船舶的加载控制系统及船舶的加载控制方法与流程

1.本发明涉及船舶领域，特别涉及一种船舶的加载控制系统及船舶的加载控制方法。


背景技术：

2.液化天然气(lng)作为一种经济、绿色、安全的新型能源已成为业内公认的未来船舶绿色能源的首选。
3.以lng为能源的船舶称为lng动力船舶，在lng动力船舶中，lng通常储存在燃料罐内，当燃料罐内的lng使用完后，lng动力船舶需要专程开往加气站加注充装，导致在一定程度上耽误时间。并且，目前建成使用的lng水上加注船趸船数量有限且分布不均，海洋上的lng动力船舶的燃料加注主要还是采用岸基罐车码头加注模式，存在加注时间长，安全隐患多的缺点，导致lng动力船舶的大规模应用受到严重制约。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种加载效率较高的船舶的加载控制系统及船舶的加载控制方法，以解决现有技术中的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种船舶的加载控制系统，所述船舶包括船体以及可拆卸连接于所述船体上的燃料供应机构，所述燃料供应机构用于承载燃料，所述控制系统包括：
6.剩余燃料检测机构，与所述燃料供应机构连接并检测所述燃料供应机构内燃料的实时剩余量；
7.导航机构，其内预设有所述船体的航行路线；所述导航机构用于定位所述船体的实时位置，并对所述船体导航；
8.控制中心，同时与所述剩余燃料检测机构以及所述导航机构电连接，接收燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置；在所述实时剩余量到达一预设剩余量时，所述控制中心依据所述实时剩余量以及所述实时位置进行分析计算，输出满足条件的至少一换装站；所述换装站内具有承载有燃料的可供更换的燃料供应机构；
9.在确定一换装站为目标换装站后，所述导航机构以所述目标换装站为目的地进行导航，而使所述船体航行至所述目标换装站。
10.在其中一实施方式中，所述剩余燃料检测机构包括液位检测设备、压力检测设备和流量监控设备中的至少一种。
11.在其中一实施方式中，所述控制中心内预设有一燃料的预设剩余量，在所述燃料供应机构内的所述实时剩余量达到所述预设剩余量时，所述控制中心进行分析并输出满足条件的换装站。
12.在其中一实施方式中，所述控制中心包括选择确定模块；
13.所述选择确定模块用于基于各所述换装站的位置、所述船体的实时位置以及到达
各所述换装站的预设导航路线，选择并确定所述目标换装站。
14.在其中一实施方式中，所述控制系统还包括通讯机构；
15.所述通讯机构同时与所述控制中心以及各换装站连接，所述通讯机构用于将所述控制中心所得到的所述船体预计到达换装站的时间以及所需加注燃料的量发送至对应的换装站。
16.在其中一实施方式中，所述通讯机构还接收各所述换装站所反馈的是否能在预设时间内提供满足要求的燃料的加注量的信息。
17.在其中一实施方式中，所述控制系统还包括海况检测机构；
18.所述海况检测机构用于检测所述船体所在海域的实时海况，所述海况检测机构与所述控制中心电连接，并将所述实时海况发送至所述控制中心；
19.所述控制中心综合所述实时海况、所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，而输出满足条件的换装站。
20.在其中一实施方式中，所述控制系统还包括用于检测船体载荷的载荷检测机构；
21.所述载荷检测机构与所述控制中心电连接，并将所述船体的载荷发送至所述控制中心；
22.所述控制中心综合所述船体的载荷、所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，而输出满足条件的换装站。
23.本发明还提供一种船舶的加载控制方法，所述船舶包括船体以及可拆卸连接于所述船体上的燃料供应机构，所述燃料供应机构用于承载燃料，所述加载控制方法包括以下步骤：
24.检测所述燃料供应机构内的燃料的实时剩余量；
25.定位所述船体所在的实时位置；
26.在所述实时剩余量到达一预设剩余量时，依据燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，分析计算并输出满足条件的至少一换装站；所述换装站内具有承载有燃料的可供更换的燃料供应机构；
27.确定目标换装站，所述船体以该目标换装站为目的地的导航路线进行航行；
28.到达所述目标换装站，将所述船体上的燃料供应机构更换为所述目标换装站内的承载有燃料的燃料供应机构。
29.在其中一实施方式中，所述确定目标换装站，所述船体以该目标换装站为目的地的导航路线进行航行的步骤之前还包括：
30.与各所述换装站通讯，询问是否能在预设时间内提供满足所需燃料加载量的燃料供应机构。
31.在其中一实施方式中，各所述换装站反馈是否能在预设时间内提供满足所需燃料加载量的燃料供应机构，并依据上述信息确定所述目标换装站。
32.在其中一实施方式中，所述依据燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，分析计算并输出满足条件的至少一换装站的步骤之前还包括检测所述船体所在海域的海况，使得分析计算时还综合所述船体所在海域的海况而输出满足条件的至少一换装站。
33.在其中一实施方式中，所述依据燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，分析计算并输出满足条件的至少一换装站的步骤之前还包括检测所述船体的载荷情
况，使得分析计算时还综合所述船体的载荷而输出满足条件的至少一换装站。
34.由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
35.本发明的加载控制系统通过对燃料供应机构内燃料的剩余了进行检测，在燃料的实时剩余量到达一预设剩余量时，控制中心依据船体所在的位置和实时剩余量进行分析计算并输出满足条件的换装站，以供操作者选择。在操作者选择确定其中一换装站为目标换装站后，导航机构以该目标换装站为目的地进行导航，使船体航行至目标换装站。船体航行至目标换装站后，通过更换可拆卸连接于船体上的燃料供应机构而实现加载的目的，节约了时间，提高了燃料的加载效率。
附图说明
36.图1是本发明中控制系统其中一实施例的示意图。
37.图2是本发明中加载控制方法的流程示意图。
38.附图标记说明如下：1、加载控制系统；11、剩余燃料检测机构；12、导航机构；13、控制中心；14、海况检测机构；15、载荷检测机构；16、通讯机构。
具体实施方式
39.体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
40.为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
41.本发明提供一种船舶的加载控制系统，适用于以lng、液化石油气(lpg)、氢燃料或其他燃料为动力的船舶。
42.该船舶包括船体、可拆卸连接于船体上的燃料供应机构以及加载控制系统。
43.其中，燃料供应机构用于承载燃料，而为船体提供航行的动力。燃料供应机构与船体的可拆卸连接使该船体能够通过更换燃料供应机构而实现加载的目的。其中，燃料为lng、lpg或氢气。
44.本技术不对船体以及燃料供应机构的结构进行改进，船体、燃料供应机构以及船体与燃料供应机构之间的可拆卸连接可以采用相关技术中的结构，在此不一一赘述。
45.该船舶在需要加载燃料时，航行至换装站，并在换装站内更换燃料供应机构。即将船体上的燃料供应机构拆卸下来，将换装站内充满燃料或满足船体要求燃料量的燃料供应机构安装至船体上。
46.其中，换装站内具有承载有燃料的燃料供应机构，以供替换。换装站可为加气站，也可以为具有燃料供应机构的任意码头。码头处的燃料供应结构可以通过槽车就地充装，也可以将燃料供应机构运输至加气站进行充装。
47.其中，由船体上更换下的燃料供应机构可以在加气站内进行充装、加载，也可以在码头充装、加载，进而以供下一船体通过更换燃料供应机构实现加载。
48.加载控制系统用于对船舶的加载进行控制，以下具体介绍该加载控制系统。
49.参阅图1，加载控制系统1包括剩余燃料检测机构11、导航机构12以及控制中心13。
50.剩余燃料检测机构11与燃料供应机构连接，用于检测燃料供应机构内的剩余的燃料量。
51.具体地，剩余燃料检测机构11包括液位检测设备、压力检测设备和流量监控设备中的至少一种。即，剩余燃料检测机构11可以单独为液位检测设备、压力检测设备和流量监控设备中的任意一种，也可以是其中任意两种或三种的组合。
52.液位检测设备用于检测燃料供应机构的液位，进而得出燃料供应机构内剩余的燃料量。
53.压力检测设备用于检测燃料供应机构的压力，进而得出燃料供应机构内剩余的燃料量。
54.流量监控设备用于监控燃料供应机构向外输出燃料的流量，进而得出燃料供应机构内剩余的燃料的流量。
55.导航机构12内预设有船体的航行路线，并能够定位船体的实时位置以及对船体导航。
56.具体地，导航机构12内存储有该船体航行路线附近的换装站的信息。其中，航行路线附近是指在以船舶的航行路线上的任意位置为圆心，直径在一预设长度内的区域。
57.本实施例中，导航机构12为北斗卫星导航设备。其他实施例中，导航机构12还可以为gps双模导航设备、海事卫星导航设备等。
58.控制中心13设置于船体上，具体位于船体的驾驶室内。控制中心13同时与剩余燃料检测机构11以及导航机构12电连接，接收燃料的实时剩余量以及船体的实时位置。
59.控制中心13包括输入模块、显示模块、分析计算模块和选择确定模块。
60.输入模块用于供操作者输入预设值。例如，船舶航行的目的地、燃料的预设剩余量等。
61.具体在本实施例中，通过输入模块预先在控制中心13内预先输入燃料的一预设剩余量。该预设剩余量综合考虑船舶的平均耗气量、航行路线上的海况以及船舶载荷等各种情况而得出。
62.显示模块用于显示船舶的各类数据，例如船舶的航行路线、船舶当前的位置以及燃料的剩余量等。
63.分析计算模块用于接收燃料的实时剩余量，并与预设剩余量进行比较，在实时剩余量到达预设剩余量时，分析计算模块提醒操作者需要进行加气操作。且分析计算模块依据当前所处的位置即实时位置以及导航机构12的航行路线搜索附近的换装站，并将满足要求的至少一换装站信息发送至显示模块，以供操作者读取各换装站信息。
64.其中，满足要求的换装站的条件包括该换装站能够提供承载有燃料的并能够安装至船体上的燃料供应机构以及分析计算模块依据船体与换装站之间的距离、平均耗气量、海况、船体载荷以及燃料的实时剩余量而得出的船体能够到达的换装站。
65.选择确定模块用于在多种可能性中选择并确定其中一种，从而使控制中心13将该信号向外发送。具体地，选择确定模块用于在换装站中选择并确定其中一换装站为目标换装站。
66.选择确定模块确定目标换装站后，并将该目标换装站作为目的地的信息发送至导航机构12，导航机构12以目标换装站为目的地进行导航，而使船体航行至目标换装站进行
加载。
67.进一步地，控制系统还包括通讯机构16。通讯机构16用于控制中心13与各换装站之间的沟通，以提前知晓各换装站内是否能够加载或者能够加载但换装站需要准备的时间。
68.通讯机构16同时与控制中心13以及各换装站连接。具体地，通讯机构16与控制中心13电连接，且通讯机构16与各换装站通讯连接。
69.通讯机构16用于将控制中心13的分析计算模块所得出的船体预计到达换装站的时间以及所需加注燃料的量发送至对应的换装站。
70.更具体地，通讯机构16还将燃料供应机构的规格尺寸也发送至换装站，使换装站能够依据详细信息而提前准备燃料供应机构。
71.较优地，通讯机构16还接收各换装站所反馈的是否能在预设时间内提供满足要求的燃料的加注量的信息。
72.即，各换装站内是否能够提供相应规格尺寸的能够替换至船体上的燃料供应机构、能够提供满足所需的燃料加注量的燃料供应机构。
73.控制中心13收到上述反馈信息后，在能够提供可供更换的燃料供应机构以及满足要求的燃料加注量的燃料供应机构至少一换装站中，选择确定一换装站为目标换装站。
74.在一些实施方式中，换装站接收到船体的加载需求后，可能需要时间对相应规格尺寸的燃料供应机构进行充装，因此，通讯机构16还接收换装站所反馈的能够满足规格尺寸以及燃料加注量的燃料供应机构所需的时间。控制中心13接收到各换装站所反馈的时间后，选择到达对应换装站后无需等待或者等待时间较少的换装站为目标换装站。
75.进一步地，控制系统还包括海况检测机构14。海况检测机构14用于船体所在海域的实时海况，使控制中心13能够依据实时的海况而分析计算剩余的燃料所能到达的换装站。
76.具体地，海况检测机构14与控制中心13电连接，并将实时海况发送至控制中心13，使控制中心13综合实时海况、实时剩余量以及船体的实时位置，而输出满足条件的换装站。
77.其中，实时海况包括了风向、风速、浪高等。
78.进一步地，控制系统还包括用于检测船体载荷的载荷检测机构15。载荷检测机构15使控制中心13能够依据船体上的载荷分析计算剩余的燃料所能航行的距离。
79.具体地，载荷检测机构15与控制中心13电连接，并将船体的载荷发送至控制中心13，使控制中心13综合船体的载荷、实时剩余量以及船体的实时位置，而输出满足条件的换装站。
80.本实施例中的加载控制系统1通过对燃料供应机构内燃料的剩余了进行检测，在燃料的实时剩余量到达一预设剩余量时，控制中心13依据船体所在的位置和实时剩余量进行分析计算并输出满足条件的换装站，以供操作者选择。在操作者选择确定其中一换装站为目标换装站后，导航机构12以该目标换装站为目的地进行导航，使船体航行至目标换装站。船体航行至目标换装站后，通过更换可拆卸连接于船体上的燃料供应机构而实现加载的目的，节约了时间，提高了燃料的加载效率。
81.本发明还提供一种船舶的加载控制方法，参阅图2，具体包括以下步骤：
82.s1、检测燃料供应机构内的燃料的实时剩余量。
83.具体地，通过剩余燃料检测机构11检测燃料供应机构内燃料的剩余量。
84.s2、定位船体所在的实时位置。
85.具体地，通过导航机构12定位船体当前所在的位置。
86.s3、在所述实时剩余量到达一预设剩余量时，依据燃料的实时剩余量以及船体的实时位置，分析计算满足条件的至少一换装站。其中，换装站内具有承载有燃料的可供更换的燃料供应机构。
87.具体地，通过控制中心13接收燃料的实时剩余量以及船体的实时位置，并分析计算满足条件的换装站。
88.s4、确定目标换装站，船体以该目标换装站为目的地的导航路线进行航行。
89.具体地，在控制中心13操作目标换装站的选择确定，控制中心13将目标换装站的信息发送至导航机构12，导航机构12以该目标换装站为目的地的导航路线进行航行。
90.s5、到达目标换装站，将船体上的燃料供应机构更换为目标换装站内的承载有燃料的燃料供应机构。
91.具体地，在船舶到达目标换装站后，将船体上的燃料供应机构拆卸下来，将加氢站内充装有满足要求的燃料量的燃料供应机构安装至船体上，从而实现船舶的加载。
92.其中，步骤s1检测燃料的实时剩余量和步骤s2定位船体的实时位置的顺序不分先后，二者还可以同时进行。
93.进一步地，步骤s3之前还包括检测船体所在海域的海况，使得控制中心13分析计算时还综合船体所在海域的海况而输出满足条件的至少一换装站。
94.进一步地，步骤s3之前还包括检测船体的载荷情况，使得控制中心13分析计算时还综合船体的载荷情况而输出满足条件的至少一换装站。
95.进一步地，步骤s4之前还包括与满足条件的各换装站进行通讯沟通，询问是否能在预设时间内提供满足所需燃料加载量的燃料供应机构。
96.较优地，各换装站还反馈其是否能在预设时间内提供满足所需燃料加载量的燃料供应机构，并依据上述信息确定目标换装站。即，接收到各换装站所反馈的信息后，用户依据船体与换装站之间的距离以及去到换装站是否需要等待、所等待的时间等选择确定目标换装站。
97.本实施例中的加载控制方法，能够依据燃料供应机构内燃料的实时剩余量以及船体所在的位置，分析计算而输出满足条件的换装站。在换装站中确定其中之一为目标换装站，然后以目标换装站为目的地进行导航，使船体航行至目标换装站，并通过更换燃料供应机构而实现加载的目的，节约了时间，提高了燃料的加载效率。
98.由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
99.本发明的加载控制系统通过对燃料供应机构内燃料的剩余了进行检测，在燃料的实时剩余量到达一预设剩余量时，控制中心依据船体所在的位置和实时剩余量进行分析计算并输出满足条件的换装站，以供操作者选择。在操作者选择确定其中一换装站为目标换装站后，导航机构以该目标换装站为目的地进行导航，使船体航行至目标换装站。船体航行至目标换装站后，通过更换可拆卸连接于船体上的燃料供应机构而实现加载的目的。
100.虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或
实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种船舶的加载控制系统，所述船舶包括船体以及可拆卸连接于所述船体上的燃料供应机构，所述燃料供应机构用于承载燃料，其特征在于，所述控制系统包括：剩余燃料检测机构，与所述燃料供应机构连接并检测所述燃料供应机构内燃料的实时剩余量；导航机构，其内预设有所述船体的航行路线；所述导航机构用于定位所述船体的实时位置，并对所述船体导航；控制中心，同时与所述剩余燃料检测机构以及所述导航机构电连接，接收燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置；在所述实时剩余量到达一预设剩余量时，所述控制中心依据所述实时剩余量以及所述实时位置进行分析计算，输出满足条件的至少一换装站；所述换装站内具有承载有燃料的可供更换的燃料供应机构；在确定一换装站为目标换装站后，所述导航机构以所述目标换装站为目的地进行导航，而使所述船体航行至所述目标换装站。2.根据权利要求1所述的船舶的加载控制系统，其特征在于，所述剩余燃料检测机构包括液位检测设备、压力检测设备和流量监控设备中的至少一种。3.根据权利要求1所述的船舶的加载控制系统，其特征在于，所述控制中心内预设有一燃料的预设剩余量，在所述燃料供应机构内的所述实时剩余量达到所述预设剩余量时，所述控制中心进行分析并输出满足条件的换装站。4.根据权利要求1所述的船舶加载控制系统，其特征在于，所述控制中心包括选择确定模块；所述选择确定模块用于基于各所述换装站的位置、所述船体的实时位置以及到达各所述换装站的预设导航路线，选择并确定所述目标换装站。5.根据权利要求1所述的船舶的加载控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括通讯机构；所述通讯机构同时与所述控制中心以及各换装站连接，所述通讯机构用于将所述控制中心所得到的所述船体预计到达换装站的时间以及所需加注燃料的量发送至对应的换装站。6.根据权利要求5所述的船舶的加载控制系统，其特征在于，所述通讯机构还接收各所述换装站所反馈的是否能在预设时间内提供满足要求的燃料的加注量的信息。7.根据权利要求1～6任意一项所述的船舶的加载控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括海况检测机构；所述海况检测机构用于检测所述船体所在海域的实时海况，所述海况检测机构与所述控制中心电连接，并将所述实时海况发送至所述控制中心；所述控制中心综合所述实时海况、所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，而输出满足条件的换装站。8.根据权利要求1～6任意一项所述的船舶的加载控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括用于检测船体载荷的载荷检测机构；所述载荷检测机构与所述控制中心电连接，并将所述船体的载荷发送至所述控制中心；所述控制中心综合所述船体的载荷、所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，而输
出满足条件的换装站。9.一种船舶的加载控制方法，所述船舶包括船体以及可拆卸连接于所述船体上的燃料供应机构，所述燃料供应机构用于承载燃料，其特征在于，所述加载控制方法包括以下步骤：检测所述燃料供应机构内的燃料的实时剩余量；定位所述船体所在的实时位置；在所述实时剩余量到达一预设剩余量时，依据燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，分析计算并输出满足条件的至少一换装站；所述换装站内具有承载有燃料的可供更换的燃料供应机构；确定目标换装站，所述船体以该目标换装站为目的地的导航路线进行航行；到达所述目标换装站，将所述船体上的燃料供应机构更换为所述目标换装站内的承载有燃料的燃料供应机构。10.根据权利要求9所述的船舶的加载控制方法，其特征在于，所述确定目标换装站，所述船体以该目标换装站为目的地的导航路线进行航行的步骤之前还包括：与各所述换装站通讯，询问是否能在预设时间内提供满足所需燃料加载量的燃料供应机构。11.根据权利要求10所述的船舶的加载控制方法，其特征在于，各所述换装站反馈是否能在预设时间内提供满足所需燃料加载量的燃料供应机构，并依据上述信息确定所述目标换装站。12.根据权利要求9所述的船舶的加载控制方法，其特征在于，所述依据燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，分析计算并输出满足条件的至少一换装站的步骤之前还包括检测所述船体所在海域的海况，使得分析计算时还综合所述船体所在海域的海况而输出满足条件的至少一换装站。13.根据权利要求9所述的船舶的加载控制方法，其特征在于，所述依据燃料的所述实时剩余量以及所述船体的实时位置，分析计算并输出满足条件的至少一换装站的步骤之前还包括检测所述船体的载荷情况，使得分析计算时还综合所述船体的载荷而输出满足条件的至少一换装站。

技术总结
本发明提供了一种船舶的加载控制系统及船舶的加载控制方法。船舶包括船体以及可拆卸连接于船体上的燃料供应机构。控制系统包括：剩余燃料检测机构、导航机构和控制中心。剩余燃料检测机构检测燃料供应机构内燃料的实时剩余量；导航机构用于定位船体的实时位置，并对船体导航；控制中心同时与剩余燃料检测机构以及导航机构电连接，接收燃料的实时剩余量以及船体的实时位置；在实时剩余量到达一预设剩余量时，控制中心依据实时剩余量以及实时位置进行分析计算，输出满足条件的至少一换装站；换装站内具有承载有燃料的可供更换的燃料供应机构；在确定一换装站为目标换装站后，导航机构以目标换装站为目的地进行导航，而使船体航行至目标换装站。航行至目标换装站。航行至目标换装站。


技术研发人员：李东 窦卫东 罗光雄 刘彩霞
受保护的技术使用者：中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2023/6/14