本申請(qǐng)涉及船舶，尤其涉及一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

船舶在進(jìn)入浮船塢之前，根據(jù)船舶的尺寸先布置好墩位，并在浮船塢上做好標(biāo)識(shí)，確定進(jìn)塢的船舶應(yīng)該停留的位置。

而在船舶定位的過程中，通過液壓絞車的鋼絲繩張力器和鋼絲繩編碼器，分別讀取鋼絲繩的張力和長度，通過現(xiàn)場多個(gè)人員的肉眼來觀察船舶是否落墩(船舶?？吭趯?duì)應(yīng)的墩位)到位，全過程通過手動(dòng)調(diào)整和控制。

由于船舶的測試部位安裝有檢測儀器/傳感器等重要儀器，為了避免船舶在進(jìn)塢落墩的過程中碰撞壞傳感器等重要儀器，需要對(duì)船舶進(jìn)行實(shí)時(shí)的位置測量和整個(gè)裝載過程的監(jiān)測，以實(shí)現(xiàn)船舶在浮船塢上的精確定位。

但是目前的定位方式自動(dòng)化程度不高、定位精度差，船舶定位所需的時(shí)間很長，已不能滿足目前船舶的落墩定位要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明了提供了一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)，以解決如何在控制船舶自動(dòng)定位的同時(shí)保證船舶落墩定位的精度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)船舶在浮船塢上的精確定位的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)，包括：控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于控制船舶和浮船塢的定位對(duì)準(zhǔn)，使所述船舶定位在所述浮船塢中；

所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：

激光監(jiān)測定位裝置，安裝于所述浮船塢上，用于在所述船舶和所述浮船塢落墩定位的過程中監(jiān)測所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置；

編碼器定位裝置，安裝于液壓絞車的軸端，用于在所述船舶進(jìn)入所述浮船塢的過程中監(jiān)測所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置；

PLC，連接所述液壓絞車，用于控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶進(jìn)行定位；

第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，分別連接所述PLC；

第一服務(wù)器，連接所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；

第二服務(wù)器，連接所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；

所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器相互連接，互為冗余備份；

當(dāng)所述船舶進(jìn)入所述浮船塢時(shí)，所述編碼器定位監(jiān)測裝置測量所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置，并將第一測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述第一測量數(shù)據(jù)發(fā)送第一控制信號(hào)給所述PLC，所述PLC控制所述控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶進(jìn)入所述浮船塢；

當(dāng)所述船舶進(jìn)行落墩定位時(shí)，通過所述激光監(jiān)測定位裝置測量所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置，并將第二測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，通過所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述第二測量數(shù)據(jù)發(fā)送第二控制信號(hào)給所述PLC，通過所述PLC控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶實(shí)現(xiàn)落墩定位。

優(yōu)選的，所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還包括：

張力傳感器，用于測量所述液壓絞車的鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)，并將所述張力數(shù)據(jù)傳輸給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述張力數(shù)據(jù)對(duì)所述液壓絞車的受力情況進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警。

優(yōu)選的，所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還包括：

吃水傳感器，用于測量所述浮船塢的吃水量，并將測量數(shù)據(jù)通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分別傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，進(jìn)而在所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器顯示浮船塢吃水情況。

優(yōu)選的，所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還包括：

橫縱傾監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測所述浮船塢的橫縱傾情況。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于全程監(jiān)控所述船舶和所述浮船塢的定位，實(shí)現(xiàn)裝載全過程可視化。

優(yōu)選的，所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：

多個(gè)攝像裝置，用于采集所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置的視頻數(shù)據(jù)；

第一視頻服務(wù)器，連接所述多個(gè)攝像裝置，用于接收所述多個(gè)攝像裝置傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)；

視頻顯示器，連接所述第一視頻服務(wù)器，用于接收所述第一視頻服務(wù)器的控制顯示所述視頻數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還包括：

第二視頻服務(wù)器，連接所述多個(gè)攝像裝置和所述視頻顯示器；

所述第二視頻服務(wù)器和所述第一視頻服務(wù)器相互連接，用于互為備份所述視頻數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)彼此之間相互獨(dú)立且互不通信。

本發(fā)明的定位方式為激光定位，輔助以編碼器定位系統(tǒng)，通過PLC和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)浮船塢作業(yè)過程的自動(dòng)化和可視化監(jiān)測。

通過本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明公開了一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)，其中的所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：激光監(jiān)測定位裝置，編碼器定位裝置，PLC，第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，第一服務(wù)器，第二服務(wù)器。當(dāng)所述船舶進(jìn)入所述浮船塢時(shí)，所述編碼器定位監(jiān)測裝置測量所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置，并將第一測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述第一測量數(shù)據(jù)發(fā)送第一控制信號(hào)給所述PLC，所述PLC控制所述控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶進(jìn)入所述浮船塢；當(dāng)所述船舶進(jìn)行落墩定位時(shí)，通過所述激光監(jiān)測定位裝置測量所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置，并將第二測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，通過所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述第二測量數(shù)據(jù)發(fā)送第二控制信號(hào)給所述PLC，通過所述PLC控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶實(shí)現(xiàn)落墩定位。本發(fā)明采用激光監(jiān)測定位裝置，編碼器定位裝置兩者相輔相成來實(shí)現(xiàn)船舶的進(jìn)塢、落墩定位，定位的精度高。另外，本發(fā)明采用了冗余設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)兩套網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和服務(wù)器，且進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。當(dāng)一個(gè)服務(wù)器在控制船舶落蹲定位的過程中發(fā)生故障的時(shí)候，另一套可以直接替換使用，進(jìn)而保證船舶的正常落墩定位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)的工作示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中船舶進(jìn)入浮船塢時(shí)的狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中船舶進(jìn)入浮船塢落蹲定位之后的狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中船舶離開浮船塢時(shí)的狀態(tài)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中船舶離開浮船塢時(shí)的另一種狀態(tài)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1、監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2、激光監(jiān)測定位裝置11、編碼器定位監(jiān)測裝置12、第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13、第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14、第一服務(wù)器15、第二服務(wù)器16、PLC17、絞車18、吃水傳感器19、橫縱傾監(jiān)測裝置20、多個(gè)攝像頭21、第一視頻服務(wù)器22、第二視頻服務(wù)器23、視頻顯示器24、船舶31、浮船塢32、拖輪33、墩位34、鋼絲繩35、激光測距儀111、反光板112、左塢壁321、右塢壁322、前壁323。

具體實(shí)施方式

為了使本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請(qǐng)，下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案作詳細(xì)描述。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)，主要用于實(shí)現(xiàn)船舶在進(jìn)入浮船塢的對(duì)準(zhǔn)過程的自動(dòng)化控制和可視化監(jiān)測。本發(fā)明設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用了工業(yè)控制以太網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、智能儀器儀表技術(shù)，以及集成化船用監(jiān)視與控制系統(tǒng)等技術(shù)。

(1)采用成熟的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)總體上分為三層結(jié)構(gòu)形式：底層為硬連線結(jié)合現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，中間層為過程控制網(wǎng)，上層為視頻監(jiān)控網(wǎng)，各子系統(tǒng)間的信息共享，各子系統(tǒng)的軟、硬件獨(dú)立，即便子系統(tǒng)故障，也不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能。

(2)采用信號(hào)采集技術(shù)，利用采集的激光監(jiān)測定位裝置的信號(hào)及絞車18鋼絲繩編碼器的信號(hào)，對(duì)船舶31和浮船塢32之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)測量、顯示，實(shí)現(xiàn)兩者之間精確定位。

(3)采用信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)采集到的信號(hào)完成處理，實(shí)現(xiàn)浮船塢32在裝載過程(上浮和下沉)的精確控制。

(4)通過視頻監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝載全過程可視化和歷史視頻信息查詢。

(5)系統(tǒng)具備遙控自動(dòng)控制功能，設(shè)備可通過自動(dòng)控制系統(tǒng)(如：PLC17、計(jì)算機(jī)軟件等)進(jìn)行調(diào)整而無需操作人員介入的操作。

參看圖1-圖2，在具體的實(shí)施過程中，本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種用于船舶31定位的監(jiān)控系統(tǒng)，包括：控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1和監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2。所述控制端網(wǎng)絡(luò)用于控制船舶31和浮船塢32之間的定位對(duì)準(zhǔn)，使所述船舶31定位在所述浮船塢32中。所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2全程監(jiān)控所述船舶31和所述浮船塢32的定位，實(shí)現(xiàn)裝載全過程可視化。

應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明的控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1和監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2彼此之間相互獨(dú)立，互不通信(即兩者之間不進(jìn)行數(shù)據(jù)通信)，兩者互不影響。

下面先介紹控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1的具體實(shí)施原理圖。

控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1采用了激光監(jiān)測定位裝置11、編碼器定位監(jiān)測裝置12兩者對(duì)船舶31進(jìn)行進(jìn)塢、落墩定位。在船舶31進(jìn)/出浮船塢32時(shí)，采用編碼器定位監(jiān)測裝置12進(jìn)行主要測量，采用激光監(jiān)測定位裝置11輔助測量。在船舶31在浮船塢32內(nèi)進(jìn)行落墩對(duì)中的過程中，采用以激光監(jiān)測定位裝置11為主，編碼器定位監(jiān)測裝置12為輔助的測量方式。這樣做的原因在于，編碼器定位監(jiān)測裝置12的技術(shù)成熟，系統(tǒng)本身風(fēng)險(xiǎn)性較低，采集信號(hào)可靠，但是定位精度不高。而激光監(jiān)測定位裝置11的測量時(shí)間短，能夠測量運(yùn)動(dòng)的物體，定位精度很高，特別適合于惡劣的工業(yè)環(huán)境，進(jìn)而這種綜合的測量方式在系統(tǒng)組成、精確度等方面都有明顯的優(yōu)勢，能夠明顯提高船舶31?？扛〈瑝]32的精度。激光監(jiān)測定位裝置11的加入，有效的提高了船舶31的定位精度，可以控制船舶31位置的精度在±15cm，相對(duì)位置最大定位誤差可控制在30cm以內(nèi)，定位準(zhǔn)確度得到極大的提升，同時(shí)可明顯減少船舶31定位時(shí)間。

下面具體介紹激光監(jiān)測定位裝置11、編碼器定位監(jiān)測裝置12。

激光監(jiān)測定位裝置11，用于在所述船舶31和所述浮船塢32落墩定位的過程中監(jiān)測所述船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置。激光監(jiān)測定位裝置11包括激光測距儀111和反光板112。每個(gè)激光測距儀111對(duì)應(yīng)有一個(gè)反光板112，激光測距儀111安裝于所述浮船塢32上，而反光板112安裝在船舶31上，通過激光測距儀111和反光板112的配合，可測量船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置之間的距離。

具體來說，請(qǐng)參看圖3-圖4，是船舶31進(jìn)入浮船塢32時(shí)的狀態(tài)示意圖。

浮船塢32呈凹槽狀，包括前壁323、左塢壁321、右塢壁322。請(qǐng)繼續(xù)參看圖2-圖3，浮船塢32的左塢壁321、右塢壁322對(duì)稱安裝有液壓絞車18，液壓絞車18通過液壓絞車18的鋼絲繩35拖動(dòng)船舶31進(jìn)出浮船塢32并和浮船塢32中設(shè)置的墩位34進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。

為了更好的測量船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置之間的距離，本發(fā)明可采用3套激光監(jiān)測定位裝置11，3個(gè)激光測距儀111分別安裝在浮船塢32的前壁323、左塢壁321、右塢壁322。相對(duì)應(yīng)的，在船舶31的船艏、左船舷、右船舷安裝好反光板112，用于精確船舶31的船艏、左右船舷到浮船塢32的相對(duì)位置。

編碼器定位監(jiān)測裝置12，安裝于液壓絞車18的軸端，用于在所述船舶31進(jìn)入所述浮船塢32的過程中監(jiān)測所述船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置。具體來說，編碼器定位監(jiān)測裝置12包括：光電編碼器，通過測量液壓絞車18旋轉(zhuǎn)的變量，以檢測液壓絞車18收入或放出的鋼絲繩35長度，進(jìn)而計(jì)算出船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置。液壓絞車18旋轉(zhuǎn)的變量可為控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1提供鋼絲繩35長度參數(shù)，同時(shí)也可作為液壓絞車18的控制參量。在船舶31落墩前，本系統(tǒng)會(huì)依據(jù)激光監(jiān)測定位裝置11的數(shù)據(jù)，對(duì)編碼器定位監(jiān)測裝置12進(jìn)行校準(zhǔn)，建立鋼絲繩35長度參考曲線，實(shí)現(xiàn)精確定位。

本發(fā)明船舶31的定位采用激光監(jiān)測定位裝置11與編碼器定位監(jiān)測裝置12相結(jié)合的綜合測量方式，激光測距儀111的測量時(shí)間短，能夠測量運(yùn)動(dòng)的物體，特別適合于惡劣的工業(yè)環(huán)境；絞車18的鋼絲繩35的光電編碼器技術(shù)成熟，系統(tǒng)本身風(fēng)險(xiǎn)性較低，采集信號(hào)可靠。

在船舶31和浮船塢32的落墩定位的過程中，對(duì)定位精度要求較高，因此采用激光監(jiān)測定位裝置11進(jìn)行落墩定位。在落墩定位的過程中，會(huì)實(shí)時(shí)測量船舶31與浮船塢32的相對(duì)位置，同時(shí)將該相對(duì)位置實(shí)時(shí)反饋給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)兩者的相對(duì)位置控制液壓絞車18，實(shí)現(xiàn)船舶31落墩定位。服務(wù)器在獲得船舶31的相對(duì)位置后，計(jì)算控制位置的偏差(船舶31相對(duì)墩位34的偏移量)，并通過PLC17驅(qū)動(dòng)液壓絞車18動(dòng)作，對(duì)偏差進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。絞車18的鋼絲繩35的光電編碼器作為輔助測量手段，通過對(duì)鋼絲繩張力的采集處理，對(duì)各絞車18受力情況實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警，保證各絞車18的鋼絲繩35受力在一定的安全范圍內(nèi)。

PLC17，連接所述液壓絞車18；用于控制所述液壓絞車18拖動(dòng)所述船舶31進(jìn)行定位。

第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13和第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14，分別連接所述PLC17。

第一服務(wù)器15，連接所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13；

第二服務(wù)器16，連接所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14；另外，第一服務(wù)器15和第二服務(wù)器16相互連接，互為冗余備份。

本發(fā)明的控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1采用冗余設(shè)計(jì)，設(shè)置了2臺(tái)工業(yè)型網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，具有雙電源供電、故障報(bào)警輸出、耐高溫、電磁兼容性能良好的特點(diǎn)。激光監(jiān)測定位裝置11的測量數(shù)據(jù)和編碼器定位監(jiān)測裝置12的測量數(shù)據(jù)均送至兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分配。

另外配備兩臺(tái)相同的服務(wù)器(含鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器)，兩臺(tái)服務(wù)器互為冗余備份，當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，另外一臺(tái)服務(wù)器自動(dòng)投入。

請(qǐng)繼續(xù)參看圖3-圖4，當(dāng)船舶31進(jìn)入浮船塢32時(shí)，編碼器定位監(jiān)測裝置12測量所述船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置，并將第一測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14傳送給所述第一服務(wù)器15和所述第二服務(wù)器16，所述第一服務(wù)器15或所述第二服務(wù)器16基于所述第一測量數(shù)據(jù)發(fā)送第一控制信號(hào)給所述PLC17，所述PLC17控制所述控制所述液壓絞車18拖動(dòng)所述船舶31進(jìn)入所述浮船塢32。

當(dāng)所述船舶31進(jìn)行落墩定位時(shí)，通過所述激光監(jiān)測定位裝置11測量所述船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置，并將第二測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14傳送給所述第一服務(wù)器15和所述第二服務(wù)器16，通過所述第一服務(wù)器15或所述第二服務(wù)器16基于所述第二測量數(shù)據(jù)發(fā)送第二控制信號(hào)給所述PLC17，通過所述PLC17控制所述液壓絞車18拖動(dòng)所述船舶31實(shí)現(xiàn)落墩定位。

當(dāng)然，本系統(tǒng)還可以綜合考慮兩個(gè)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行船舶31的進(jìn)塢、落墩定位等操作。

在當(dāng)船舶31進(jìn)入浮船塢32時(shí)，編碼器定位監(jiān)測裝置12測量到第一測量數(shù)據(jù)之后，分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14傳送給所述第一服務(wù)器15和所述第二服務(wù)器16，而第一服務(wù)器15和第二服務(wù)器16也會(huì)接收激光監(jiān)測定位裝置11測量的第二測量數(shù)據(jù)，所述第一服務(wù)器15或第二服務(wù)器16通過綜合判斷第一測量數(shù)據(jù)和第二測量數(shù)據(jù)之間的權(quán)重比，發(fā)送第一控制信號(hào)給所述PLC17，所述PLC17控制所述控制所述液壓絞車18拖動(dòng)所述船舶31進(jìn)入所述浮船塢32，其中，第一測量數(shù)據(jù)的權(quán)重大于第二測量數(shù)據(jù)的權(quán)重。

當(dāng)所述船舶31進(jìn)行落墩定位時(shí)，通過所述激光監(jiān)測定位裝置11測量到第二測量數(shù)據(jù)之后，分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)13、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)14傳送給所述第一服務(wù)器15和所述第二服務(wù)器16，而第一服務(wù)器15和第二服務(wù)器16也會(huì)接收所述第一測量數(shù)據(jù)，通過所述第一服務(wù)器15或所述第二服務(wù)器16綜合判斷所述第二測量數(shù)據(jù)和第一數(shù)據(jù)的權(quán)重比，進(jìn)而發(fā)送第二控制信號(hào)給所述PLC17，通過所述PLC17控制所述液壓絞車18拖動(dòng)所述船舶31實(shí)現(xiàn)落墩定位，其中，第一測量數(shù)據(jù)的權(quán)重小于第二測量數(shù)據(jù)的權(quán)重。

請(qǐng)參看圖5-圖6，是船舶31出塢時(shí)的狀態(tài)示意圖，在船舶31需要出塢時(shí)，則通過拖輪33拖動(dòng)船舶31出塢，并且液壓絞車18松開鋼絲繩35，在船舶31出塢到一定程度之后取下鋼絲繩35。

作為一種可選的實(shí)施例，為了進(jìn)一步提高船舶31的定位精度，保證定位的正常運(yùn)行，所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1，還包括：

張力傳感器，用于測量所述液壓絞車18的鋼絲繩35的張力數(shù)據(jù)，并將所述張力數(shù)據(jù)傳輸給所述第一服務(wù)器15和所述第二服務(wù)器16，所述第一服務(wù)器15或所述第二服務(wù)器16基于所述張力數(shù)據(jù)對(duì)所述液壓絞車18的受力情況進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警。

作為一種可選的實(shí)施例，所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2，還包括：

吃水傳感器19，用于測量所述浮船塢32的吃水量，并將測量數(shù)據(jù)分別傳輸給第一服務(wù)器15和所述第二服務(wù)器16，進(jìn)而能夠在第一服務(wù)器15或所述第二服務(wù)器16顯示浮船塢吃水情況。這里的顯示是在工作的服務(wù)器上顯示，如果兩臺(tái)服務(wù)器都工作，那么都可以顯示。

作為一種可選的實(shí)施例，所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2，還包括：橫縱傾監(jiān)測裝置20，用于監(jiān)測所述浮船塢32的橫縱傾情況。

以上便是監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2的具體定位的過程。而為了進(jìn)一步監(jiān)測船舶31的定位情況，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2。

監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2包括：

多個(gè)攝像頭21，分別安裝在所述船舶31上的各個(gè)位置，用于采集所述船舶31和所述浮船塢32的相對(duì)位置的視頻數(shù)據(jù)；

第一視頻服務(wù)器22，連接所述多個(gè)攝像裝置，用于接收所述多個(gè)攝像裝置傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)；

視頻顯示器24，連接所述第一視頻服務(wù)器22，用于接收所述第一視頻服務(wù)器22的控制顯示所述視頻數(shù)據(jù)。

作為一種可選的實(shí)施例，所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2，還包括：第二視頻服務(wù)器23，連接所述多個(gè)攝像裝置和所述視頻顯示器24；所述第二視頻服務(wù)器23和所述第一視頻服務(wù)器22相互連接，用于互為備份所述視頻數(shù)據(jù)，使得第一視頻服務(wù)器22在發(fā)生故障或者數(shù)據(jù)丟失的情況下，第二視頻服務(wù)器23能夠替代第一視頻服務(wù)器22工作，或者將備份的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給第一視頻服務(wù)器22進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，防止數(shù)據(jù)丟失。

綜上，本發(fā)明的監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2，在關(guān)鍵的控制點(diǎn)(例如船底、船艏、左右船舷等等位置)設(shè)置攝像頭實(shí)時(shí)觀察，各攝像頭將視頻信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，在中央控制室設(shè)有視頻顯示器24連接視頻服務(wù)器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控浮船塢32作業(yè)狀況，提高浮船塢32作業(yè)時(shí)的精確度和安全性。

監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2采用冗余設(shè)計(jì)，將監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2的硬件性能進(jìn)行冗余配置，設(shè)計(jì)了第二視頻服務(wù)器23，當(dāng)監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2發(fā)生故障的時(shí)候，冗余配置的第二視頻服務(wù)器23能夠承擔(dān)起故障部分的工作，從而減少監(jiān)控系統(tǒng)的故障停機(jī)時(shí)間。

綜上，本發(fā)明針對(duì)浮船塢32設(shè)計(jì)，在使用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)船舶31安全進(jìn)/出浮船塢32，實(shí)現(xiàn)在浮船塢32內(nèi)精準(zhǔn)落墩，有效的保護(hù)安裝在船舶31外部的儀器、儀表等元件。

下面請(qǐng)繼續(xù)參看圖2，是在實(shí)際情況中，本發(fā)明的一種實(shí)施方式。

本發(fā)明公示了一套正在工作的一套網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和服務(wù)器(計(jì)算機(jī))。

在具體的實(shí)施過程中，對(duì)于控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1來說，多個(gè)吃水傳感器19、多個(gè)橫縱傾監(jiān)測裝置20、多個(gè)激光測距儀111、絞車18等等都連接PLC17，可以采集對(duì)應(yīng)的吃水信號(hào)、橫縱傾信號(hào)、激光測距儀111采集的距離、絞車18上安裝的編碼器定位監(jiān)測裝置12采集到信號(hào)等等。然后通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制。計(jì)算機(jī)上連接有鍵盤、顯示器等等。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)具有一些配備的元件，例如適配器、一些網(wǎng)關(guān)等等。另外，為了更好地控制船舶31的動(dòng)向，本發(fā)明還采集了GPS信號(hào)，供計(jì)算機(jī)分析使用。

另外，本發(fā)明通過電源箱給各個(gè)設(shè)備進(jìn)行供電，例如探照燈(用于照明)、各顯示器、給攝像頭、船舶供電等等。

對(duì)于監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2來說，船底攝像頭、立柱攝像頭(當(dāng)然也可以安裝在其他位置)可采集視頻數(shù)據(jù)傳遞給配備的視頻服務(wù)器，然后傳給顯示器，視頻顯示器也帶有鍵盤鼠標(biāo)等等。

整個(gè)系統(tǒng)可達(dá)到的性能指標(biāo)如下：

試驗(yàn)?zāi)K與浮船塢32相對(duì)位置測量精度：20cm

試驗(yàn)?zāi)K位置控制精度：±15cm

試驗(yàn)?zāi)K相對(duì)位置最大定位誤差：30cm

鋼絲繩編碼器分辨率：1/8192脈沖/周

實(shí)現(xiàn)船舶31在浮船塢32的定位精度在30cm以內(nèi)，有效的確保了船舶31的定位精度。

本發(fā)明的系統(tǒng)綜合了目前先進(jìn)的信號(hào)采集、控制技術(shù)，系統(tǒng)的冗余性、安全性和可靠性高，操作、控制靈活。

本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)有精度定位要求的浮船塢32有很好的應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明可達(dá)到多個(gè)技術(shù)效果：

(1)定位方式靈活：

本系統(tǒng)的定位采用激光監(jiān)測定位裝置11與編碼器定位裝置相結(jié)合的綜合測量方式。激光監(jiān)測定位裝置11的測量時(shí)間短，能夠測量運(yùn)動(dòng)的物體，特別適合于惡劣的工業(yè)環(huán)境；編碼器定位裝置技術(shù)成熟，風(fēng)險(xiǎn)性較低，采集信號(hào)可靠。

在船舶31進(jìn)/出塢時(shí)，采用編碼器定位裝置進(jìn)行主要測量，采用激光監(jiān)測定位裝置11輔助測量；在船舶31在浮船塢32內(nèi)落墩定位的過程中，采用以激光監(jiān)測定位裝置11為主，編碼器定位裝置為輔助的測量方式。這種綜合的測量方式在系統(tǒng)組成、精確度等方面都有明顯的優(yōu)勢。

(2)定位精確高：

激光測距定位裝置的加入，有效的提高了船舶31的定位精度，可以控制船舶31位置的精度在±15cm，相對(duì)位置最大定位誤差可控制在30cm以內(nèi)，定位準(zhǔn)確度得到極大的提升，同時(shí)可明顯減少船舶31的定位時(shí)間。

(3)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定：

船舶31的定位、浮船塢32吃水測量、控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1都采用冗余設(shè)計(jì)技術(shù)，當(dāng)任一單點(diǎn)故障出現(xiàn)時(shí)，不影響整個(gè)定位落墩作業(yè)的正常工作。例如，當(dāng)編碼器定位裝置故障之后可采用激光測距定位裝置替換，或者單個(gè)吃水傳感器19損壞可使用其他吃書傳感器的數(shù)據(jù)，或者第一服務(wù)器15損壞可利用第二服務(wù)器16替換等等。

另外，控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1和監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2相互獨(dú)立，彼此之間隔離，互不影響。

(4)控制操縱方式多樣：

系統(tǒng)包含多個(gè)控制操縱方式：現(xiàn)場控制、手動(dòng)遙控控制、遙控半自動(dòng)控制、遙控自動(dòng)控制、緊急控制，系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高。

不同的控制方式主要是通過對(duì)#1-4號(hào)液壓絞車18(即浮船塢32的左右壁上對(duì)稱設(shè)置的液壓絞車18)的控制來實(shí)現(xiàn)的。

現(xiàn)場控制：

現(xiàn)場控制，是指操作者在現(xiàn)場操縱箱旁或?yàn)樵O(shè)備提供供電的配電板上對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行的操作，現(xiàn)場控制需要操作人員根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境確認(rèn)后進(jìn)行操作，但受設(shè)備內(nèi)部安全條件約束。

手動(dòng)遙控控制：

手動(dòng)遙控控制是指操作者通過工作站內(nèi)連接兩個(gè)服務(wù)器的人機(jī)界面，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離的操作。

手動(dòng)遙控控制可經(jīng)過PLC17的邏輯運(yùn)算和判斷，采取必要的安全保護(hù)措施，以防止誤操作帶來的設(shè)備損壞。當(dāng)操作人員進(jìn)行操作時(shí)，如果不能滿足控制條件，PLC17將不允許對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作以防止設(shè)備的損壞，手動(dòng)遙控的動(dòng)作通常是單一的動(dòng)作。

遙控半自動(dòng)控制：

遙控半自動(dòng)控制是操作者通過PLC17的控制臺(tái)面板或工作站的人機(jī)界面(連接服務(wù)器的人機(jī)界面)對(duì)某一組合動(dòng)作進(jìn)行觸發(fā)，通過PLC17邏輯完成的操作。

遙控自動(dòng)控制：

遙控自動(dòng)控制是指設(shè)備的自動(dòng)起動(dòng)和停止，或者是指設(shè)備通過自動(dòng)控制系統(tǒng)(如：PLC17、計(jì)算機(jī)軟件等)進(jìn)行調(diào)整而無需操作人員介入的操作。

緊急控制：

緊急控制指在發(fā)生危險(xiǎn)的情況下為保障設(shè)備或船舶31安全所采取的控制。緊急控制采用硬連線連接#1-4號(hào)液壓絞車的驅(qū)動(dòng)設(shè)備或設(shè)備的控制回路。本系統(tǒng)緊急控制包括以下內(nèi)容：主要機(jī)械設(shè)備緊急停止，相關(guān)輔助機(jī)械設(shè)備緊急停止，液壓系統(tǒng)緊急停止。

系統(tǒng)運(yùn)用了工業(yè)控制以太網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、智能儀器儀表技術(shù)、先進(jìn)的定位測量技術(shù)，將技術(shù)的先進(jìn)性與設(shè)備運(yùn)行的可靠性有效的結(jié)合運(yùn)用。

解決了船舶31在浮船塢32定位作業(yè)時(shí)落墩精度低的難題，通過精確測量、控制船舶31與浮船塢32的位置，實(shí)現(xiàn)高精度定位和設(shè)備的有效保護(hù)。

通過本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明公開了一種用于船舶定位的監(jiān)控系統(tǒng)，包括：控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；所述控制端網(wǎng)絡(luò)用于控制船舶定位于所述浮船塢，而所述監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于全程監(jiān)控所述船舶和所述浮船塢的定位；本發(fā)明的控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互獨(dú)立，不進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。具體來說，所述控制端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：激光監(jiān)測定位裝置，編碼器定位裝置，PLC，第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，第一服務(wù)器，第二服務(wù)器。當(dāng)所述船舶進(jìn)入所述浮船塢時(shí)，所述編碼器定位監(jiān)測裝置測量所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置，并將第一測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述第一測量數(shù)據(jù)發(fā)送第一控制信號(hào)給所述PLC，所述PLC控制所述控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶進(jìn)入所述浮船塢；當(dāng)所述船舶進(jìn)行落墩定位時(shí)，通過所述激光監(jiān)測定位裝置測量所述船舶和所述浮船塢的相對(duì)位置，并將第二測量數(shù)據(jù)分別通過所述第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、所述第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送給所述第一服務(wù)器和所述第二服務(wù)器，通過所述第一服務(wù)器或所述第二服務(wù)器基于所述第二測量數(shù)據(jù)發(fā)送第二控制信號(hào)給所述PLC，通過所述PLC控制所述液壓絞車拖動(dòng)所述船舶實(shí)現(xiàn)落墩定位。本發(fā)明采用激光監(jiān)測定位裝置，編碼器定位裝置兩者相輔相成來實(shí)現(xiàn)船舶的進(jìn)塢、落墩定位，定位的精度高。另外，本發(fā)明采用了冗余設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)兩套網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和服務(wù)器，且進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。當(dāng)一個(gè)服務(wù)器在控制船舶落墩定位的過程中發(fā)生故障的時(shí)候，另一套可以直接替換使用，進(jìn)而保證船舶的正常落墩定位。

盡管已描述了本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請(qǐng)范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍。這樣，倘若本申請(qǐng)的這些修改和變型屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請(qǐng)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。