本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，具體地涉及一種船舶吃水檢測方法。

背景技術(shù)：

隨著長江等河流航運(yùn)量的不斷增大，船舶發(fā)展呈大型化發(fā)展趨勢，吃水也越來越深。船舶擱淺事故時有發(fā)生，不僅破壞航道嚴(yán)重威脅航運(yùn)安全，也影響了通航效率。造成船舶擱淺的原因是多方面的，其中最為嚴(yán)重的是超吃水，即船舶實(shí)際裝載吃水超過航道部門公布的航道維護(hù)水深。

造成船舶超吃水的原因是多方面的，既有客觀原因，也有主觀原因。客觀上上下游不同航道水位深淺不同，同一航道不同時期允許通航船舶的最大吃水根據(jù)水位的變化也經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整。船舶為了安全通航就需要?？看a頭卸載貨物，延長了交貨時間。主觀上，個別船東為了追求利益的最大化，采取謊報、瞞報吃水甚至私自篡改吃水線逃避執(zhí)法部門的檢查，置國家航運(yùn)超載禁令于不顧，不僅給相關(guān)通航船舶的安全帶來了隱患，也嚴(yán)重影響了通航效率。

治理船舶吃水問題的關(guān)鍵在于對船舶吃水進(jìn)行檢測，傳統(tǒng)方式就是在船舶上設(shè)置吃水線，通過目測來判斷船舶的吃水量，這種吃水檢測的方式單純的依靠人力且可能存在船舶吃水線標(biāo)尺模糊，甚至遭到人為的修改，船舶吃水檢測不準(zhǔn)確。另一方面這種方式需要船舶靠岸進(jìn)行檢查，影響船舶的正常航行，大大降低了工作效率。在可以有效地提高工作效率又不影響船舶正常航行的前提下可以采取相關(guān)的技術(shù)手段對船舶吃水進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)對船舶吃水進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和預(yù)警，從而減少船舶擱淺、觸礁等安全事故的發(fā)生，保障了航道的安全，

現(xiàn)有的船舶吃水檢測方法主要有以下幾種：

一、壓力傳感器法

該方法是將利用水壓隨著水深變化而變化的原理設(shè)計而成。在船舶空載時，將壓力傳感器安裝在船體外側(cè)，當(dāng)船舶裝載貨物以后，壓力傳感器隨船體下沉， 壓力傳感器的讀數(shù)發(fā)生變化，反應(yīng)了水壓的大小，通過科學(xué)計算即可得到水深的變化。該方法精度不高，而且將壓力傳感器安裝在船體外側(cè)，航行過程中容易造成損毀。

二、電子水尺

電子水尺采用了數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)字顯示儀器相結(jié)合。其工作原理是利用水的導(dǎo)電特性測量兩電極的電位差，從而測量出水位數(shù)據(jù)。該方法精度不高，而且該方法需要將電子水尺安裝在船體外側(cè)，電子水尺工作環(huán)境惡劣，容易導(dǎo)致傳感器損壞。

三、激光水位測量法

該方法主要是利用激光測距儀，由于激光有光速不變性、方向性好的特點(diǎn)，利用激光測量，以船體瓶邊為基準(zhǔn)面，檢測船體主甲板到水面的距離，通過換算，計算出船舶吃水量。激光測距儀必須安裝在船上，無法實(shí)現(xiàn)離船對船舶吃水進(jìn)行檢測。

四、基于圖像處理的水尺標(biāo)記識別

通過攝像設(shè)備對船體外側(cè)的六個吃水線進(jìn)行取像，并進(jìn)行技術(shù)識別，獲取船舶的吃水?dāng)?shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)計算，得到船舶的最終吃水情況。當(dāng)環(huán)境因素十分惡劣比如霧天、風(fēng)浪等或者吃水線遭到損壞都將影響圖像的識別，影響識別經(jīng)度甚至出現(xiàn)算法的失效。

五、聲納測量技術(shù)

聲納測量是對水下的物體進(jìn)行監(jiān)測的有效方法。在航道維護(hù)工作中主要應(yīng)用于水下地形測量、水下障礙物、沉船探測和水下工程設(shè)施測量。針對目前長江船舶的水下部分的主要外型尺度，結(jié)合現(xiàn)有的測量技術(shù)手段及設(shè)備、測量計算機(jī)軟件的應(yīng)用和開發(fā)、長江航道的自然條件特征等綜合因素，目前主要有三種基于聲納船舶吃水動態(tài)檢測方法：水底固定仰掃法、水底半浮仰掃法、水中固定側(cè)掃法。但是目前國內(nèi)外對于利用聲納技術(shù)對船舶吃水進(jìn)行檢測方法與系統(tǒng)的研究很少，且聲納裝置種類繁多，現(xiàn)在尚沒有檢測船舶吃水的聲納裝置與方法，主要有以下幾種聲納檢測裝置：

1)水底固定法

水底固定法是將多個掃描聲納排成一排固定在水底，掃描聲納向水面發(fā)射 探測波束掃描從聲納上方經(jīng)過的船舶，形成船底殼的圖像輪廓，從而判斷船舶吃水深度。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是測量精度高。但是，這種方式應(yīng)用于長江水上運(yùn)輸船舶吃水檢測存在的問題是容易被江水中的淤泥覆蓋，或者被水草、水中垃圾遮蔽，且被覆蓋、遮蔽后不容易清除，后期維護(hù)困難。

2)可移動水底半浮式仰掃描檢測法

可移動水底半浮式仰掃描檢測法是將掃描聲納架設(shè)在水中的飛魚上，飛魚在水中保持姿勢平穩(wěn)，聲納換能器垂直向上發(fā)射探測波束，當(dāng)船舶從飛魚上方經(jīng)過時，掃描聲納形成船底殼的聲納圖像，通過水底線纜傳輸?shù)桨渡系穆暭{處理中心進(jìn)行分析。采用可移動水底半浮式仰掃描檢測法的優(yōu)點(diǎn)是檢測點(diǎn)的設(shè)置方便靈活，便于維護(hù)。但測量過程中容易被水草、水中垃圾遮蔽，可靠性不高。

3)水中固定側(cè)掃描法

水中固定側(cè)掃描法是將側(cè)掃聲納發(fā)射陣列和接受陣列分別安裝在兩座橋墩上，發(fā)射陣列與接收陣列是一一對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)有船舶經(jīng)過時，靠近水面部分發(fā)射聲納的信號被船舶遮擋無法到達(dá)接收陣列，根據(jù)可收到信號的聲納陣列的深度可以判斷船舶吃水深度。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是安裝時不影響航道通航，對航道水深沒有特別要求，且維護(hù)保養(yǎng)方便。缺點(diǎn)如下：①該裝置必須安裝在橋梁橋墩或者航道兩邊的固定的建筑物上，在淺水航道上游難以找到合適的橋梁供安裝；②當(dāng)前長江上的橋梁跨度普遍很大，一般在100-800m之間，在如此大的橋梁跨度下，聲納陣列對準(zhǔn)存在很大的難度；③在進(jìn)行船舶吃水檢測時，容易受到水中懸浮物如水草、塑料袋以及船舶航行時螺旋槳產(chǎn)生的氣泡的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述提到的現(xiàn)有的船舶吃水檢測存在的缺點(diǎn)，提供一種船舶吃水檢測方法，其基于聲納技術(shù)實(shí)現(xiàn)測距，充分發(fā)揮聲波在水中傳導(dǎo)速度快、衰減慢的優(yōu)勢，克服光電、激光、紅外、雷達(dá)等方式在水中快速衰減的問題。測距設(shè)備采用機(jī)動式部署，可以高效靈活的完成對被檢測船舶吃水信息的測量，克服了固定式吃水檢測裝置部署困難、信號易被遮蓋屏蔽、不利于后期維護(hù)等缺點(diǎn)。

具體地，本發(fā)明提供一種船舶吃水檢測方法，其包括以下步驟：

S1、使用高密度聲納陣列對被檢測船舶船側(cè)進(jìn)行回聲掃描，獲得水面、被測春波船側(cè)水下部分及河床的測量楨數(shù)據(jù)；

S2、通過對測量楨數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和處理，獲得每個波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的水平距離和高度值；

S3、根據(jù)獲取的船舶間距測量信息，過濾水面和河床地形測量數(shù)據(jù)，獲取被檢測船舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組；

S4、對測量數(shù)據(jù)組進(jìn)行計算，得出被檢測船舶吃水測量值；

S5、結(jié)合被檢測船舶橫搖、縱搖、GPS定位信息、高密度聲納陣列安裝位置信息、被檢測船舶AIS信息對S4中得到的吃水測量值進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，獲得該測量楨內(nèi)被檢測船舶的吃水值數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，還包括S6、重復(fù)S1-S5，獲取一個測量周期內(nèi)若干測量楨的被檢測船舶的吃水值數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出被檢測船舶的最大吃水值。

優(yōu)選地，S1中將檢測船安裝有高密度聲納陣列的一側(cè)面向被檢船舶靠近，并作相對移動，使用高密度聲納陣列對被檢測船舶舶船側(cè)進(jìn)行回聲掃描，獲得水面、被檢測船舶舶船側(cè)水下部分及河床的測量楨數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述測量幀數(shù)據(jù)包含所有波束的時間、能量以及波束角。

優(yōu)選地，S3中測量數(shù)據(jù)組包括若干波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的高度值。

優(yōu)選地，S4中被檢測船舶吃水測量值的計算方法如下所述：

S41、根據(jù)檢測船船載吃水測量裝置的高密度聲納陣列的安裝位置獲取高密度聲納陣列距檢測船船底的安裝高度H₂；

S42、利用高密度聲納陣列檢測N個波束信息，并計算出每個波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的水平距離值S_i和高度值Z_i，i取值1-N；

S43、利用船舶間距測量裝置獲取某一測量楨時點(diǎn)的檢測船與被檢測船舶的兩船間距S；

S44、根據(jù)兩船間距S與波束信息，檢出被檢測船舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組Z_e至Z_f，取被檢測船舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組Z_e至Z_f中的最大值Z_f為該測量楨被檢測船舶吃水測量值。

優(yōu)選地，S5中獲取測量楨內(nèi)被檢測船舶的吃水值數(shù)據(jù)的方法如下：

某一測量楨內(nèi)被檢測船舶的吃水值為Z＝Z_f+H₁+H₃-H₂；

其中：Z_f為該測量楨被檢測船舶吃水測量值，H₁為被檢測船舶舭部修正值， H₃為高密度聲納陣列安裝處的船底吃水值，H₂為高密度聲納陣列距檢測船船底的安裝高度。

優(yōu)選地，在一次船舶吃水測量周期內(nèi)，獲得若干楨被檢測船舶吃水值Z，將所有Z值組成一個數(shù)集A，取數(shù)集A中最大值即為被檢測船舶的最大吃水值A(chǔ)_max。

優(yōu)選地，檢測船與被檢測船舶的兩船間距S由安裝在檢測船甲板上的激光測距裝置測得。

優(yōu)選地，高密度聲納陣列借助于高密度聲納陣列安裝機(jī)構(gòu)安裝在檢測船的船體上。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下所述：

本發(fā)明基于聲納技術(shù)實(shí)現(xiàn)測距，充分發(fā)揮聲波在水中傳導(dǎo)速度快、衰減慢的優(yōu)勢，克服光電、激光、紅外、雷達(dá)等方式在水中快速衰減的問題。采用船載安裝方式實(shí)現(xiàn)高效靈活的對被檢測船舶吃水信息的測量，克服了固定式吃水檢測裝置部署困難、信號易被遮蓋屏蔽、不利于后期維護(hù)等缺點(diǎn)。

通過安裝聲納陣列結(jié)合多維數(shù)據(jù)修正，使用智能修正算法，實(shí)現(xiàn)了全天候的針對被檢測船舶吃水精確測量，解決了現(xiàn)有檢測方法精度不高、對天氣環(huán)境有嚴(yán)格要求等缺點(diǎn)。

將檢測數(shù)據(jù)、船舶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等進(jìn)行有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合，提高管理效率，實(shí)現(xiàn)了執(zhí)法公開公正透明，解決了取證困難、管理過程易作弊、信息共享不及時等缺點(diǎn)。

基于水下聲納測深系統(tǒng)的船舶吃水檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了主動式、數(shù)字化、自動化的船舶吃水檢測，有效地減少人力物力需求，提高檢測效率和精度?？梢源_保航道暢通，避免出現(xiàn)阻礙航行的局面，確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常順利進(jìn)行，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供可靠的物質(zhì)保證。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3為本發(fā)明的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的陣列安裝機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的船舶吃水測量方法的工作流程圖；

圖6為本發(fā)明的船舶吃水測量示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步解釋：

一種船舶吃水檢測系統(tǒng)，如圖1所示，其包括船載檢測裝置1以及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程管理船載系統(tǒng)21、遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22以及遠(yuǎn)程管理岸端管理系統(tǒng)23。遠(yuǎn)程管理船載系統(tǒng)21通過通訊單元獲取船載檢測裝置1的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)后由無線遠(yuǎn)程傳輸單元將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22，遠(yuǎn)程管理岸端管理系統(tǒng)23通過因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接并完成數(shù)據(jù)交互。

船載檢測裝置1設(shè)置在檢測船上，用于獲取被檢測船舶的吃水?dāng)?shù)據(jù)。設(shè)置有船載檢測裝置1的檢測船可以隨時檢測被檢測船舶的吃水?dāng)?shù)據(jù)。如圖2所示，船載檢測裝置1包括高密度聲納陣列4、船間距測量裝置5、船舶定位裝置6、船舶自動識別裝置7、視頻取證裝置3以及數(shù)據(jù)采集裝置8。

高密度聲納陣列4通過陣列安裝機(jī)構(gòu)9安裝在檢測船上，高密度聲納陣列4包括發(fā)射聲信號的發(fā)射陣和接收反射回聲信號的接收陣，

發(fā)射陣發(fā)出一個垂直于航跡的扇形波束，接收陣接收回波信號，經(jīng)延時或相移后后相加求和，形成幾十個或者數(shù)百個相鄰的波束。

發(fā)射陣的扇形波束的開角為60°～150°，航跡方向的開角約為0.5°～5°，接收陣形成的波束的開角為1°～3°，垂直于航跡的開角為0.5°～3°。

組合發(fā)射和接收波束可得到幾十個或幾百個窄的測深波束。為了保證測量精度，必須消除船在航行時縱橫搖擺的影響，在實(shí)際應(yīng)用中，高密度聲吶陣列集成了姿態(tài)傳感器。

船間距測量裝置5設(shè)置在高密度聲納陣列4附近，并與高密度聲納陣列4設(shè)置在船體的同一側(cè)，獲取檢測船與被檢測船舶之間的距離，其通過光電轉(zhuǎn)換獲取檢測船與被檢測船舶之間的距離，該距離將作為吃水檢測的依據(jù)之一。

船舶定位裝置6用于獲取檢測船的定位信息，船舶自動識別裝置7用于獲取被檢測船舶的定位信息及尺度信息，視頻取證裝置3用于獲取獲取被檢船舶 取證影像信息。

在本實(shí)施例中，船舶定位裝置6、船舶自動識別裝置7以及視頻取證裝置3分別設(shè)置在檢測船的頂層甲板的合適位置，數(shù)據(jù)采集裝置8設(shè)置在駕駛甲板的合適位置。

優(yōu)選地，還包括上位機(jī)10，上位機(jī)10設(shè)置在檢測船內(nèi)部，一般設(shè)置在駕駛室內(nèi)部，通過數(shù)據(jù)采集裝置8與船間距測量裝置5、船舶定位裝置6、船舶自動識別裝置7、視頻取證裝置3分別通訊連接，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示結(jié)果。

如圖3所示，遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程管理船載系統(tǒng)21、遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22、遠(yuǎn)程管理岸端管理系統(tǒng)23。

遠(yuǎn)程管理船載系統(tǒng)21包括本地數(shù)據(jù)通訊單元211、數(shù)據(jù)處理單元212、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸單元213。本地數(shù)據(jù)通訊單元211獲取本船吃水檢測裝置的各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理單元212處理組織后，由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸單元213傳輸至遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22。

遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22包括網(wǎng)絡(luò)通訊管理單元221、數(shù)據(jù)組織管理單元222、中心數(shù)據(jù)庫單元223。網(wǎng)絡(luò)通訊管理單元管理與遠(yuǎn)程管理船載系統(tǒng)21、遠(yuǎn)程管理岸端管理系統(tǒng)23之間的網(wǎng)絡(luò)連接、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)組織單元管理單元222對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓、解密和解析，按照一定規(guī)則將數(shù)據(jù)保存至中心數(shù)據(jù)庫；中心數(shù)據(jù)庫單元223用于管理中心關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并完成數(shù)據(jù)的存儲、查詢檢索、統(tǒng)計、備份等工作。

遠(yuǎn)程管理岸端管理系統(tǒng)23包括網(wǎng)絡(luò)通訊管理單元231、終端管理單元232、歷史數(shù)據(jù)回放單元233。網(wǎng)絡(luò)通訊管理單元231用于管理和遠(yuǎn)程管理岸端中心系統(tǒng)22之間的網(wǎng)絡(luò)連接；終端管理單元232中包含各項(xiàng)吃水檢測船的遠(yuǎn)程管理功能，比如實(shí)時數(shù)據(jù)檢測、遠(yuǎn)程指令發(fā)布、吃水預(yù)算閾值設(shè)定等；歷史數(shù)據(jù)回放單元233用于對歷史的吃水檢測數(shù)據(jù)回溯、回放、查閱和統(tǒng)計。

陣列安裝機(jī)構(gòu)9：

如圖4所示，其包括船體91、定位裝置92、支撐裝置93、高密度聲納陣列94以及高密度聲納陣列支撐安裝裝置95，支撐裝置93借助于定位裝置92安裝在船體91的底部上，高密度聲納陣列94借助于高密度聲納陣列支撐安裝裝置95安裝在定位裝置92與支撐裝置93之間。

優(yōu)選地，高密度聲納陣列支撐安裝裝置95與定位裝置92之間通過固定螺栓96進(jìn)行固定。定位裝置92的截面為錐形。

優(yōu)選地，支撐裝置93通過一固定座97與船體91的側(cè)壁固定連接。

優(yōu)選地，固定座97的上部設(shè)置有支撐調(diào)節(jié)環(huán)98，支撐調(diào)節(jié)環(huán)98與固定座97通過固定螺栓96連接，用于調(diào)節(jié)高密度聲納陣列94的安裝角度并鎖緊支撐裝置93。

優(yōu)選地，支撐調(diào)節(jié)環(huán)98的上部固定有支撐固定板99。

優(yōu)選地，支撐調(diào)節(jié)環(huán)98與支撐固定板99之間通過固定螺栓96固定。

船舶吃水測量方法：

一種船舶吃水測量方法：其包括以下步驟：

S1、檢測船安裝有高密度聲納陣列的一側(cè)面向被檢船舶靠近，并作相對移動，使用高密度聲納陣列對被檢測船舶舶船側(cè)進(jìn)行回聲掃描，獲得水面、被檢測船舶舶船側(cè)水下部分及河床的測量楨數(shù)據(jù)，測量幀數(shù)據(jù)包含所有波束的時間、能量以及波束角等。

S2、通過對測量楨數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和處理，獲得每個波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的水平距離和高度值；

S3、根據(jù)船間距測量裝置5獲取的船舶間距測量信息，過濾水面和河床地形測量數(shù)據(jù)，獲取被檢測船舶舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組；S3中測量數(shù)據(jù)組包括若干波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的高度值。

S4、對測量數(shù)據(jù)組進(jìn)行計算，得出被檢測船舶舶吃水測量值；

S5、結(jié)合被檢測船舶橫搖、縱搖、GPS定位信息、高密度聲納陣列安裝位置信息、被檢測船舶舶AIS信息對S4中得到的吃水測量值進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，獲得該測量楨內(nèi)被檢測船舶舶的吃水值數(shù)據(jù)；

S6、重復(fù)S1-S5，獲取一個測量周期內(nèi)若干測量楨的被檢測船舶舶的吃水值數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出被檢測船舶舶的最大吃水量。

S4中被檢測船舶舶吃水測量值的計算方法如下所述：

S41、根據(jù)檢測船船載吃水測量裝置的高密度聲納陣列的安裝位置獲取高密度聲納陣列距檢測船船底的安裝高度H₂；

S42、利用高密度聲納陣列檢測N個波束信息，并計算出每個波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的水平距離值S_i和高度值Z_i，i取值1-N；

S43、利用船舶間距測量裝置獲取某一測量楨時點(diǎn)的檢測船與被檢測船舶舶的兩船間距S；

S44、根據(jù)兩船間距S與波束信息，檢出被檢測船舶舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組Z_e至Z_f，取被檢測船舶舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組Z_e至Z_f中的最大值Z_f為該測量楨被檢測船舶舶吃水測量值。

優(yōu)選地，S5中獲取測量楨內(nèi)被檢測船舶舶的吃水值數(shù)據(jù)的方法如下：

某一測量楨內(nèi)被檢測船舶舶的吃水值為Z＝Z_f+H₁+H₃-H₂；

其中：Z_f為該測量楨被檢測船舶舶吃水測量值，H₁為被檢測船舶舶舭部修正值，H₃為高密度聲納陣列安裝處的船底吃水值，H₂為高密度聲納陣列距檢測船船底的安裝高度。

優(yōu)選地，在一次船舶吃水測量周期內(nèi)，獲得若干楨被檢測船舶舶吃水值Z，將所有Z值組成一個數(shù)集A，取數(shù)集A中最大值即為被檢測船舶舶的最大吃水值A(chǔ)_max。

優(yōu)選地，檢測船與被檢測船舶舶的兩船間距S由安裝在檢測船甲板上的船間距測量裝置測得，在實(shí)際應(yīng)用中，船間距測量裝置采用激光測量裝置對船間距進(jìn)行測量。

優(yōu)選地，被檢測船舶舶舭部修正值H1由數(shù)據(jù)庫中得到，所述數(shù)據(jù)庫根據(jù)檢測船上船舶自動識別裝置獲取的被檢測船舶舶相關(guān)信息并結(jié)合遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)岸端中心系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)庫的海量數(shù)據(jù)計算得到。

當(dāng)需要對船舶進(jìn)行檢測時，檢測船接近被檢測船舶，從船艏移動至船艉(或從船艉移動至船艏)，連續(xù)對船側(cè)進(jìn)行側(cè)掃式測量，在一個測量周期內(nèi)獲取若干測量幀數(shù)據(jù)，通過上述計算公式對測量幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、計算、統(tǒng)計等處理，得出被檢測船舶吃水。該方法機(jī)動靈活，精確可靠，維保便捷，有效避免現(xiàn)有幾種測量方法部署困難、易受干擾、維保不便、全壽命成本高等缺點(diǎn)。

具體地，使用高密度聲納陣列對被檢測船舶船側(cè)進(jìn)行回聲掃描，獲得水面、船側(cè)水下部分及河床的測量楨數(shù)據(jù)，測量幀數(shù)據(jù)包含所有波束的時間、能量、波束角等信息，通過對楨數(shù)據(jù)計算和處理，獲得每個波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的水平距離和高度值。根據(jù)船舶間距測量信息，過濾水面和河床地形測量數(shù)據(jù)，獲取被檢測船舶船側(cè)水下部分測量數(shù)據(jù)組，數(shù)據(jù)組內(nèi)包含若干波束對應(yīng)被測點(diǎn)相對聲納源的水平距離和高度值，通過上述算法進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出被檢測船舶吃水測量值。結(jié)合檢測船舶橫搖、縱搖、GPS定位信息、高密度聲納陣列安裝位置信息、檢測船上自動識別裝置獲取的待檢船舶的有關(guān)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，最終獲得該測量楨內(nèi)被檢測船舶的吃水值。在一個測量周期內(nèi)對若干測 量楨的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出被檢測船舶的吃水。

具體應(yīng)用例

下面結(jié)合具體應(yīng)用例對本發(fā)明的工作原理做進(jìn)一步解釋：

現(xiàn)場檢測船舶吃水：

地點(diǎn)：長江武漢江段

檢測船名稱：漢道測201

被檢測船舶舶名稱：豫航油5

被檢測船舶舶標(biāo)尺吃水讀數(shù)值為3.0-3.2米，波浪影響，取平均值為3.1米，

高密度聲納陣列距檢測船船底安裝高度為H₂為0.74米，高密度聲納陣列安裝處的船底吃水H₃為1.21米，被檢測船舶舶舭部修正值H₁為0.05米，該測量楨吃水測量值Zf為2.53米，該測量楨吃水測量值為一個測量周期內(nèi)最大值。

被檢測船舶舶的吃水值為Z＝Z_f+H₁+H₃-H₂＝2.53+0.05+1.21-0.74＝3.05米，

測量誤差值為3.1-3.05＝0.05米，優(yōu)于動態(tài)吃水檢測允許誤差值0.2米的指標(biāo)。

本發(fā)明基于聲納技術(shù)實(shí)現(xiàn)測距，充分發(fā)揮聲波在水中傳導(dǎo)速度快、衰減慢的優(yōu)勢，克服光電、激光、紅外、雷達(dá)等方式在水中快速衰減的問題?？梢愿咝ъ`活的完成對被檢測船舶吃水信息的測量，克服了固定式吃水檢測裝置部署困難、信號易被遮蓋屏蔽、不利于后期維護(hù)等缺點(diǎn)。

通過安裝聲納陣列結(jié)合多維數(shù)據(jù)修正，使用智能修正算法，實(shí)現(xiàn)了全天候的針對被檢測船舶吃水精確測量，解決了精度不高、對天氣環(huán)境有嚴(yán)格要求等缺點(diǎn)。

將檢測數(shù)據(jù)、船舶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等進(jìn)行有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合，提高管理效率，實(shí)現(xiàn)了執(zhí)法公開公正透明，解決了取證困難、管理過程易作弊、信息共享不及時等缺點(diǎn)。

基于水下聲納測深系統(tǒng)的船舶吃水檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了主動式、數(shù)字化、自動化的船舶吃水檢測，有效地減少人力物力需求，提高檢測精度。可以確保航道暢通，避免出現(xiàn)阻礙航行的局面，確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常順利進(jìn)行，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供可靠的物質(zhì)保證。

最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而 非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。