开发，包括数据处理与分析算法、航行决策与规划算法、自主控制算法等。

并且需要对软件进行优化，确保系统具有较高的实时性和可靠性。

拖轮智能航行系统的设计与实现

拖轮智能航行系统的设计与实现一、引言拖轮是一种重要的水上交通工具，广泛用于港口和航运业，其主要功能是协助大型船只进出港口、进行船舶拖曳和辅助作业。

为了提高拖轮的航行效率、安全性和自主性，拖轮智能航行系统应运而生。

这种系统利用先进的传感器、通信和控制技术，使拖轮能够实现自主导航、智能避碰和自动靠泊等功能。

本文将介绍拖轮智能航行系统的设计与实现过程，包括系统架构设计、传感器选择、路径规划、控制算法和实际应用等内容。

二、系统架构设计拖轮智能航行系统的设计需要考虑到拖轮的特点和航行需求，主要包括以下几个方面：1.自主导航功能：拖轮需要能够根据预定的路径和环境变化进行自主导航，包括航向控制、航速控制和航行路径规划等功能。

2.智能避碰功能：拖轮需要能够识别周围的船舶、浮标和障碍物，并根据自身航行状态进行智能避碰，以避免碰撞事故发生。

3.自动靠泊功能：拖轮需要能够利用定位系统和自动控制技术实现自动靠泊，以便于在狭小的船坞中进行作业。

基于以上需求，拖轮智能航行系统的架构设计应包括传感器模块、控制模块和通信模块等部分。

传感器模块用于获取周围环境的信息，包括GPS、雷达、相机和测距传感器等；控制模块用于实现航行控制、避碰控制和靠泊控制等功能；通信模块用于与船舶、岸基站和其它拖轮进行通讯，以实现协同作业和数据交换等功能。

三、传感器选择传感器是拖轮智能航行系统的关键组成部分，合理选择和布置传感器对于实现自主导航、智能避碰和自动靠泊等功能至关重要。

在传感器选择时需要考虑以下几个方面：1.环境感知：环境感知是拖轮智能航行系统的基础，需要选择具有一定范围和分辨率的传感器，如GPS用于定位、雷达用于船舶和障碍物探测、相机用于视觉识别等。

2.数据融合：传感器数据的融合对于提高环境感知的准确性和可靠性至关重要，需要利用数据融合算法将多传感器数据进行融合处理，以获取更准确的环境信息。

3.灵活性和鲁棒性：传感器的选择需要具有一定的灵活性和鲁棒性，能够适应不同的天气条件和环境变化，如防水、抗震、耐高温等。

2640KW拖轮设计任务书

2640KW拖轮设计任务书拖轮船型以公司现有2160KW拖轮为基础，主机功率与现有2640KW拖轮相同或相近，进行改进。

船舶设计贯彻经济适用的原则，控制好船价，提高自动化程度，改善船员的工作生活环境。

设计单位应在充分研究、掌握现有2160KW拖轮和2640KW拖轮的前提下，开始设计工作。

一、总体部分（一）用途与分节驳船组成拖驳船队，承运原油。

（二）航区本船航行于长江A、B级航区。

主要航区：南京至城陵矶。

兼顾航区：长江宜昌以下其他航段。

（三）主尺度1、总长：45.5米，建议适当缩短，以提高船舶操纵性。

2、总宽：13.7米。

3、吃水：现有2160KW拖轮是3.1米，能否增加到4.0米，在综合评估拖驳船队情况后定。

（四）船级与规范1、本船满足法规和CCS规范与指南要求1.1钢质内河船舶建造规范（2016）1.2内河船舶法定检验技术规则（2011）及修改通报1.3内河船舶入级规则（2012）及修改通报2、满足石油公司检查要求2.1中石化检查要求。

2.2中海油检查要求。

2.3中石油检查要求二、主要性能与船体（一）主要性能1、与公司4000吨分节驳组成16000吨拖驳船队。

同时，兼顾与公司目前5000吨分节驳和3500吨分节驳组队。

2、参考现有2160KW拖轮船体和舱室布置。

3、船舶顶推架以下，不与驳船接触部位改成流线型。

4、上层建筑呈宝塔型，逐层减小（参考武汉公司6000马力拖轮）。

各层层高可适当减小（考虑洪水期拖轮高度受限，建议在长江62036轮总高度基础上再减1米（但要充分考虑驾台视线），其中驾台顶高可降0.5米，其他各层生活舱室减0.2米左右，主要从天花板方面考虑。

），横向略呈流线型，达到减小迎风面阻力，提高稳性的目的。

（在历史最高水位，倒桅后应能过武汉大桥。

）5、船舶在常态吃水保持一定的首部下倾，尾部上翘，实际运行中油耗低。

6、与配套驳船组成的拖驳船队EEDI不仅满足相关要求，比基线值降低30%以上。

拖轮混合动力系统的优化设计

“绿色船舶 ”的关键技术是船舶动力系统的设计与改进，本文以此为切入点，打造 “绿色拖轮”，使用蓄电池为拖轮提供辅助能量，研究拖轮动力系统匹配性能的优化。尽最大的可能降低油耗和排放，实现零污染的目标，同时也大大改进船舶的控制机能，确保安全运营。
关键词混和动力；绿色船舶；模拟系统；优化设计中图分类号Ｕ６６４．１文献标志码Ａ文章编号１６７１－８１００（２０１９）０１－００９８－０５
１前言
全球气候变化使节能、环保日益成为人们关注的热点。船舶方面由此提出了绿色船舶的概念。随着技术的进步、研究的深入，绿色船舶的解决方案也是多途径、多方位的。如从船体伐型设计的优化、主机的优化、动力装置的优化、船舶电路的优化等等。但综合而言，动力系统的优化实则最为关键。下面，我们以某型应用混和动力的港作轮船的动力系统优化过程为例，进一步从理论和方法上为绿色船舶概念，提供可行性依据及解决方案。
该系统具有串联推进方式和并联推进方式两者的长处，动力源为柴油机与电动机，柴油机的输出功率一部分在并联方式下经齿轮箱驱动螺旋桨，另一部分在串联方式下驱动发电机发电用于给蓄电池充电。由此可见，混合动力系统采用混联式能充分发挥其他两种推进方式的长处，使船舶柴油机自始至终运行在最佳的功率负荷区，进而达到较高的工作效率。

(完整版)船舶监控调度系统解决方案

船舶监控调度系统解决方案行业背景：我国是个航运大国，江河、海洋资源非常丰富。

航运业在我国高速发展的经济中得到了长足的进展，但在航运业飞速发展的同时，因船舶私营化的扩大和管理体制的老化，船舶管理的弊端也逐渐凸现出来，如：航运管理不完善、资源浪费、效率低下。

因此，如何利用有效的手段将船舶管理上升到有序、合理、高效的管理层面上来成为航运企业的当务之急。

随着航运发展对信息化管理的迫切要求，船舶监控调度系统在我国航运和海事管理上得到了逐步的应用。

行业现有产品的特点是功能比较单一，不具备远洋通信和应急求救告警功能，船舶终端和监控管理终端之间在线信息交换量小，且建设平台均基于单独的航运企业内部，相对封闭，标准不统一，各系统未实现互联互通。

而我们船舶监控调度系统的扩展性强，可以接入多种船载终端设备，实现互联互通，船载卫星通信终端设备FR388也填补了国内不能远洋通信和应急求救告警功能的空白，解决了航运企业远洋管理、指挥、调度的实际需求。

一、系统概述船舶监控调度系统是我公司依托自身多年专业积累，因应国家海洋船舶管理现代化建设需要，面向海洋商船、渔船、运输船、施工船、执法船等多种船舶而开发的，集定位、告警、通信、监管、指挥调度功能为一体的综合型船舶监管系统。

该系统由GPS卫星定位系统、智能卫星通信系统、通讯传输网络、监控中心、船载终端设备、数据采集系统等部分组成，采用世界领先的GPS卫星定位技术、智能卫星通信技术、GIS地理信息技术及管理信息系统技术，其各种性能指标均居国内先进水平。

能实现全天候、大范围、多船舶的实时定位、目标锁定跟踪、指挥调度、改进船舶运行管理，提供一个直观的图形化控制平台，在全球范围内实现高效船舶监控和指挥调度。

二、系统平台的功能模块：1.船舶管理2.船舶监控3.求救管理4.日志管理5.统计管理6.系统管理三、系统平台的主要功能介绍（一）船舶动态信息监控管理1、船舶实时定位24小时连续不断提供被监控船舶的位置信息，可通过对船舶点名查看、设置状态、定时发送、报警发送等多种方式获得静态或动态数据信息。

拖轮智能航行系统的设计与实现

拖轮智能航行系统的设计与实现
随着科技的不断进步，航行系统的智能化成为航行领域发展的新趋势。

拖轮智能航行系统的设计与实现，不仅可以提高拖轮的运行效率和安全性，还能为船舶提供更加稳定和便利的拖运服务。

2. 拖轮控制系统：拖轮智能航行系统需要能够对拖轮进行精确的控制，包括舵角、推进力等。

可以采用电子舵柄、电子推进器等设备，通过拖轮智能航行系统进行控制。

3. 路线规划：拖轮智能航行系统需要能够自动规划最佳的航行路线。

可以通过引入路线规划算法，考虑到目标船舶的位置、航向等信息，实现最佳路线的规划。

4. 防碰撞系统：拖轮智能航行系统还需要具备防碰撞功能，即在遇到其他船舶或障碍物时能够自动避碰。

可以通过引入雷达、红外传感器等设备，实现对周围环境的感知，并在必要时进行避碰操作。

5. 状态监测与预警：拖轮智能航行系统需要能够对拖轮的状态进行实时监测，并在出现异常情况时给予预警。

可以通过引入传感器，对拖轮的各种参数进行监测，如温度、压力、震动等，当发现异常情况时及时预警。

拖轮智能航行系统的实现需要借助现代化的信息技术和通信技术。

可以搭建一个集成化的航行管理系统，将传感器、控制器、通信设备等连接在一起，并通过网络进行数据传输和系统控制。

还可以利用人工智能、机器学习等技术，对拖轮智能航行系统进行优化和改进。

通过建立拖轮智能航行系统的数据模型，对航行环境进行分析和预测，以实现更加智能化的船舶控制。

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系统能对各个拖船及被拖船舶进行精确定位和拖航，实现拖船作业过程的实时监控及指挥调度。
关键词：拖船联合作业调度高精度定位文献标识码：Ａ无线网络文章编号：１００３ — ４８６２（２０１４）０３．００２７ — ０２
Ｍｂｐｓ，网络覆盖范围不低于５ｋｍ。
向、运动方向、运动速度，而不需要从被拖船舶自身控制系统中获取这些数据，对于指挥调度拖船对被拖船舶进行精确定位、定向控制起到重要
１系统总体组成
收稿日期：２０Ｉ３－１０ — １５作者简介：周志玉（１９６５一），女，高级工程师。研究方向：机电一体化。
ｉ莲圣§三寸：卜瞢～和～ — 一 … “ ～ ’ 被 … １＿～拖 … 拖～ … ｍ、一 … “ 一一 “ ．－一 ¨ ．。Ｒ ≥ ＴＫ：《＿＝ ’
地完成大型船舶的靠泊过程，大型船舶在港口的
操纵越来越多地依赖于拖轮、侧推器等的协助，
而拖轮作为大型船舶港内操纵和靠泊过程中不可
或缺的工具，所起作用日益显著；如何利用拖轮更好的对大型船舶进行有效拖航和精确定位，是
ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ，ｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｓｈｉｐｍｏｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｒｅａｌｉｚｅｐｒｅｃｉｓｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｎｄｔｏｗａｇｅｏｆｅｖｅｒｙｔｏｗｂｏａｔａｎｄｔｏｗｅｄｓｈｉｐ，ａｎｄｒｅａｌ — ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｃｏｍｍａｎｄ
中图分类号：ＴＰ２７３
ＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＪｏｉｎｔＯｐｅｒａｔｉｏｎＤｉｓｐａｔｃｈｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＴｏｗｂｏａｔ
ＺｈｏｕＺｈｉｙｕ
（ＪｉａｎｇｓｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＰｒｏｄｕｃｔＱｕａｌｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ＆Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００７，Ｃｈｉｎａ）
ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｏｗｂｏａｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｗｂｏａｔ；ｊｏｉｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ；ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｗｏｔｒｋ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓｔｈｅｊｏｉｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｔｏｗｂｏａｔｏｎｂａｓｅｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ
船电技术｝应用研究
拖船联合作业调度系统设计
周志玉
（江苏省产品质量监督检验研究院，南京２１０００７）摘要：本文利用高精度定位、无线网络、动力分配和船舶运动等技术设计了拖船联合作业调度系统，该
０引言
随着现代化港口的飞速发展】，来港船舶越来越趋大型化、多样化，特别是在航班密集的情
况下，港口水域通航密度相当大，使原来可供航行的狭窄水域变得更加狭小，大型船舶自主操纵的能力受到很大的限制ｌ２】。为了更加安全和有效
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船电技术ｌ应用研究
拖船２（备用指挥船）
拖船设备单元
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无线网
ＲＴＫ信号
图３网络拓扑图
网络拓扑图如图３所示，其中网络结构为菊
花链，网络协议为８０２．１１ａ／ｂ／ｇ，网络带宽为１０／４６
拖船操纵领域研究的热点问题之一，引起人们广
泛关注。
拖船５
拖船３
㈣
本文设计的拖船联合作业调度系统以计算机
网络平台为基础，能对各个拖船及被拖船舶进行精确定位和拖航，实现拖船作业过程的实时监控及指挥调度。