一種智慧航標(biāo)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智慧航標(biāo)，具體涉及大數(shù)據(jù)領(lǐng)域、船舶安全領(lǐng)域，其基于船舶安全領(lǐng)域數(shù)學(xué)模型、船舶碰撞風(fēng)險計算模型、船舶擱淺風(fēng)險計算模型和船舶傾覆風(fēng)險計算模型而建立。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著船舶自動識別系統(tǒng)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷提升，目前已建立相當(dāng)數(shù)量的存儲海量AIS(Automatic Identificat1n System，船舶自動識別系統(tǒng))數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。由于目前針對海量AIS數(shù)據(jù)的研究也越來越多，因此根據(jù)這些研究成果所建立的各種模型可服務(wù)于船舶管理。
[0003]近年來隨著e-Navigat1n(電子航海)概念的提出，對海上服務(wù)提出了新的要求。而現(xiàn)有技術(shù)中所使用的傳統(tǒng)航標(biāo)，由于功能簡單，并不能滿足各種新的需求。
[0004]因此，目前亟需提出一種新型智慧航標(biāo)，需要針對電子航海海上服務(wù)集(MSP)在我國的具體應(yīng)用，不僅利用現(xiàn)有的研究成果，并且符合中國現(xiàn)階段的發(fā)展實際。同時，該智慧航標(biāo)提供現(xiàn)場信息服務(wù)，能夠自動識別周圍的違章遇險船舶，并及時將預(yù)警信息發(fā)送給目標(biāo)船舶，使其起到一個海上智能VTS(Vessel Traffic System，船舶交通管理)的作用，輔助案臺進(jìn)行現(xiàn)場海上交通管理，同時提高案臺VTS船舶碰撞風(fēng)險識別成功率，降低虛警率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種智慧航標(biāo)，可以有效減輕VTS的壓力，在岸臺控制中心通信不暢的環(huán)境下，可自主承擔(dān)現(xiàn)場水文環(huán)境信息服務(wù);特別在惡劣海況的情況下，能為現(xiàn)場船舶提示交通風(fēng)險，對提高海上交通安全具有重要作用，并且可以有效提高VTS交通組織服務(wù)的效率。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智慧航標(biāo)，其包含:航標(biāo)通信系統(tǒng);航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)，其通過航標(biāo)通信系統(tǒng)與岸臺控制中心通信連接，采集并監(jiān)測該智慧航標(biāo)周圍的水文環(huán)境信息和航行船舶信息，通過航標(biāo)通信系統(tǒng)將水文環(huán)境信息和航行船舶信息傳輸至岸臺控制中心;航標(biāo)智能系統(tǒng)，其與所述的航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)通信連接，并通過航標(biāo)通信系統(tǒng)與岸臺控制中心通信連接，根據(jù)航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)采集到的信息并結(jié)合歷史信息，動態(tài)建立交通流模型，自動識別周圍的違章船舶和遇險船舶，為周圍船舶提供海上信息服務(wù)，承擔(dān)船舶航行的現(xiàn)場交通指揮;岸臺控制中心對當(dāng)前接收到的水文環(huán)境信息、航行船舶信息進(jìn)行處理、存儲，通過航標(biāo)通信系統(tǒng)對智慧航標(biāo)實施遠(yuǎn)程控制，智能管理。
[0007]所述的航標(biāo)通信系統(tǒng)包含:VHF/AIS通信接口，GSM/GPRS通信接口，北斗短報文通信接口。
[0008]所述的航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)包含:傳感器信息采集模塊，其與所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)通信連接，采集該智慧航標(biāo)周圍的水文環(huán)境信息，并將其傳輸至航標(biāo)智能系統(tǒng);AIS信息采集模塊，其通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶通信連接，并與所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)通信連接，接收各航行船舶發(fā)送的AIS信息，并發(fā)送至航標(biāo)智能系統(tǒng)，以對其進(jìn)行實時監(jiān)控;航標(biāo)信息采集模塊，其與所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)通信連接，監(jiān)控智慧航標(biāo)的航標(biāo)位置，當(dāng)航標(biāo)信息采集模塊監(jiān)控發(fā)現(xiàn)智慧航標(biāo)發(fā)生航標(biāo)移位時，其向航標(biāo)智能系統(tǒng)發(fā)出移位警生口 ο
[0009]所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)包含:海上信息服務(wù)模塊，其分別與所述的傳感器信息采集模塊、航標(biāo)信息采集模塊通信連接，并通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶通信連接，通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接;該海上信息服務(wù)模塊接收智慧航標(biāo)周圍的水文環(huán)境信息和航標(biāo)移位警告，并通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口傳輸至岸臺控制中心；并且，該海上信息服務(wù)模塊通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口接收由岸臺控制中心發(fā)送的天氣預(yù)報信息，航標(biāo)智能系統(tǒng)分析該智慧航標(biāo)周圍船舶的航行動態(tài)和航行風(fēng)險，并通過VHF/AIS通信接口傳輸至智慧航標(biāo)周圍的航行船舶，進(jìn)行船舶航行的交通指揮，并對遇險船舶進(jìn)行預(yù)警提醒。
[0010]所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)還包含:船舶違章識別模塊，其與所述的AIS信息采集模塊通信連接，通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶通信連接，并且通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接，航標(biāo)智能系統(tǒng)通過船舶違章識別模塊識別該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶中的違章船舶，并通過VHF/AIS通信接口向違章船舶發(fā)出違章警告，同時通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口將違章船舶信息發(fā)送至岸臺控制中心;船舶遇險識別模塊，其與所述的AIS信息采集模塊通信連接，通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶通信連接，并且通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接，航標(biāo)智能系統(tǒng)通過船舶遇險識別模塊識別該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶中的遇險船舶，并通過VHF/AIS通信接口向遇險船舶發(fā)出風(fēng)險提醒，同時通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口將遇險船舶信息發(fā)送至岸臺控制中心。
[0011]所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)還包含:信息存儲模塊，其分別與所述的海上信息服務(wù)模塊、AIS信息采集模塊通信連接，用于存儲該智慧航標(biāo)周圍的水文環(huán)境信息以及各航行船舶發(fā)送的AlS信息;航標(biāo)遠(yuǎn)程維護(hù)模塊，其通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程對智慧航標(biāo)的在線升級、參數(shù)更新設(shè)置。
[0012]所述的智慧航標(biāo)還包含人機交互模塊，其與所述的海上信息服務(wù)模塊通信連接，通過該海上信息服務(wù)模塊供工作人員查詢該智慧航標(biāo)的信息存儲模塊中所存儲的信息，設(shè)置或修改該智慧航標(biāo)的參數(shù)，完成現(xiàn)場對該智慧航標(biāo)的升級，并供該智慧航標(biāo)周圍的航行船舶查詢當(dāng)前坐標(biāo)以及水文環(huán)境和氣象信息。
[0013]所述的智慧航標(biāo)由蓄電池組和太陽能板供電。
[0014]綜上所述，本發(fā)明所提供的智慧航標(biāo)，可以有效減輕VTS的壓力，在岸臺控制中心通信不暢的環(huán)境下，可自主承擔(dān)現(xiàn)場水文環(huán)境信息服務(wù);特別在惡劣海況的情況下，能為現(xiàn)場船舶提示交通風(fēng)險，對提高海上交通安全具有重要作用;并且可以有效提高VTS交通組織服務(wù)的效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中的智慧航標(biāo)的工作原理圖；
圖2為本發(fā)明中的智慧航標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合圖1?圖2，詳細(xì)說明本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
[0017]如圖1和圖2所示，為本發(fā)明提供的智慧航標(biāo)10，其包含:航標(biāo)通信系統(tǒng)3;航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)2，其通過航標(biāo)通信系統(tǒng)3與岸臺控制中心20通信連接，采集并監(jiān)測該智慧航標(biāo)10周圍的水文環(huán)境信息和航行船舶信息，并通過航標(biāo)通信系統(tǒng)3將航行船舶信息傳輸至岸臺控制中心20;航標(biāo)智能系統(tǒng)I，其與所述的航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)2通信連接，并通過航標(biāo)通信系統(tǒng)3與岸臺控制中心20通信連接，根據(jù)航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)2采集到的信息并結(jié)合歷史信息，動態(tài)建立交通流模型，自動識別周圍的違章船舶和遇險船舶，為周圍船舶提供海上信息服務(wù)，承擔(dān)船舶航行的現(xiàn)場交通指揮;岸臺控制中心20對當(dāng)前接收到的水文環(huán)境信息、航行船舶信息進(jìn)行處理、存儲，通過航標(biāo)通信系統(tǒng)對智慧航標(biāo)實施遠(yuǎn)程控制，智能管理。
[0018]所述的航標(biāo)通信系統(tǒng)3 包含:VHF/AIS(Very High Frequency/ AutomaticIdentificat1n System，甚高頻/船舶自動識別)通信接口/31 ,GSM/GPRS(Global Systemfor Mobile Communicat1ns/General Packet Rad1 Service，全球移動通信系統(tǒng)/通用分組無線服務(wù))通信接口 32，北斗短報文通信接口 33。
[0019]所述的航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)2包含:傳感器信息采集模塊21，其與所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)I通信連接，采集該智慧航標(biāo)10周圍的水文環(huán)境信息，包括風(fēng)、流、浪、水深、水溫等信息，并將其傳輸至航標(biāo)智能系統(tǒng)I; Al S信息采集模塊22，其通過VHF/AIS通信接口 31與該智慧航標(biāo)1周圍的航行船舶通信連接，并與所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)I通信連接，接收各航行船舶發(fā)送的AIS信息，并發(fā)送至航標(biāo)智能系統(tǒng)I，以對其進(jìn)行實時監(jiān)控;航標(biāo)信息采集模塊23，其與所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)I通信連接，監(jiān)控智慧航標(biāo)10的航標(biāo)位置，當(dāng)航標(biāo)信息采集模塊23監(jiān)控發(fā)現(xiàn)智慧航標(biāo)10發(fā)生航標(biāo)移位時，其向航標(biāo)智能系統(tǒng)I發(fā)出移位警告。
[0020]所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)I包含:海上信息服務(wù)模塊11，其分別與所述的傳感器信息采集模塊21、航標(biāo)信息采集模塊23通信連接，并通過VHF/AI S通信接口 31與該智慧航標(biāo)10周圍的航行船舶通信連接，通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33與岸臺控制中心20通信連接;該海上信息服務(wù)模塊11接收智慧航標(biāo)10周圍的水文環(huán)境信息和航標(biāo)移位警告，并通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33傳輸至岸臺控制中心20，其中岸臺控制中心20定時收到的水文環(huán)境信息可作為航運大數(shù)據(jù)收集，應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘，而岸臺控制中心20—旦收到航標(biāo)移位警告，則會通知相關(guān)工作人員前去處理智慧航標(biāo)10的移位情況;并且，該海上信息服務(wù)模塊11通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33接收由岸臺控制中心20發(fā)送的控制信息和天氣預(yù)報信息，航標(biāo)智能系統(tǒng)通過接收到的各種信息動態(tài)分析該智慧航標(biāo)10周圍的船舶的航行動態(tài)和航行風(fēng)險，并通過VHF/AIS通信接口 31傳輸至智慧航標(biāo)10周圍的航行船舶，輔助進(jìn)行船舶航行的交通指揮，并對處于危險邊緣或危險中的船舶進(jìn)行預(yù)警提醒。
[0021]所述的航標(biāo)智能系統(tǒng)I還包含:船舶違章識別模塊14，其與所述的AIS信息采集模塊22通信連接，通過VHF/AIS通信接口 31與該智慧航標(biāo)10周圍的航行船舶通信連接，并且通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33與岸臺控制中心20通信連接，航標(biāo)智能系統(tǒng)通過船舶違章識別模塊識別該智慧航標(biāo)10周圍的航行船舶中的違章船舶，并通過VHF/AIS通信接口 31向違章船舶發(fā)出違章警告，同