一種基于3g的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明關(guān)于一種海洋船舶交通監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)主要是通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、GPS定位系統(tǒng)、海洋傳感器、以及智能終端等方式采集信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及手機(jī)信息等工具傳遞消息，使用2G和高速的3G網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和消息傳遞，遠(yuǎn)程服務(wù)器對(duì)信息的接受和實(shí)時(shí)監(jiān)控中心，并且對(duì)接受到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。本發(fā)明數(shù)據(jù)和信息處理便捷，而且能顯示在監(jiān)控中心的顯示器上，直接明了展示給觀看者，了解更多船舶交通情況，可有及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)隱患，采取有力的措施，以減少?zèng)]必要的損失。
【專利說明】一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種海洋船舶交通監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著我國(guó)的海洋事業(yè)的不斷壯大，海洋船舶的數(shù)量也隨之不斷增加。但由于近海海域漁船快速投入使用和海洋船舶監(jiān)控設(shè)備不夠完善，監(jiān)控系統(tǒng)也不是很成熟，導(dǎo)致海洋船舶交通事故頻發(fā)。目前監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸主要使用微波和2G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，這些無線傳輸數(shù)據(jù)方式的速度比較慢、傳輸?shù)乃俣缺容^緩慢、畫面質(zhì)量模糊等一些不足，嚴(yán)重影響船舶交通的安全，造成巨額損失。
[0003]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生活水平的不斷提高，安全的重要性已經(jīng)成為生活中不可或缺的一部分。如今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，3G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)為人們打造一個(gè)具有安全的、遠(yuǎn)程的、即時(shí)的、科學(xué)的管理體系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，打破了傳統(tǒng)監(jiān)控圖像難以進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋锥恕?br> [0004]為此，本發(fā)明提出一種3G網(wǎng)絡(luò)的船舶交通監(jiān)控系統(tǒng)，能夠迅速的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)船舶交通隱患，并且能夠迅速有效地調(diào)度船舶交通的運(yùn)行，提高了船舶交通運(yùn)行的安全系數(shù)，從而減少船舶交通事故的發(fā)生，達(dá)到近海海洋船舶的安全行駛，挽回一些可避免的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是關(guān)于一種海洋船舶交通監(jiān)控系統(tǒng)，尤其關(guān)于一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明是建立以3G網(wǎng)絡(luò)為中心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，用來監(jiān)控近海海域的船舶交通運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并進(jìn)行船舶交通的調(diào)度緩和近海船舶交通運(yùn)行狀況，而且發(fā)現(xiàn)近海船舶交通隱患時(shí)，迅速有效地發(fā)布警告消息和實(shí)時(shí)交通路況信息，實(shí)現(xiàn)近海船舶有條不紊地安全行駛。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于3G技術(shù)的船舶交通監(jiān)控系統(tǒng)，所述基于3G船舶監(jiān)控方案包括視頻數(shù)據(jù)采集模塊，消息傳遞模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，視頻監(jiān)控中心模塊，監(jiān)控處理模塊。視頻數(shù)據(jù)采集模塊包括:攝像機(jī)直接采集近海船舶視頻畫面、GPS定位系統(tǒng)采集近海海域的船舶交通運(yùn)輸?shù)恼w畫面還有海洋傳感器實(shí)時(shí)采集海洋環(huán)境的參數(shù)，最后把所采集到的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；消息傳遞模塊主要作用是海洋船舶上的人員發(fā)布緊急信息，還可以對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)未覆蓋的區(qū)域通過2G網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻畫面和傳遞消息；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括船舶無線路由設(shè)備、2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心模塊的有線局域網(wǎng)。主要是從近海海域的無線網(wǎng)絡(luò)中接受數(shù)據(jù)，通過2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)可以把數(shù)據(jù)和信息直接傳輸?shù)奖O(jiān)控管理員智能終端和手機(jī)上，還及時(shí)把數(shù)據(jù)傳送到Internet中，然后通過Internet傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。視頻監(jiān)控中心模塊包括遠(yuǎn)程智能終端和手機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器、遠(yuǎn)程終端顯示器、電視墻。主要是及時(shí)接受網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，把視頻畫面直接顯示在顯示器和電視墻中，并且存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程服務(wù)器中。監(jiān)控處理及預(yù)警模塊包括監(jiān)控管理人員、終端服務(wù)器、智能終端設(shè)、手機(jī)。主要是管理人員處理接收到的傳感器數(shù)據(jù)以及消息傳遞模塊傳送的信息，并且對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)海洋環(huán)境，發(fā)現(xiàn)船舶交通隱患，發(fā)布信息和危險(xiǎn)信號(hào)，同樣也可以使用語(yǔ)音系統(tǒng)廣播語(yǔ)音消息。
[0008]本發(fā)明中的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，同時(shí)在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡量使用有線傳輸，不僅可以提高傳輸速率還可以降低了成本的投入，同時(shí)增加了傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。在無3G覆蓋區(qū)域采用了 2G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了 3G網(wǎng)絡(luò)的不足之處。從而減少了近海海域船舶交通事故的發(fā)生，及時(shí)有效地調(diào)度近海船舶而還可以達(dá)到海洋災(zāi)難預(yù)警的效果，避免了不必要的財(cái)產(chǎn)損傷和人員傷亡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖3為本發(fā)明的消息傳遞模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖4為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5為本發(fā)明的視頻監(jiān)控中心模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖6為本發(fā)明的監(jiān)控處理模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0015]附圖中主要標(biāo)記:
1:衛(wèi)星
3:海洋傳感器
5:攝像機(jī)
7:無線基站
9:普通手機(jī)
11:有線路由器
13:服務(wù)器
15:計(jì)算機(jī)終端 17:監(jiān)控管理員
2:近海船舶
4:衛(wèi)星接收器
6:無線路由器 8:船員
10:智能終端
12:交換機(jī)
14:文件服務(wù)器
16:電視墻。
【具體實(shí)施方式】[0016]請(qǐng)參閱圖1，其是本發(fā)明一種基于3G的近海海域船舶監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)示意圖。
[0017]其中，一種基于3G的近海海域船舶監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其包括:視頻數(shù)據(jù)采集模塊、消息傳遞模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、視頻監(jiān)控中心模塊、監(jiān)控處理及預(yù)警模塊。
[0018]其中視頻采集模塊和消息傳遞模塊把采集到的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)模塊中，網(wǎng)絡(luò)模塊通過2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)連接到視頻監(jiān)控中心模塊和監(jiān)控處理模塊。視頻監(jiān)控中心模塊與視頻處理模塊通過本地局域網(wǎng)連接。
[0019]如圖2是本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)圖。在視頻數(shù)據(jù)采集模塊中攝像部分是主要組成部分，其中還可以附帶煙感器，紅外探頭，拾音器，音像等設(shè)備。視頻采集模塊是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”，它把監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D像信號(hào)，傳送監(jiān)控中心的監(jiān)視器上。攝像部分的好壞及它產(chǎn)生的圖像信號(hào)質(zhì)量將影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。根據(jù)需要我們可以采用紅外攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等等，建立一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，直接采用采用無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以省去很多環(huán)節(jié)，免掉許多不必要的設(shè)備。海洋傳感器采集近海海域環(huán)境的參數(shù)，采用了Zigbee, GPRS等通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳送。通過GPS模塊獲取海洋船舶的位置信息，每個(gè)采集終端節(jié)點(diǎn)將采集好位置信息經(jīng)過局部融合發(fā)送給衛(wèi)星接收器。衛(wèi)星接收器再對(duì)一段時(shí)間內(nèi)該區(qū)域所有采集終端節(jié)點(diǎn)采集位置信息進(jìn)行全局融合，然后通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心的服務(wù)器。
[0020]如圖3是本發(fā)明的消息傳遞模塊結(jié)構(gòu)圖。是輔助視頻數(shù)據(jù)采集模塊采集視頻數(shù)據(jù)和傳遞消息，該模塊操作簡(jiǎn)單，易實(shí)施。船上的人員在未覆蓋3G信號(hào)的海域船舶交通運(yùn)行狀況以及危險(xiǎn)救急消息通過手機(jī)短信等形式直接發(fā)送到監(jiān)控處理中心，請(qǐng)求幫助。在有3G覆蓋的海域中，船上的人員也可以使用智能終端將視頻監(jiān)控的畫面直接通過2G/3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0021]如圖4是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊結(jié)構(gòu)圖。是指連接各個(gè)設(shè)備間的鏈路，在視頻數(shù)據(jù)采集模塊中主要由無線路由器接受視頻數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，在消息傳遞模塊中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要是2G/3G網(wǎng)絡(luò)。在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心模塊的網(wǎng)絡(luò)主要是路由器和交換機(jī)組成的本地局域網(wǎng)，降低了成本，提高了數(shù)據(jù)處理的速度，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。在監(jiān)控處理及預(yù)警模塊主要是交換機(jī)連接到監(jiān)控管理員的計(jì)算機(jī)終端，在通過2G/3G網(wǎng)絡(luò)把消息、新聞和警報(bào)發(fā)送給船舶的無線路由器或者直接發(fā)送給人員，極大的方便用戶的使用。
[0022]如圖5是本發(fā)明的視頻監(jiān)控中心模塊結(jié)構(gòu)圖。視頻監(jiān)控中心一般是由監(jiān)視器、電視墻、服務(wù)器以及監(jiān)控中心的局域網(wǎng)組成，它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來直接給觀看者觀看。視頻監(jiān)控中心由監(jiān)控終端和顯示系統(tǒng)組成。監(jiān)控終端可采用普通的PC機(jī)，安裝監(jiān)控客戶端軟件，連接服務(wù)端即可實(shí)現(xiàn)如本地使用一樣方便，并根據(jù)權(quán)限的設(shè)置使用該模塊的查詢、存儲(chǔ)等功能。對(duì)于中心監(jiān)控室，通常會(huì)配置高性能的PC機(jī)作為監(jiān)控終端，采用電視墻和電子地圖做為監(jiān)視系統(tǒng)。電視墻系統(tǒng)支持客戶端集成解碼卡和解碼服務(wù)器兩種模式實(shí)現(xiàn)電視墻功能，可以實(shí)現(xiàn)單畫面和多畫面的分組輪巡，可以配置當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，在電視墻指定的顯著位置顯示報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)畫面。電子地圖實(shí)現(xiàn)基本的電子地圖功能，并可以方便的在電子地圖上增加熱點(diǎn)，記錄設(shè)備的相關(guān)信息，同時(shí)集成視頻預(yù)覽、設(shè)置、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能，使操作更加形象化。
[0023]如圖6是本發(fā)明的監(jiān)控處理及預(yù)警模塊結(jié)構(gòu)圖。處理部分是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的指揮中心?？刂葡到y(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，完成對(duì)所有設(shè)備的控制、管理、檢測(cè)以及權(quán)限的分配，為系統(tǒng)的控制接口非常重要。管理員使用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件并能夠與其他子系統(tǒng)得到有效的、緊密的集成，為船員了統(tǒng)一的監(jiān)控、操作、管理功能和人機(jī)界面，支持自定義報(bào)警分類、報(bào)警級(jí)別和即時(shí)通訊。并根據(jù)分類和級(jí)別定義相應(yīng)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)策略；報(bào)警可以聯(lián)動(dòng)前端設(shè)備、中心存儲(chǔ)服務(wù)器和客戶端本地錄像；報(bào)警可以聯(lián)動(dòng)前端設(shè)備、中心存儲(chǔ)服務(wù)器和客戶端本地抓拍圖片；報(bào)警可以通過短信通知相關(guān)人員，短信的內(nèi)容可以自定義，并且可以發(fā)送相關(guān)視頻鏈接到用戶手機(jī)，用戶只需點(diǎn)擊鏈接就可以通過手機(jī)觀看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻；報(bào)警可以通過郵件方式通知相關(guān)人員，郵件中會(huì)附帶現(xiàn)場(chǎng)抓拍的圖片；報(bào)警時(shí)可以立即在電視墻上將事發(fā)的視頻顯示在顯著位置；監(jiān)控人員可以將報(bào)警事件形成案件，并上報(bào)到管理服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)。即時(shí)通訊是語(yǔ)音和文字雙重的用戶交流方式，遠(yuǎn)程可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音對(duì)講和語(yǔ)音廣播功能，系統(tǒng)可以與前端模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音對(duì)講交互功能并支持同時(shí)向多個(gè)前端設(shè)備發(fā)送音頻廣播。
[0024]綜上所述，本發(fā)明的一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)綜合近海海域船舶交通運(yùn)行狀況、目前設(shè)備和技術(shù)的限制以及投入成本等多種影響因素，對(duì)船舶視頻數(shù)據(jù)采集通過2G/3G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)直接將顯示出來的圖像傳送觀看者觀察，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取相關(guān)行動(dòng)，免于造成更大的損失。與傳統(tǒng)的閉路電視和數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相比，本交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):
一、及時(shí)有效的3G網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控:隨時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際情況，提供全天候及全方位的畫面監(jiān)視功能。還可以實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)程的錄像存儲(chǔ)和錄像回放，高清晰的視頻圖像根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬情況，可以自適應(yīng)調(diào)整；
二、系統(tǒng)的兼容性:能夠和傳統(tǒng)的CCTV設(shè)備緊密結(jié)合，云臺(tái)控制協(xié)議，與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等互聯(lián)后，系統(tǒng)可完成復(fù)雜的報(bào)警聯(lián)動(dòng)，通過實(shí)時(shí)觀測(cè)手段進(jìn)行圖像查看，采用多種方式對(duì)監(jiān)看目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視，具有與其它信息系統(tǒng)集成的開放接口，能夠持續(xù)平滑升級(jí)和擴(kuò)展，降低對(duì)系統(tǒng)的整體投資成本；
三、方便使用、操作管理簡(jiǎn)單:只需安裝客戶端軟件，登錄服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理，系統(tǒng)可以在現(xiàn)有的任何網(wǎng)絡(luò)中完成各種監(jiān)控功能，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化，視頻流可自動(dòng)調(diào)節(jié)；
四、完整的管理功能:可建立多監(jiān)控中心對(duì)本地和遠(yuǎn)程變監(jiān)控前端進(jìn)行實(shí)時(shí)分級(jí)監(jiān)控?？蓪?shí)現(xiàn)用戶可多級(jí)、分組管理、圖像遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、音視頻存儲(chǔ)功能、日志信息查詢、配置和權(quán)限管理等多種功能；
五、電子地圖:用最直觀的方式來管理鏡頭和調(diào)閱圖像，通過平面圖快速地了解地理位置實(shí)現(xiàn)基本的電子地圖功能，并可以方便的在電子地圖上增加熱點(diǎn)，記錄設(shè)備的相關(guān)信息，同時(shí)集成視頻預(yù)覽、設(shè)置、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能，使操作更加形象化；
六、報(bào)警功能體現(xiàn):結(jié)合電子地圖與圖像雙重報(bào)警，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)其他報(bào)警設(shè)備，可遠(yuǎn)程設(shè)定運(yùn)動(dòng)圖像的變化區(qū)域和靈敏度，語(yǔ)音對(duì)講和語(yǔ)音廣播可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與前端數(shù)據(jù)采集模塊語(yǔ)音對(duì)講交互功能。
【權(quán)利要求】
1.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過使用攝像機(jī)采集近海船舶交通運(yùn)行視頻畫面、通過GPS系統(tǒng)對(duì)海洋船舶進(jìn)行定位并且使用海洋傳感器采集海洋環(huán)境參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述消息傳遞模塊，主要應(yīng)用在無3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域，使用者可以直接把緊急情況、救援信號(hào)直接發(fā)送到監(jiān)控處理中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊主要使用高速的3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更及時(shí)有效地與監(jiān)控中心溝通聯(lián)系；對(duì)于3G未能覆蓋范圍的區(qū)域主要使用2G網(wǎng)絡(luò)傳遞緊急消息，同樣也可以進(jìn)行視頻傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心模塊主要是接受從網(wǎng)絡(luò)模塊中傳遞過來的數(shù)據(jù)；可以直接通過智能終端直接接受消息和視頻畫面，還可以通過局域網(wǎng)傳送到服務(wù)器上還可以直接以畫面的形式顯不在顯不器和電視墻中。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述一種基于3G的近海海域船舶交通監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控處理及預(yù)警模塊主要是監(jiān)控處理中心人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析、預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，并且通過發(fā)布警告消息、新聞、廣播語(yǔ)音，調(diào)度船舶的交通，盡量減少損失。
【文檔編號(hào)】G08G3/02GK103559808SQ201310577257
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】吳清, 吳開軍, 夏文宇, 周亮 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)