船舶用混合控制系统的制作方法

1.本发明涉及船舶控制领域，特别涉及一种船舶用混合控制系统。


背景技术：

2.船舶是非常重要的水上运输工具，船舶运行的过程中主要是通过柴油主机进行主推动，通过柴油发电机组进行发电以供船舶上的用电需求，对于船舶上的用电分类控制一般都是通过手动调节的，对一些应急设备的用电一般是通过手动或者通过短路状态触发的，通过手动调节对人的依赖度强，通过短路状态触发则可能会过度的损耗储存的电量，会影响船舶上应急设备的可用电量。
3.船舶运行过程中，船舶触到暗礁、受到风浪的冲击等情况时容易引起的船舶向一侧倾斜沉没，在出现这种情况是需要及时将船舶内的人员引导疏散出来一边后续的自救，对于小型船舶而言，船舶内的结构简单，船舶能的人员很容就能重船舶中跑出；但是对于大型船舶，船舶内部结构复杂，船舶上人员繁多，人员所在位置多样，如何在感受到倾斜沉没的危险时及时的引导人员疏散至船舱外部就非常的重要，而目前这些船舶上的安全通道指示灯模块只有固定方向上的安全指示牌，无法根据当前的舱门状态、倾斜的方向等调整引导的方向。


技术实现要素：

4.本发明的目的提供船舶用混合控制系统，解决上述现有技术问题中的一个或多个。
5.本发明提出船舶用混合控制系统，包括电力管理模块、第一电力存储模块、第二电力存储模块、发电设备模块、应急用电模块、运行用电模块以及生活用电模块，应急用电模块、运行用电模块、生活用电模块、第一电力存储模块、第二电力存储模块以及发电机模块均与电力管理模块连接；其中
6.发电设备模块包括船舶用柴油发电机组和船舶用清洁能源发电设备，所述清洁能源发电设备包括太阳能发电设备和风力发电设备；
7.第一电力存储模块与船舶用柴油发电机组连接，用于存储柴油发电机组所产生的电力能源；
8.第二电力存储模块与船舶用清洁能源发电设备连接，用于存储清洁能源发电设备所产生的电力能源；
9.应急用电模块与应急装置连接，用于控制应急装置的供电装状态；
10.运行用电模块与船舶动力控制系统连接，用于控制船舶动力控制系统的供电状态；
11.生活用电模块与船舶上的生活设备连接，用于控制生活设备的供电状态；
12.电力管理模块，用于控制第一电力存储模块和第二电力存储模块向发电设备模块、应急用电模块、运行用电模块以及生活用电模块输送电力能源的状态。
13.在一些实施方式中，所述应急装置包括安全通道指示灯模块、应急照明模块、广播模块，所述安全通道指示灯模块内设有指示灯、控制模块以及临时电源，所述临时电源和应急用电模块通过控制模块与指示灯连接。
14.在一些实施方式中，所述控制模块中包括临时电源电量检测模块，临时电源电量检测模块用于检测临时电源内的电量，所述临时电源在充满电的状态下控制对应的指示灯持续亮起的时间范围为2.5-3小时，所述电力管理模块中包括第一电量检测模块和第二电量检测模块，
15.所述第一电量检测模块用于检测第一电力存储模块内的电量；
16.所述第二电量检测模块用于检测第二电力存储模块内的电量。
17.在一些实施方式中，所述安全通道指示灯模块内设置有两个指示方向相反的指示灯，所述控制模块具有调节指示灯显示不同亮度和/或不同颜色的功能。
18.在一些实施方式中，船舶用混合控制系统还包括应急路径规划模块、舱门感应模块、倾斜监测装置、液位感应装置、计时模块、窗口指示灯，船舶的船艏、船艉以及船舶的船身两侧分别设置有一个或多个液位感应装置，
19.倾斜监测装置用于监测船舶的倾斜角度和向下倾斜的方向；
20.液位感应装置分别用于感应液位感应装置安装的位置的吃水状态；
21.计时模块用于计算吃水时间、倾斜监测装置向下倾斜的时间；
22.舱门感应模块用于监测舱门的状态，舱门的状态包括关闭和开启；
23.窗口指示灯用于显示该窗口是否适合紧急逃生；
24.应急路径规划模块，存储有船舶通道结构图、舱门和窗口在船舶通道结构图上的设置位置，根据舱门的打开状态、向下倾斜的方向、舱门和窗口在船舶通道结构图上的设置位置、船舶通道结构图以及液位感应装置安装位置的吃水顺序规划应急逃生路径并及时发送给控制模块控制对应方向的指示灯亮起。
25.在一些实施方式中，启动应急工作，启动方式包括手动和自动，自动启动应急工作的过程为：
26.设定向下倾斜的持续时间的阈值，吃水的持续时间的阈值；
27.倾斜监测装置监测到船舶的一侧向下倾斜，且计时模块计算的倾斜监测装置向下倾斜的持续时间；
28.向下倾斜的持续时间小于设定的阈值时，出现向下倾斜一侧开始吃水，且吃水的持续时间大于吃水的持续时间的阈值，或者向着向下倾斜的相反方向逐渐出现一个或多个其他液位感应装置安装的位置吃水的状况，则自动启动应急工作；
29.向下倾斜的持续时间大于等于设定的阈值时，则直接自动启动应急工作。
30.在一些实施方式中，
31.应急工作时，控制模块内的第二电量检测模块检测第二电力存储模块内的电量，设第一电力存储模块内充满电量时的电量为q
max1
，第二电力存储模块内充满电量时的电量为q
max2
，当第一电力存储模块中的电量大于等于(20％*q
max1
)时且当前只有一个液位感应装置安装的位置吃水状态时第一电力存储模块向应急照明模块、广播模块、运行用电模块以及生活用电模块继续供电，当处于吃水状态的液位感应装置的个数大于等于2时停止生活用电模块的供电；当第一电力存储模块中的电量小于(20％*q
max1
)，大于等于(2％*q
max1
)时
控制模块控制第一电力存储模块直接向应急照明模块和广播模块供电，不向临时电源供电，当第一电力存储模块中的电量小于(2％*q
max1
)时，控制模块控制第二电力存储模块直接向应急照明模块和广播模块供电，且不向临时电源供电。
32.在一些实施方式中，
33.应急工作以外的其他船舶工作状态为正常工作，
34.正常工作时，控制模块内的第二电量检测模块检测第二电力存储模块内的电量，设第二电力存储模块内充满电量时的电量为q
max2
，若当前电量大于等于(10％*q
max2
)时，
35.临时电源电量检测模块检测临时电源内的电量是否充满，若检测结果为临时电源内的电量未充满，控制模块控制第二电力存储模块向临时电源内充电，若检测结果为临时电源内的电量充满，控制模块不控制第二电力存储模块和第一电力存储模块向临时电源内充电，同时电力管理模块控制第一电力存储模块向运行用电模块供电，电力管理模块控制第二电力存储模块向生活用电模块供电；
36.控制模块内的第二电量检测模块检测第二电力存储模块内的电量，设第二电力存储模块内充满电量时的电量为q
max2
，若当前电量小于(10％*q
max2
)时，
37.临时电源电量检测模块检测临时电源内的电量是否充满，若检测结果为临时电源内的电量未充满，控制模块控制第一电力存储模块向临时电源内充电，若检测结果为临时电源内的电量充满，控制模块不控制第一电力存储模块和第一电力存储模块向临时电源内充电，同时电力管理模块控制第一电力存储模块向运行用电模块和生活用电模块供电。
38.在一些实施方式中，应急工作启动时电力管理模块控制舱门感应模块感应到的处于关闭状态的自动舱门打开，同时舱门感应模块会在30-60秒后将感应到的自动舱门的最新状态反馈给应急路径规划模块。
39.在一些实施方式中，应急工作启动时和应急工作中应急路径规划模块上的舱门的打开状态发生改变时，应急路径规划模块均会进行应急路径规划，应急路径规划的过程为：
40.在船舶通道结构图上标注所有的指示灯的点位；
41.获取当前的所有舱门的状态，获取所有的处于打开的舱门，并在船舶通道结构图上舱门的设置位置处显色绿色的点位信息，绿色的点位信息代表与通过该舱门连通的船舶通道处于连通状态，反之船舶通道结构图上舱门的设置位置处不显色绿色的点位信息，则标识当前通过该舱门连通的船舶通道处不连通；
42.获取向下倾斜的方向和/或吃水顺序确认船舶进水一侧，获取逃生方向；
43.根据逃生方向、船舶通道的出口以及船舶通道结构图上窗口的设置位置确认一个或多个逃生出口，以指示灯的点位为出发点，利用穷举法获取出发点至逃生出口的路径，确认当前通道的可逃生的方向，并计算个路径的长度，所述路径中设计的各通道之间是相互连通的；
44.根据当前通道的可逃生的方向，控制模块控制对应方向的指示灯亮起；
45.当同一个通道的两个不同的可逃生的方向上均存在路径时，两条路径的长度分别为s1和s2，计算路径的优势率，优势率的计算公式为：，计算路径的优势率，优势率的计算公式为：
46.w1为路径中含有的与向下倾斜的方向相同的路径占路径总长度的比例；
47.根据优势率，控制模块控制安全通道指示灯模块内的两个指示方向相反的指示灯
的亮度和/或颜色。
48.本发明所述的船舶用混合控制系统的优点为：
49.将不同环境下的用电设备进行分模块化控制，便于更好的调节适用的用电设备，便于进行手动控制的同时也便于智能化控制；
50.利用清洁能源发电设备所发的电量和柴油发电机组所发的电量分开用两个不通的电量存储模块进行存储，不同功率的发电设备所发电量存储于同一个电量存储设备时对电量存储设备的适用寿命和使用时的安全性造成的影响；
51.将清洁能源发电设备对应的电量存储模块所发的电量向用电量小的生活用电模块和应急用电模块供电，降低对柴油发电机组的依赖，减少不可再生资源的利用；
52.在进行疏散引导前根据舱门的打开状态、向下倾斜的方向、舱门和窗口在船舶通道结构图上的设置位置、船舶通道结构图等综合信息规划应急逃生路径，根据规划的应急逃生路径控制对应方向的指示灯亮起，便于及时的、更好的根据当前的情况疏散引导人员，提高人员逃生成功的几率；
53.在同一个通道上出现两个不同的可逃生的方向上均存在可逃生的路径时通过该通道上对应的安全通道指示灯模块内的两个指示方向相反的指示灯的亮度和/或颜色显现出来，便于人员根据当前通道内的状况及时的调整逃生的路径，而不是一味的根据其中某一可逃生的路径进行逃生，进一步的提升人员逃生成功的几率。
附图说明
54.图1为本发明的一些实施方式中船舶用混合控制系统的结构框图。
具体实施方式
55.吃水指的是事物进入水中。
56.本实施例提出一种船舶用混合控制系统，结合图1所示的内容，其包括电力管理模块、第一电力存储模块、第二电力存储模块、发电设备模块、应急用电模块、运行用电模块、生活用电模块、应急路径规划模块、舱门感应模块、倾斜监测装置、液位感应装置、计时模块、窗口指示灯，应急用电模块、运行用电模块、生活用电模块、第一电力存储模块、第二电力存储模块以及发电机模块均与电力管理模块连接，船舶的船艏、船艉以及船舶的船身两侧分别设置有一个或多个液位感应装置，舱门感应模块对应船舶的船舱内的所有舱门设置，船舶上的所有的窗口一侧均设有窗口指示灯，窗口指示灯可以熄灭，也可以显示为红色、绿色，倾斜监测装置安装于船舶的中心处，舱门感应模块、倾斜监测装置、液位感应装置、计时模块、窗口指示灯以及电力管理模块均于应急路径规划模块连接，应急路径规划模块安装于具有处理器的某一终端内，该终端内自带电源，该终端上还设有应急工作的手动启动按钮；其中
57.发电设备模块包括船舶用柴油发电机组和船舶用清洁能源发电设备，所述清洁能源发电设备包括太阳能发电设备和风力发电设备；
58.第一电力存储模块与船舶用柴油发电机组连接，用于存储柴油发电机组所产生的电力能源；
59.第二电力存储模块与船舶用清洁能源发电设备连接，用于存储清洁能源发电设备
所产生的电力能源；
60.应急用电模块与应急装置连接，用于控制应急装置的供电装状态，应急装置包括安全通道指示灯模块、应急照明模块、广播模块，安全通道指示灯模块内设有指示灯、控制模块以及临时电源，临时电源和应急用电模块通过控制模块与指示灯连接，安全通道指示灯模块内优选设置有两个指示方向相反的指示灯，控制模块具有调节指示灯显示不同亮度和/或不同颜色的功能；
61.运行用电模块与船舶动力控制系统连接，用于控制船舶动力控制系统的供电状态，舶动力控制系统可以直接采用现有的系统，且其不是本发明的发明重点因此在此不做赘述；
62.生活用电模块与船舶上的生活设备连接，用于控制生活设备的供电状态，生活设备包括洗衣机、照明设备、微波炉等生活设施，此不为本发明的发明重点因此在此不做赘述；
63.电力管理模块，用于控制第一电力存储模块和第二电力存储模块向发电设备模块、应急用电模块、运行用电模块以及生活用电模块输送电力能源的状态；
64.倾斜监测装置用于监测船舶的倾斜角度和向下倾斜的方向；
65.液位感应装置分别用于感应液位感应装置安装的位置的吃水状态；
66.计时模块用于计算吃水时间、倾斜监测装置向下倾斜的时间；
67.舱门感应模块用于监测舱门的状态，舱门的状态包括关闭和开启；
68.窗口指示灯用于显示该窗口是否适合紧急逃生，窗口指示灯熄灭代表当前不处于应急工作；窗口指示灯显示红色代表当前处于应急工作，但当前对应的窗口不宜破窗；窗口指示灯显示绿色代表当前处于应急工作，当前对应的窗口可进行应急破窗；
69.应急路径规划模块，存储有船舶通道结构图、舱门和窗口在船舶通道结构图上的设置位置，根据舱门的打开状态、向下倾斜的方向、舱门和窗口在船舶通道结构图上的设置位置、船舶通道结构图以及液位感应装置安装位置的吃水顺序规划应急逃生路径并及时发送给控制模块控制对应方向的指示灯亮起。
70.控制模块中包括临时电源电量检测模块，临时电源电量检测模块用于检测临时电源内的电量，所述临时电源在充满电的状态下控制对应的指示灯持续亮起的时间范围为2.5-3小时，所述电力管理模块中包括第一电量检测模块和第二电量检测模块，
71.第一电量检测模块用于检测第一电力存储模块内的电量；
72.第二电量检测模块用于检测第二电力存储模块内的电量。
73.启动应急工作，启动方式包括手动和自动，自动启动应急工作的过程为：
74.事先设定向下倾斜的持续时间的阈值，吃水的持续时间的阈值；
75.倾斜监测装置监测到船舶的一侧向下倾斜，且计时模块计算的倾斜监测装置向下倾斜的持续时间；
76.向下倾斜的持续时间小于设定的阈值时，出现向下倾斜一侧开始吃水，且吃水的持续时间大于吃水的持续时间的阈值，或者向着向下倾斜的相反方向逐渐出现一个或多个其他液位感应装置安装的位置吃水的状况，则自动启动应急工作；
77.向下倾斜的持续时间大于等于设定的阈值时，则直接自动启动应急工作。
78.应急工作时，控制模块内的第二电量检测模块检测第二电力存储模块内的电量，
设第一电力存储模块内充满电量时的电量为q
max1
，第二电力存储模块内充满电量时的电量为q
max2
，当第一电力存储模块中的电量大于等于(20％*q
max1
)时且当前只有一个液位感应装置安装的位置吃水状态时第一电力存储模块向应急照明模块、广播模块、运行用电模块以及生活用电模块继续供电，当处于吃水状态的液位感应装置的个数大于等于2时停止生活用电模块的供电；当第一电力存储模块中的电量小于(20％*q
max1
)，大于等于(2％*q
max1
)时控制模块控制第一电力存储模块直接向应急照明模块和广播模块供电，不向临时电源供电，当第一电力存储模块中的电量小于(2％*q
max1
)时，控制模块控制第二电力存储模块直接向应急照明模块和广播模块供电，且不向临时电源供电。
79.应急工作以外的其他船舶工作状态为正常工作，
80.正常工作时，控制模块内的第二电量检测模块检测第二电力存储模块内的电量，设第二电力存储模块内充满电量时的电量为q
max2
，若当前电量大于等于(10％*q
max2
)时，
81.临时电源电量检测模块检测临时电源内的电量是否充满，若检测结果为临时电源内的电量未充满，控制模块控制第二电力存储模块向临时电源内充电，若检测结果为临时电源内的电量充满，控制模块不控制第二电力存储模块和第一电力存储模块向临时电源内充电，同时电力管理模块控制第一电力存储模块向运行用电模块供电，电力管理模块控制第二电力存储模块向生活用电模块供电；
82.控制模块内的第二电量检测模块检测第二电力存储模块内的电量，设第二电力存储模块内充满电量时的电量为q
max2
，若当前电量小于(10％*q
max2
)时，
83.临时电源电量检测模块检测临时电源内的电量是否充满，若检测结果为临时电源内的电量未充满，控制模块控制第一电力存储模块向临时电源内充电，若检测结果为临时电源内的电量充满，控制模块不控制第一电力存储模块和第一电力存储模块向临时电源内充电，同时电力管理模块控制第一电力存储模块向运行用电模块和生活用电模块供电。
84.应急工作启动时电力管理模块控制舱门感应模块感应到的处于关闭状态的自动舱门打开，同时舱门感应模块会在30-60秒后将感应到的自动舱门的最新状态反馈给应急路径规划模块。
85.应急工作启动时和应急工作中应急路径规划模块上的舱门的打开状态发生改变时，应急路径规划模块均会进行应急路径规划，应急路径规划的过程为：
86.事先在船舶通道结构图上标注所有的指示灯的点位；
87.获取当前的所有舱门的状态，获取所有的处于打开的舱门，并在船舶通道结构图上舱门的设置位置处显色绿色的点位信息，绿色的点位信息代表与通过该舱门连通的船舶通道处于连通状态，反之船舶通道结构图上舱门的设置位置处不显色绿色的点位信息，则标识当前通过该舱门连通的船舶通道处不连通；
88.获取向下倾斜的方向和/或吃水顺序确认船舶进水一侧，获取逃生方向；
89.根据逃生方向、船舶通道的出口以及船舶通道结构图上窗口的设置位置确认一个或多个逃生出口，以指示灯的点位为出发点，利用穷举法获取出发点至逃生出口的路径，确认当前通道的可逃生的方向，并计算个路径的长度，路径中设计的各通道之间是相互连通的；
90.根据当前通道的可逃生的方向，控制模块控制对应方向的指示灯亮起；
91.当同一个通道的两个不同的可逃生的方向上均存在路径时，两条路径的长度分别
为s1和s2，计算路径的优势率，优势率的计算公式为：，计算路径的优势率，优势率的计算公式为：
92.w1为路径中含有的与向下倾斜的方向相同的路径占路径总长度的比例；
93.根据优势率，控制模块控制安全通道指示灯模块内的两个指示方向相反的指示灯的亮度和/或颜色，比如：优势率高的方向对应的指示灯的亮度高，且显示为深绿色；优势率低的方向对应的指示灯的亮度低，且显示为橘黄色。
94.以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。