船舶锚泊信息化管理系统的关键技术研究

【摘要】近年来，船舶走锚引起的撞船、撞桥等事故不断发生，已经造成巨大的生命财产损失。通过对船舶走锚事故的调查和分析，可以发现船舶锚泊预警环节做得不够，没能对锚泊状态进行有效监测，因此，关于船舶锚泊安全监测方面的研究十分重要。长期以来，人们采用人工为主的锚泊操作方式，需要操作人员根据经验而且需要在现场指挥下完成，具有操控方式原始、劳动强度大等缺点。近年来，发展迅猛而且日臻成熟的嵌入式技术，为上述现状的根本改变提供了可能性。本论文基于嵌入式技术设计了锚泊远程监测系统，完成上述锚泊操控任务，使锚泊操作员不必登船就能完成任务，从而提高锚泊操作的制自动化水平和安全性。本文首先分析锚泊系统工作原理及研究现状，研究基于船舶锚链振荡幅度和锚泊受力的方法来判断船舶走锚的方法；然后研究船舶锚泊信息化管理系统的设计方案，并通过软硬件制作与测试，完成了设备开发任务。该系统由数据采集端、监视端、无线通信系统三方面组成。数据采集端包括ARM核心板、拉力传感器、摄像头、ARM核心板与传感器间连接的转接板接口电路等；监视端包括ARM核心板、ARM核心板与外设间连接的转接板接口电路等；无线通信系统主要由一对无线网桥组成。上述三方面组成构成了一整套预防船舶走锚系统。系统的工作原理是：锚泊现场的数据采集端通过摄像头与拉力传感器采集视频与拉力信息，并把这些信息通过无线网桥方式传输到岸上的监视端，该监视端能够对锚地上的这两条船进行远程监测，一旦出现走锚情况，监视端就能够声光报警。最后，提出了不依赖于锚链受力的计算船舶瞬时速度的方法，该方法通过船舶在大风浪中锚泊的移位情况，计算瞬时速度（平均值），与大量实验测出速度的对比来预测船舶走锚。通过测试，本文设计的系统的通信距离能够达到5km，能够通过摄像头实时监视锚链动态，监视端能够对处于危险状态的锚泊船声光报警，从而起到预防船舶走锚的目的，完全能够满足渔船预警的基本要求。本文能够从船舶的安全性考虑，旨在探索锚泊监测及信息化管理的有效方法。
【作者】吴勇；
【导师】刘玉良；
【作者基本信息】浙江海洋学院，农业机械化（专业学位），2014，硕士
【关键词】嵌入式系统；远程监测；数据采集；预警；

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