[0005] 为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统：通过声呐采集模块采集第一航行参数，数据分析模块根据第一航行参数获得监调系数，根据监调系数生成停航指令，控制船舶停止行驶，之后通过声呐采集模块采集第二航行参数，还用于根据第二航行参数获得航监系数，根据航监系数生成报警指令，并对船舶进行提示，解决了现有的基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统无法根据航道和船舶实时对航道尺度进行检测和船舶航行进行监测，不能准确的给予船舶的信息与警示，易于导致对航道尺度和船舶航行行为误判，进而影响船舶正常行驶的问题。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007] 一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统，包括声呐采集模块、数据分析模块、航行管理平台、监测调节模块以及预警报警模块；
[0008] 所述声呐采集模块用于采集第一航行参数和第二航行参数，第一航行参数包括波时差BS、波速值BV、船高值CG以及浸深值JS，第二航行参数包括波时比BB、船道比CD，并将第一航行参数和第二航行参数发送至数据分析模块；
[0009] 所述数据分析模块用于根据第一航行参数获得监调系数JT，根据监调系数JT生成停航指令和监调指令，还用于根据第二航行参数生成报警指令，并将监调指令、监调系数JT发送至航行管理平台，将停航指令、报警指令发送至预警报警模块；
[0010] 所述航行管理平台用于接收到监调指令后根据监调系数JT获得预设监调角度，并将预设监调角度发送至监测调节模块；
[0011] 所述监测调节模块用于根据预设监调角度调节航行声呐的角度，角度调节完毕后生成完成信号，并将完成信号发送至声呐采集模块；
[0012] 所述预警报警模块用于接收到停航指令后响起停止航行语音播报，接收到报警指令后响起报警铃声警报。
[0013] 作为本发明进一步的方案：所述声呐采集模块采集第一航行参数的过程如下：
[0014] 将竖直安装在船舶底部的声呐标记为航深声呐，将水平安装在船舶底部四侧的声呐标记为航宽声呐，将倾斜安装在船舶底部四侧的声呐标记为航行声呐；
[0015] 实时采集航深声呐产生的超声波的发射时刻和超声波反射波的接收时刻，并将其分别标记为发波时刻FS和接波时刻JS，获取发波时刻FS和接波时刻JS的时间差，并将其标记为波时差BS；
[0016] 获取航深声呐产生的超声波的传播速率，并将其标记为波速值BV；
[0017] 获取船舶的高度以及船舶浸没于液面以下的深度，并将其分别标记为船高值CG以及浸深值JS；
[0018] 将波时差BS、波速值BV、船高值CG以及浸深值JS发送至数据分析模块。
[0019] 作为本发明进一步的方案：所述声呐采集模块采集第二航行参数的过程如下：
[0020] 获取单位时间内航行声呐产生的超声波的发波时刻FS和接波时刻JS的时间差，并将其按照时间先后顺序依次标记为波时差BSj，j=1、……、n，n为自然数；
[0021] 将波时差BSi代入公式 得到波时比BB；
[0022] 将船舶航行的方向两侧的航宽声呐标记为测宽声呐，分别获取两侧测宽声呐产生反射波的位置，并将其标记为测宽点，获取两个测宽点之间的横向距离，并将其标记为测宽值CK；
[0023] 获取船舶轮廓的最大长度，并将其标记船宽值Ck；
[0024] 获取船宽值Ck、测宽值CK之间的比值，并将其标记为船道比CD；
[0025] 将波时比BB、船道比CD发送至数据分析模块。
[0026] 作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块生成停航指令和监调指令的过程如下：
[0027] 将波时差BS、波速值BV、船高值CG以及浸深值JS代入公式得到监调系数JT；
[0028] 将监调系数JT与预设监调阈值JTy进行比较：
[0029] 若监调系数JT≤预设监调阈值JTy，则生成停航指令，并将停航指令发送至预警报警模块；
[0030] 若监调系数JT＞预设监调阈值JTy，则生成监调指令，并将监调指令、监调系数JT发送至航行管理平台。
[0031] 作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块生成报警指令的过程如下：
[0032] 将波时比BB与预设波时比阈值BBy进行比较，将船道比CD与预设船道比阈值CDy进行比较；
[0033] 若波时比BB＜预设波时比阈值BBy或者船道比CD＞预设船道比阈值CDy，则生成报警指令，并将报警指令发送至预警报警模块；
[0034] 若波时比BB≥预设波时比阈值BBy且船道比CD≤预设船道比阈值CDy，则将波时比BB、船道比CD代入公式 得到航监系数HJ，其中q1、q2分别为波时比BB、船道比CD的预设权重系数，且q1＞q2＞1，取q1=1.89，q2=1.22；
[0035] 将航监系数HJ与预设航监系数HJy进行比较：
[0036] 若航监系数HJ＜预设航监系数HJy，则生成报警指令，并将报警指令发送至预警报警模块。
[0037] 作为本发明进一步的方案：所述航行管理平台获得预设监调角度的过程如下：
[0038] 将监调角度值JJi对应的监调系数JT的取值区间标记为监调区间JQi，其中，监调角度值JJi满足0°≤监调角度值JJi≤90°，i=1、……、n，n为自然数；
[0039] 设置监调区间JQi=[JTa，JTb），其中，b=a+1，b＞a≥1；
[0040] 接收到监调指令后将监调系数JT与监调角度值JJi进行匹配：
[0041] 若监调系数JT∈[JTa，JTb），则将监调区间JQi对应的监调角度值JJi标记为预设监调角度；
[0042] 将预设监调角度发送至监测调节模块。
[0043] 本发明的有益效果：
[0044] 本发明的一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统，通过声呐采集模块采集第一航行参数，数据分析模块根据第一航行参数获得监调系数，监调系数用于衡量船舶与航道的适应情况，若是监调系数小于等于预设监调阈值，则表示船舶过大或者航道过小，使得该船舶不适于行驶于该航道，根据监调系数生成停航指令，控制船舶停止行驶，若是监调系数大于预设监调阈值则根据监调系数对航行声呐的角度进行调节，使得航行声呐的角度自动适合于不同的航道，避免不同航道时采集相同数据导致对航道尺度检测和船舶航行情况存在较大的误差，影响船舶正常行驶，之后通过声呐采集模块采集第二航行参数，还用于根据第二航行参数获得航监系数，航监系数用于衡量船舶航行监测状态，若是航监系数小于预设航监系数，表示船舶航行过程中航道的变化存在航道变窄、航道深度变浅以及航道存在异物的情况，生成报警指令，并对船舶进行提示；该基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统通过监调系数在船舶行驶前对航道进行检测，通过航监系数在船舶行驶时对航道以及船舶航行状态进行检测，在监调系数、航监系数两者的协同作用下，精确的对航道尺度检测和船舶航行状态进行监测以及提醒，保证了船舶的正常行驶。
