专利名称：船舶停泊位置自动监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于定位监测技术领域，具体地说，是涉及一种用于对港口码头上停靠船舶的停泊位置实现自动检测的监控系统。
背景技术：
大型油轮在港作业时，油轮的停泊位置对于油轮能否安全作业起着非常重要的作用。由于油轮在码头停靠期间，往往需要码头为其补给燃油，而码头输油臂与油轮的连接一般都是采用刚性连接，因此，一旦油轮的位置发生漂移，就很容易发生拉坏输油臂的事故， 不仅造成设备损坏，还会对海洋环境造成严重的污染。长期以来，对于船舶停靠位置的检测一直都是采用人工监测的方式，依靠定位人员船前盯靠、巡检来避免船舶的位置不发生漂移。这种纯粹人工监测的控制方式不仅劳动强度大，而且受工人的技能、责任心等多方面条件的限制，因此安全系数低，出现船舶移位事故时难以及时发现，容易造成重大安全事故的发生。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种船舶停泊位置的自动监控系统，以消除人工监测船舶停泊位置所带来的劳动强度大、安全系数低的问题，提高了船舶在港作业的安全性。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种船舶停泊位置自动监控系统，包括两个用于检测停靠船舶与码头平台之间距离的激光位移传感器，两个激光位移传感器安装在码头平台上，且沿平行于岸边的横向方向分开间隔设置；两个激光位移传感器将检测到的船舶位置信号传输至一控制器进行处理后，传输至监控终端。为了对停靠船舶的横向位移量进行监测，在所述系统中还包括一个用于检测输油臂转动角度的倾角传感器，所述倾角传感器将检测到的角度信号传输至所述的控制器，经后方控制器进行数据计算和处理后，传输至监控终端供值班人员监控。进一步的，在所述码头平台上树立有一立柱，立柱上安装有一旋转弯头，立柱通过所述旋转弯头与输油臂转动连接；在所述旋转弯头上安装有一跟随输油臂水平转动的检测平台，所述检测平台连接倾角传感器的测量轴线。又进一步的，在所述立柱上安装有一支撑架，所述倾角传感器固定在所述支撑架上，且位于检测平台的正上方，倾角传感器的测量轴线通过连接柱连接检测平台的中心轴。再进一步的，所述检测平台固定在一个卡件上，所述卡件安装在旋转弯头的两个接头之间。为了提高停靠船舶的船身与码头平台之间所成夹角计算的准确度，所述的两个激光位移传感器之间的横向间隔距离最好大于等于停靠船舶船身长度的1/3且小于所述的船身长度。作为所述监控终端的一种优选设计方案，在所述监控终端中包含有一用于显示停
3靠船舶位置信息的显示器，连接所述的控制器，以向值班人员显示当前船舶的位置信息和
漂移量。进一步的，在所述监控终端中还包含有一用于在船舶位置发生变化超过预警值时发出报警信号的报警装置，连接所述的控制器，以提醒船前定位人员和引水人员及时调整船舶位置。再进一步的，在所述监控终端中还包含有一用于在船舶位置发生变化超过预警值时控制输油泵关闭的阀门控制机构，连接所述的控制器，以避免发生燃油泄露的问题。更进一步的，在所述监控终端中还可以进一步配置无线通信模块和手持移动终端，所述无线通信模块与所述控制器有线连接，接收控制器输出的船舶位置信号，并以无线方式发送给所述的手持移动终端，使值班人员可以随时随地的掌握当前在港作业船舶的具体位置，实现全天候不间断监控。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的船舶停泊位置自动监控系统可以对在港作业的船舶位置进行M小时自动监测，真正做到了科学监控，自动报警，避免了由于船舶漂移造成的输油臂损坏以及燃油泄漏造成的环境污染等事故的发生，确保了船舶的靠离岸安全。此外，该系统配置简单，成本低，性能可靠，应用效果显著。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本实用新型所提出的船舶停泊位置自动监控系统的一种实施例的整体架构示意图；图2是图1中倾角传感器的安装结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细地描述。实施例一，本实施例为了保证船舶在港作业安全，设计了一种用来监测停靠船舶位置信息的自动监控系统，主要包括控制器、监控终端和两个激光位移传感器1、2，参见图 1所示。其中，两个激光位移传感器1、2可以具体安装在码头平台上，且沿平行于码头平台岸边的方向分开间隔设置。在这里，为描述清楚起见，将平行于码头平台岸边的方向定义为横向，即X轴方向；与码头平台岸边的方向垂直、且远离岸边的方向定义为纵向，即Y轴方向，如图1标注的坐标。利用两个激光位移传感器1、2检测停靠船舶8与码头平台之间的距离，进而将检测到的船舶位置信号传输至控制器进行处理，比如信号格式的变换以及根据接收到的船舶位置信号计算停靠船舶8与码头平台之间的相对位置、并生成显示数据或者模拟图像等处理过程，进而传输至监控终端供码头上的值班人员、引水员和定位人员进行实时监控。在布设所述的两个激光位移传感器1、2时，两个激光位移传感器1、2的Y轴坐标可以相等，也可以不等。为了计算简便起见，本实施例优选将两个激光位移传感器1、2布设在距离码头平台的岸边相等的位置处，此时，若通过两个激光位移传感器1、2检测到的船舶纵向位置相等时，则表明停靠船舶8的船身与码头平台的岸边平行；若通过两个激光位移传感器1、2检测到的船舶纵向位置不等，则表明停靠船舶8的船身与码头平台的岸边不平行，其船岸夹角可以根据检测到的两个船舶纵向位置之差与两个激光位移传感器1、2之间的间距计算获得。当检测到的船舶纵向位置或者船岸夹角超过预先设定的预警值时，控制器可以通过监控终端进行报警，以提醒值班人员、引水员或者定位人员注意，及时调整船舶8的停靠位置，以确保船舶8在港作业的安全。为了提高船岸夹角计算的准确度，所述的两个激光位移传感器1、2之间的横向间隔距离最好大于等于停靠船舶8船身长度的1/3且小于所述的船身长度，即利用一个激光位移传感器1测量船头距离岸边的纵向距离；利用另外一个激光位移传感器2测量船尾距离岸边的纵向距离，这样不仅可以准确地掌握船头、船尾距离岸边的位置是否处于安全区域范围内，而且对于计算船岸夹角来说，精度更高。当然，也需要结合码头平台的实际长度综合考量确定。作为本实施例的一种优选设计方案，对于在港作业的船舶8为大型油轮来说，两个激光位移传感器1、2之间的横向间隔距离优选设计在30-130米，以满足计算精度的要求。由上面的描述可以看出，利用两个激光位移传感器1、2只能对停靠船舶8与码头平台岸边的纵向位置实现检测，而对于停靠船舶8的横向漂移量则无法进行监测。此时，当利用码头平台上的供油站4对停靠船舶8进行燃油补给时，由于船舶8与供油站4的输油臂5采用刚性连接，若船舶8的横向漂移量过大，则会对输油臂5造成损坏，由输油臂5泄露出来的燃油还会对岸边海域造成严重污染。为了解决这一问题，本实施例在船舶停泊位置自动监控系统中还设置了一个倾角传感器3，如图1所示，通过检测输油臂5的转动角度来检测停靠船舶8的横向位移。所述倾角传感器3的具体安装位置可以参照图2所示，由于输油臂5通常都是通过旋转弯头7安装在立柱6上，立柱6树立于码头平台上，通过旋转弯头7可以实现输油臂5相对立柱6在水平方向和竖直方向上转动。所述旋转弯头7包括两个接头7-1、7-2，第一接头7-1连接输油臂5，第二接头7-2固定在立柱6上。在旋转弯头 7上安装一个可以跟随输油臂5水平转动的检测平台11，具体可以固定在一个卡件10上， 将所述卡件10安装在旋转弯头7的两个接头7-1、7-2之间，以实现检测平台11在旋转弯头7上的安装固定。在立柱6上安装一个支撑架9，如图2所示，所述支撑架9延伸到检测平台U的上方，将所述倾角传感器3安装在支撑架9上，并使倾角传感器3刚好位于检测平台11的正上方，然后可以通过连接柱12将倾角传感器3的测量轴线与检测平台11的中心轴连接起来。当输油臂5跟随船舶8的横向漂移发生水平转动时，检测平台11也跟随输油臂5 —同转动，进而带动倾角传感器3的测量轴线随之转动，实现输油臂5水平旋转角度的实时检测。将通过倾角传感器3检测出的旋转角度传输至后方的控制器，所述控制器结合输油臂5的臂长即可计算出停靠船舶8的横向漂移距离。当停靠船舶8的横向漂移距离超出预警值时，便可以利用监控终端输出报警，以提醒值班人员、定位人员或者引水员及时调整船舶8的位置，避免船舶8过度漂移对输油臂5造成的损坏。在本实施例中，所述控制器可以采用可编程逻辑控制器PLC进行系统设计，优选通过光缆与两个激光位移传感器1、2和一个倾角传感器3相连接，接收各传感器反馈的检测信号。对于监控终端的设计可以采用多种组建形式，本实施例仅提出一种优选设计方案。如图1所示，在本实施例的监控终端中设计有显示器或者计算机，连接所述的控制器，用于向值班人员显示当前停靠船舶8的纵向位置信息、船岸夹角和横向漂移量等。为了显示直观起见，可以利用VB等软件编写操作系统，在显示各参数量的同时，可以进一步模拟出停靠船舶8与码头平台的相对位置画面，以彰显该系统的人性化设计。为了在船舶8的停靠位置发生变化，并超过预警值时能够及时提醒相关工作人员注意，本实施例在所述监控终端中还设计有一报警装置，连接所述的控制器。所述控制器在停靠船舶8的纵向和横向位置发生漂移超出预警值时，输出控制指令至报警装置，以控制其进行声光报警，提醒船前定位人员和引水人员及时调整船舶位置。与此同时，还可以将控制器输出的控制指令同时传输至阀门控制机构，以控制输油泵关闭，进而达到避免由于输油臂5损坏造成的燃油泄漏问题。为了使相关工作人员能够随时随地的掌握当前在港作业船舶8的具体停靠位置， 本实施例在所述监控终端中还进一步配置有无线通信模块和手持移动终端，参见图1所示。将所述无线通信模块与所述的控制器进行有线连接，接收控制器输出的船舶位置信号， 并以无线方式发送给所述的手持移动终端，相关工作人员利用所述手持移动终端即可对在港船舶实现全天候不间断监控。本实用新型通过将激光测距技术和角度检测技术巧妙地结合在一起，完成对船舶在港作业期间停泊位置的实时安全监测，无论船舶发生纵向或者横向漂移，都能在发生危险事故前进行及时预警。同时可以兼顾船舶靠(离)泊速度、船岸夹角等参数的测控，及时提醒引水员和定位人员做到船舶靠离安全。当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于包括两个用于检测停靠船舶与码头平台之间距离的激光位移传感器，两个激光位移传感器安装在码头平台上，且沿平行于岸边的横向方向分开间隔设置；两个激光位移传感器将检测到的船舶位置信号传输至一控制器进行处理后，传输至监控终端。
2.根据权利要求1所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述系统中还包括一个用于检测输油臂转动角度的倾角传感器，所述倾角传感器将检测到的角度信号传输至所述的控制器。
3.根据权利要求2所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述码头平台上树立有一立柱，立柱上安装有一旋转弯头，立柱通过所述旋转弯头与输油臂转动连接；在所述旋转弯头上安装有一跟随输油臂水平转动的检测平台，所述检测平台连接倾角传感器的测量轴线。
4.根据权利要求3所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述立柱上安装有一支撑架，所述倾角传感器固定在所述支撑架上，且位于检测平台的正上方，倾角传感器的测量轴线通过连接柱连接检测平台的中心轴。
5.根据权利要求4所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于所述检测平台固定在一个卡件上，所述卡件安装在旋转弯头的两个接头之间。
6.根据权利要求1所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于所述的两个激光位移传感器之间的横向间隔距离大于等于停靠船舶船身长度的1/3且小于所述的船身长度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述监控终端中包含有一用于显示停靠船舶位置信息的显示器，连接所述的控制器。
8.根据权利要求7所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述监控终端中还包含有一用于在船舶位置发生变化超过预警值时发出报警信号的报警装置，连接所述的控制器。
9.根据权利要求7所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述监控终端中还包含有一用于在船舶位置发生变化超过预警值时控制输油泵关闭的阀门控制机构，连接所述的控制器。
10.根据权利要求7所述的船舶停泊位置自动监控系统，其特征在于在所述监控终端中还包含有无线通信模块和手持移动终端，所述无线通信模块与所述控制器有线连接，接收控制器输出的船舶位置信号，并以无线方式发送给所述的手持移动终端。
专利摘要本实用新型公开了一种船舶停泊位置自动监控系统，包括两个用于检测停靠船舶与码头平台之间距离的激光位移传感器，两个激光位移传感器安装在码头平台上，且沿平行于岸边的横向方向分开间隔设置；两个激光位移传感器将检测到的船舶位置信号传输至一控制器进行处理后，传输至监控终端。本实用新型的船舶停泊位置自动监控系统可以对在港作业的船舶位置进行24小时自动监测，真正做到了科学监控，自动报警，避免了由于船舶漂移造成的输油臂损坏以及燃油泄漏造成的环境污染等事故的发生，确保了船舶的靠离岸安全。此外，该系统配置简单，成本低，性能可靠，应用效果显著。
文档编号G01B21/22GK202331093SQ20112043763
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者刘同鹤, 别立学, 李正旭, 林水芳, 王青山, 臧传兵, 薛宝龙 申请人:青岛港(集团)有限公司