发明杯-刘晓峰-航海学院.doc

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第十一届全国高职高专“发明杯”
大学生创新创业大赛作品
项目类别： 发明制作类
项目名称： 多功能航海平行尺的设计
项目成员： 渠黎明、赵满意
项目指导教师： 刘晓峰、赵默洋
江苏海事职业技术学院
二O一六年七月
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目录
摘 要 1...
1 项目研究背景与现状 2...
项目背景 2...
项目研究现状 3...
研究的意义 4...
项目研究内容 5...
2 传统航海平行尺的结构、功能和局限性 5.
3 改进后的航海平行尺 8...
3．1 改进的主要思路 8..
3．2 对平行尺中方位线部分的改造 8..
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4 成果总结与展望 1..1.
成果总结 1..1.
成果展望 1..1.
附录 1：已获授权专利申报（ 2项） 1..3
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航海平行尺是船员在航海实践中的重要工具， 船员在进行航线设 计、海图作业以及海图改正等作业时，都要使用到航海平行尺，是一 件古老但又必不可缺的的航海作图工具。 传统平行尺在角度度量时容 易产生较大随机误差，且仅仅具有绘画平行线、量取角度的基本功能, 较为单一。在分析了角度度量误差源的基础上，提出了解决方案，并 在此基础上，拓展了平行尺的功能，使其成为多功能的作图工具，更 加符合航海作业需求。
关键词：平行尺、方位度量精度、多功能
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1 项目研究背景与现状
项目背景
船舶海洋运输行业是人类社会经济活动的重要桥梁和纽带，国际 海事组织在 2013 年的一份统计资料表明，全球国际贸易总运量中的 2/3 以上的运输方式选择的是海运。作为全球第二大经济体，中国的 进出口货运总量中，这一占比更大，大约在 90%左右。可以说，海洋 运输对世界的改变是巨大的。
海洋船舶运输业也是一项具有悠久历史的行业，随着科技的不断 进步，越来越多的高科技电子设备不断运用到航海中去， 替代了传统 落后的技术。 但一些传统的航海工具却并未退出舞台， 仍然在航海生 产实践中发挥着重要的作用。 本项目研究的航海平行尺就是这其中的 一种工具。
航海平行尺又名海图平行尺， 在进行海图作业时， 用于绘画方位 线或航向线、量取方位线度数或航向线度数。 船舶在生产运营开始前， 船舶二副需要在海图上拟定计划航线， 航线拟定完成后要利用航海平 行尺度量航线的方向， 并在海图航线上标注具体的度量数值供驾驶员 航行中随时查阅采用。 在沿岸航行过程中， 驾驶员需要观测陆标的方 位，并在海图上绘画方位线以确定船位，以此作为比对GPS船位的必 要手段。在岛礁区航行时，这种方位定位的手段由于其直观、简便、 迅速的特点， 甚至优先于卫星船位， 而期间在海图上绘画方位线时必 须使用到航海平行尺。 当然，在海图上海图上进行航迹推算等作业时，
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都需要使用到航海平行尺。
在使用过程中， 平行尺在每次手动移动时， 会由于手部动作产生 微小的偏差，移动的次数越多，偏差积累起来，会对数据产生较大的 误差，从而导致航线方向以及定位数据产生误差， 进而导致航行的风 险增加。同时，在海图作业时，还要使用到其他的工具，例如全圆仪 等作图工具以及分规等测量距离的工具， 种类繁多， 如果将这些工具 进行整合，并对平行尺的功能进行改善，减少移动时产生的误差，提 高作业效率和作业精度，将能提高航行的安全性。
项目研究现状
航海平行尺是船舶驾驶员在纸质海图上进行航线设计、船舶定位、 导航及避险方式选择等作业时必须使用到的重要作图工具， 作者在中 国知网中以“海图作业”“船舶定位”“船舶导航”为关键词进行全文 检索，分别共检索 443 篇、149 篇和 495 篇，以“平行尺”为关键词 进行全文检索，共计检索出论文 244 篇，其中 2010年以后的共计 56 篇；但以“航海平行尺”为关键词检索，未检索出任何文献资料。在 对检索的论文进行归纳分析中， 我们看到， 虽然船舶发生海事事故的 原因往往很复杂， 但其中占主导因素的是人为的误判断和误操作， 而 这其中，包含了在定位、导航、避险作业中，由于平行尺等作图工具 使用不当导致航线或者船位发生偏差的因素。
根据函数三角关系，我们可以计算出，在不考虑其他误差的情况 下，仅仅由于航向线绘画中 1°的角度误差，在船舶航行 100 海里（即
公里）的情况下，真实船位会与海图上求取的船位之间产生 海里（即 公里）的误差。当船舶在沿海浅水区域航行时， 这一误差将会使船舶搁浅、 触礁风险增加， 其中能见度不良情况下风 险更高。而一旦这类事故发生后，事故调查分