本發(fā)明涉及船舶安全監(jiān)測，尤其涉及一種船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著國際航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，船舶大型化愈趨明顯，有不少港口出現(xiàn)過因?yàn)榇笮痛安倏v速度過快、角度過大或其他環(huán)境因素影響撞擊碼頭，導(dǎo)致碼頭設(shè)施損壞。大型船舶的不安全行為對港口影響巨大，碼頭企業(yè)對大型船舶靠泊安全的監(jiān)測與預(yù)控顯得愈加緊迫，故對于船舶進(jìn)行精準(zhǔn)的監(jiān)測和預(yù)警至關(guān)重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種對船舶靠泊安全狀態(tài)的監(jiān)測方法及裝置，該船舶通過纜繩與岸上設(shè)置的系錨樁連接以實(shí)現(xiàn)停靠，該方法具體包括：以船舶的幾何中心為原點(diǎn)建立動態(tài)坐標(biāo)系，以系錨樁為原點(diǎn)建立靜態(tài)坐標(biāo)系，控制無人機(jī)在預(yù)定時(shí)段內(nèi)連續(xù)采集船舶圖像，并接收船舶上安裝的定位裝置定位的船舶位置。進(jìn)而，提取船舶運(yùn)動情況和水流狀況，結(jié)合波流耦合作用和成像技術(shù)分析實(shí)時(shí)水流狀況，計(jì)算船舶的姿態(tài)角變化，依據(jù)接收的多張船舶圖像以及船舶位置還在靜態(tài)坐標(biāo)系中分析船舶的位移變化，依據(jù)船舶的姿態(tài)角變化以及位移變化繪制船舶的姿態(tài)變化曲線，最后依據(jù)姿態(tài)變化曲線對船舶?？堪踩M(jìn)行預(yù)警。

3、但是，上述技術(shù)方案中，對于監(jiān)測結(jié)果缺乏與所處位置的地域性的結(jié)合，缺乏對于監(jiān)測的全面性，進(jìn)而導(dǎo)致不能保證預(yù)警的精準(zhǔn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：提供一種船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)對于監(jiān)測結(jié)果缺乏與所處位置以及環(huán)境參數(shù)的結(jié)合，缺乏對于監(jiān)測的全面性，進(jìn)而導(dǎo)致不能保證預(yù)警的精準(zhǔn)性的問題。

2、為此，一方面，本發(fā)明提供一種船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，該船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)包括采集模塊、分區(qū)確認(rèn)模塊、監(jiān)測模塊、風(fēng)險(xiǎn)評估模塊和預(yù)警模塊。

3、其中所述采集模塊包括船舶采集單元、港口交互單元和環(huán)境采集單元，所述船舶采集單元用于采集船舶參數(shù)，所述港口交互單元用于接收港口端輸出的分區(qū)數(shù)據(jù)和歷史操作數(shù)據(jù)，所述環(huán)境采集單元用于采集船舶的環(huán)境參數(shù)以及鄰船的位置；

4、所述分區(qū)確認(rèn)模塊與所述采集模塊連接，用于根據(jù)所述船舶參數(shù)和所述環(huán)境參數(shù)分別確定船舶和鄰船所在分區(qū)，以及分別確定船舶和鄰船所在分區(qū)的操作特征值；

5、所述監(jiān)測模塊與所述采集模塊連接，用于根據(jù)所述船舶參數(shù)和所述環(huán)境參數(shù)確定所述船舶是否存在風(fēng)險(xiǎn)隱患；

6、所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊分別與所述分區(qū)確認(rèn)模塊、所述采集模塊和所述監(jiān)測模塊連接，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊響應(yīng)于所述風(fēng)險(xiǎn)隱患存在，根據(jù)所述船舶參數(shù)、所述環(huán)境參數(shù)和船舶以及鄰船所在分區(qū)的所述操作特征值確定所述船舶的預(yù)警等級；

7、所述預(yù)警模塊與所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊連接，所述預(yù)警模塊響應(yīng)于不同的預(yù)警等級輸出不同的預(yù)警信號；

8、其中，所述歷史操作數(shù)據(jù)為處于對應(yīng)分區(qū)內(nèi)的船舶在歷史周期中的各時(shí)段內(nèi)的操作次數(shù)，對于單個(gè)分區(qū)，所述操作特征值為歷史周期中包含的若干日在當(dāng)前時(shí)刻所處時(shí)段內(nèi)，處于該分區(qū)的船舶的操作次數(shù)的日平均值。

9、作為船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊根據(jù)存在所述風(fēng)險(xiǎn)隱患的參數(shù)種類及對應(yīng)的參數(shù)值、船舶所處分區(qū)的操作特征值、鄰船數(shù)量以及鄰船所在分區(qū)的操作特征值，確定船舶的預(yù)警評估值；

10、其中，所述預(yù)警評估值用于所述預(yù)警等級的劃分。

11、作為船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊對于預(yù)警評估值的確定包括：

12、獲取存在風(fēng)險(xiǎn)隱患的參數(shù)種類及對應(yīng)的參數(shù)值，確定參數(shù)值對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級；

13、根據(jù)所述風(fēng)險(xiǎn)等級，通過以下公式確定所述預(yù)警評估值：

14、

15、其中，p為存在風(fēng)險(xiǎn)隱患的參數(shù)的種類數(shù)，an為第n種參數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)等級，s為船舶所在分區(qū)的操作特征值，q為鄰船的數(shù)量，si為第i艘鄰船所在分區(qū)的操作特征值，s0為港口各分區(qū)的操作特征值的平均值。

16、作為船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊設(shè)有所述預(yù)警評估值的若干比對區(qū)間，通過船舶在當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)警評估值所處的比對區(qū)間確定船舶的預(yù)警等級。

17、作為船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述操作次數(shù)為航速調(diào)整次數(shù)、航向調(diào)整次數(shù)、錨泊次數(shù)、吃水調(diào)整次數(shù)與姿態(tài)調(diào)整次數(shù)之和。

18、作為船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)還包括港口記錄模塊，設(shè)于港口端，用于對港口進(jìn)行分區(qū)，以及記錄單個(gè)時(shí)段內(nèi)各分區(qū)內(nèi)各船舶的操作次數(shù)。

19、作為船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述環(huán)境參數(shù)包括溫度、風(fēng)速、障礙物距離、流速和水位。

20、作為船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述船舶參數(shù)包括船舶姿態(tài)、船舶應(yīng)力、船舶振動、船舶動力設(shè)備參數(shù)和船舶照明參數(shù)。

21、作為船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述監(jiān)測模塊設(shè)有所述環(huán)境參數(shù)和所述船舶參數(shù)中的各種類參數(shù)的閾值，若環(huán)境參數(shù)和船舶參數(shù)中的任一項(xiàng)超出對應(yīng)閾值，監(jiān)測模塊判定船舶存在對應(yīng)種類的風(fēng)險(xiǎn)隱患并將判定結(jié)果輸出至所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊。

22、作為船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述預(yù)警模塊在輸出預(yù)警信息的同時(shí)，輸出船舶的預(yù)警評估值、風(fēng)險(xiǎn)隱患對應(yīng)的參數(shù)種類和參數(shù)值和船舶所在分區(qū)的操作特征值，以及鄰船數(shù)量和鄰船所在分區(qū)的操作特征值。

23、另一方面，本發(fā)明還提供一種船舶停靠的安全監(jiān)測方法，應(yīng)用于上述任一方案所述的船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括：獲取船舶參數(shù)、分區(qū)數(shù)據(jù)、歷史操作數(shù)據(jù)、船舶的環(huán)境參數(shù)以及船舶的鄰船的位置；

24、根據(jù)所述船舶參數(shù)和所述環(huán)境參數(shù)分別確定船舶和鄰船所在分區(qū)；

25、根據(jù)所述歷史操作數(shù)據(jù)分別確定船舶和鄰船所在分區(qū)的操作特征值；

26、根據(jù)所述船舶參數(shù)和所述環(huán)境參數(shù)確定所述船舶是否存在風(fēng)險(xiǎn)隱患；

27、若所述風(fēng)險(xiǎn)隱患存在，根據(jù)所述船舶參數(shù)、所述環(huán)境參數(shù)和船舶以及鄰船所在分區(qū)的所述操作特征值確定所述船舶的預(yù)警等級；

28、響應(yīng)于不同的預(yù)警等級輸出不同的預(yù)警信號。

29、本發(fā)明的有益效果為：

30、本發(fā)明設(shè)置了港口交互單元用于接收港口端輸出的分區(qū)數(shù)據(jù)和歷史操作數(shù)據(jù)，以及設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)評估模塊響應(yīng)于風(fēng)險(xiǎn)隱患存在，根據(jù)船舶參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和歷史操作數(shù)據(jù)確定船舶的預(yù)警等級，通過歷史操作數(shù)據(jù)的獲取，能夠有效確定船舶所處分區(qū)以及鄰船所在分區(qū)的對于船舶和鄰船的地域性影響，歷史周期內(nèi)在單日的相同時(shí)段中在分區(qū)內(nèi)的船舶的操作次數(shù)能夠有效表現(xiàn)出區(qū)域的復(fù)雜性，通過歷史操作數(shù)據(jù)確定的操作特征值能夠在風(fēng)險(xiǎn)隱患存在時(shí)綜合評估風(fēng)險(xiǎn)隱患以及風(fēng)險(xiǎn)隱患產(chǎn)生時(shí)船舶及鄰船操作復(fù)雜程度，船舶本身和鄰船在當(dāng)前位置和當(dāng)前時(shí)間的操作復(fù)雜程度越高，風(fēng)險(xiǎn)隱患造成實(shí)質(zhì)影響的概率越高，確定的預(yù)警等級越高，不局限于對于監(jiān)測參數(shù)的單一采集和預(yù)警，而是考慮監(jiān)測參數(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)由于地域性和鄰船的不穩(wěn)定因素導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步放大的概率，如此確定的預(yù)警等級能更全面地體現(xiàn)船舶此時(shí)所處的狀態(tài)，有效提高了預(yù)警的精準(zhǔn)性，能夠避免誤報(bào)或報(bào)警對應(yīng)的信息不對等對于船舶?？吭斐傻挠绊?。

技術(shù)特征：

1.一種船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊根據(jù)存在所述風(fēng)險(xiǎn)隱患的參數(shù)種類及對應(yīng)的參數(shù)值、船舶所處分區(qū)的操作特征值、鄰船數(shù)量以及鄰船所在分區(qū)的操作特征值，確定船舶的預(yù)警評估值；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊對于預(yù)警評估值的確定包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊設(shè)有所述預(yù)警評估值的若干比對區(qū)間，通過船舶在當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)警評估值所處的比對區(qū)間確定船舶的預(yù)警等級。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述操作次數(shù)為航速調(diào)整次數(shù)、航向調(diào)整次數(shù)、錨泊次數(shù)、吃水調(diào)整次數(shù)與姿態(tài)調(diào)整次數(shù)之和。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)還包括港口記錄模塊，設(shè)于港口端，用于對港口進(jìn)行分區(qū)，以及記錄單個(gè)時(shí)段內(nèi)各分區(qū)內(nèi)各船舶的操作次數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)包括溫度、風(fēng)速、障礙物距離、流速和水位。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述船舶參數(shù)包括船舶姿態(tài)、船舶應(yīng)力、船舶振動、船舶動力設(shè)備參數(shù)和船舶照明參數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的船舶停靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測模塊設(shè)有所述環(huán)境參數(shù)和所述船舶參數(shù)中的各種類參數(shù)的閾值，若環(huán)境參數(shù)和船舶參數(shù)中的任一項(xiàng)超出對應(yīng)閾值，監(jiān)測模塊判定船舶存在對應(yīng)種類的風(fēng)險(xiǎn)隱患并將判定結(jié)果輸出至所述風(fēng)險(xiǎn)評估模塊。

10.一種船舶?？康陌踩O(jiān)測方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及船舶安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種船舶?？康陌踩O(jiān)測系統(tǒng)及方法，包括采集模塊、分區(qū)確認(rèn)模塊、監(jiān)測模塊、風(fēng)險(xiǎn)評估模塊和預(yù)警模塊，采集模塊包括港口交互單元，港口交互單元用于接收港口端輸出的分區(qū)數(shù)據(jù)和歷史操作數(shù)據(jù)，歷史操作數(shù)據(jù)為處于對應(yīng)分區(qū)內(nèi)的船舶在歷史周期中的各時(shí)段內(nèi)的操作次數(shù)，分區(qū)確認(rèn)模塊用于根據(jù)船舶參數(shù)和環(huán)境參數(shù)分別確定船舶和鄰船所在分區(qū)，以及分別確定船舶和鄰船所在分區(qū)的操作特征值，風(fēng)險(xiǎn)評估模塊根據(jù)船舶參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和船舶以及鄰船所在分區(qū)的所述操作特征值確定船舶的預(yù)警等級；考慮到了監(jiān)測參數(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)由于地域性和鄰船的不穩(wěn)定因素導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步放大的概率，有效提高了預(yù)警的精準(zhǔn)性。

技術(shù)研發(fā)人員：孔憲衛(wèi),李笑晨,王曉雨,馬殿光,李曉松,周自橫,劉浣曉,王秀玲,鄭鑫,干偉東,紀(jì)超,段宇,周俊偉,王晨陽,郝媛媛,張磊,張玉倩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2