基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统技术方案

基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，包括岸基雷达、CCTV系统、船载设备接收系统、多传感器融合系统和监管中心。CCTV系统包括定向CCTV设备和联动CCTV设备；航道卡口两侧的岸基上均设有至少一台定向CCTV设备。船载设备接收系统用于接收船载设备发出的AIS与VITS信号；岸基雷达、CCTV系统和船载设备接收系统均与监管中心通过网络相连接；多传感器融合系统内置在监管中心中，多传感器融合系统能将监管中心接收的AIS与VITS信号与雷达信号进行融合。本申请采用岸基雷达作为主要探测和抓拍触发设备，结合AIS、VITS信息接收、CCTV抓拍等，通过多传感器信息融合，为航道船舶管理提供了一种有效监管方案与高效可用的监管系统。

【技术实现步骤摘要】
基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统
本技术涉及航道船舶监管领域，特别是一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统。
技术介绍
目前，对于江河湖泊等内河航道内船舶的监管缺乏有效的技术手段，船舶抓拍、船名识别、流量统计、违章提示、安全告警、日夜监管、事中事后取证等在内河航运、监管等有关领域中的应用需求日益强烈，但至今没有一套有效的综合监管系统能够实现这些功能。目前对于船舶的监管主要依靠船载AIS、VITS等，这类设备按一定的时间周期传输信号，监管部门对于船舶位置、船名等信息接收延时，无法实现实时监管且由于此类设备属于船载设备，监管部门被动接收信息、信息真实性也无法掌控。近年来CCTV设备广泛应用于道路卡口、收费站、门禁等系统中，有效地实现了陆地上视频监管与有图像抓拍等功能。在河流航运领域，由于船舶在航道内的位置不确定、船舶吃水受载重影响、丰水枯水期变化、船名易受遮挡、河流气象水文条件等许多实际情况，使得仅仅依靠CCTV设备，在航道监管中很难实现及时触发、有效抓拍，以及全天时、全天候的监管。雷达探测设备是一种基于电磁波发射与接收技术的主动探测设备，经过几十年的不断发展完善，已经从军用领域转到民用领域，并广泛应用于船舶导航，江河海洋船舶交通管理系统中。本申请将岸基监管雷达应用于航道船舶监管，结合CCTV、AIS、VITS设备形成卡口抓拍系统，融合多传感器信息，可以有效克服单一传感器缺点，实现有效的航道卡口船舶监管。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，该基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统采用岸基雷达作为主要探测和抓拍触发设备，结合AIS、VITS信息接收、CCTV抓拍等，通过多传感器信息融合，为航道船舶管理提供了一种有效监管方案与高效可用的监管系统。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，包括岸基雷达、CCTV系统、船载设备接收系统、多传感器融合系统和监管中心。岸基雷达设置在航道卡口一侧的岸基上，岸基雷达包括天线转台单元、收发机单元和信号处理单元。CCTV系统包括至少两台定向CCTV设备和至少一台联动CCTV设备。航道卡口两侧的岸基上均设置有至少一台定向CCTV设备；定向CCTV设备用于航道卡口区段内船舶的定点抓拍。联动CCTV设备设置在航道卡口一侧的岸基上，联动CCTV设备用于航道卡口区段内船舶漏拍时的补拍或重点关注船舶的全程联动跟踪记录。船载设备接收系统用于接收船载设备发出的AIS与VITS信号。岸基雷达、CCTV系统和船载设备接收系统均与监管中心通过网络相连接；多传感器融合系统内置在监管中心中，多传感器融合系统能将监管中心接收的AIS与VITS信号与雷达信号进行融合。所述多传感器融合系统为异类多传感器。CCTV系统包括两台定向CCTV设备和一台联动CCTV设备，两台定向CCTV设备分别设置在航道卡口的两侧岸基上且错开布置，联动CCTV设备设置在位于两台定向CCTV设备之间的一侧岸基上。两台定向CCTV设备之间的垂直距离为200米。岸基雷达、定向CCTV设备和联动CCTV设备在架设时，与航道卡口岸边的距离均相距为5米。岸基雷达的架设高度为2米。岸基雷达为X波段岸基雷达，岸基雷达中的天线转台单元采用水平极化天线。本技术采用上述结构后，采用雷达作为主要探测和抓拍触发设备，结合AIS、VITS信息接收、CCTV抓拍等，通过多传感器融合系统，形成一套完整的应用系统，从而能够实现过卡船舶抓拍、船名识别、船舶信息存储、流量统计、违章与危险告警、记录与回放或历史船舶识别等功能，为航道船舶管理提供了一种有效监管方案与高效可用的监管系统。另外，本申请的监控中心采用网络化管理，可无人职守，可远程控制与参数配置。附图说明图1显示了本技术一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统的结构示意图。图2显示了岸基雷达架设示意图。图3显示了CCTV系统架设示意图。其中有：1.岸基雷达；21.定向CCTV设备；22.联动CCTV设备；3.船载设备信息接收系统；4.监管中心；5.无线网桥；6.路由器；7.船只。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，包括岸基雷达1、CCTV系统、船载设备接收系统3、多传感器融合系统和监管中心。岸基雷达设置在航道卡口一侧的岸基上，岸基雷达优选为X波段岸基雷达，岸基雷达包括天线转台单元、收发机单元和信号处理单元。根据不同航道地理条件、气象水文环境，岸基雷达中的天线转台单元优选采用水平极化天线，并根据需要选择合适的方位分辨率合适和收发机功率。另外，上述信号处理单元能实现河流航道内船舶主动探测，定位与跟踪。CCTV系统包括至少两台定向CCTV设备21和至少一台联动CCTV设备22。其中，航道卡口两侧的岸基上均设置有至少一台定向CCTV设备；定向CCTV设备用于航道卡口区段内船舶的定点抓拍。联动CCTV设备设置在航道卡口一侧的岸基上，联动CCTV机身不会移动，但其摄像头会自动跟着目标转动，并自动调焦等。联动CCTV设备用于航道卡口区段内船舶漏拍时的补拍或重点关注船舶的全程联动跟踪记录，以及必要时对航道卡口内时况的录像。首先在河流A、B两岸选择若干个架设点，用于放置岸基雷达和CCTV系统。通常岸基雷达只需要一台，定向CCTV设备需要两台，两台定向CCTV设备要分别放置于河流两岸，用于抓拍船舶两侧。联动CCTV设备需要一台，联动CCTV设备能够实现对卡口区段内的船舶实现跟踪拍摄。岸基雷达在架设时，受雷达工作特性的影响，雷达架设高度与离岸距离需要根据现场地理条件计算确定。如图2所示，优选在离航道卡口岸边的距离为5米处进行架设，架设高度优选为2米，这样，岸基雷达仅有22°的监测盲区，监测范围广，使得整个航道都在雷达信号的覆盖范围内，能实现对河流航道内所有船舶进行主动探测，定位与跟踪。CCTV系统的优选架设方式，如图1和图3所示，定向CCTV设备和联动CCTV设备在架设时，与航道卡口岸边的距离均优选相距为5米。两台定向CCTV设备分别设置在航道卡口的两侧岸基上且错开布置，错开间距优选为200米，也即两台定向CCTV设备之间的垂直距离为200米。联动CCTV设备设置在位于两台定向CCTV设备之间的一侧岸基上。上述定向CCTV设备和联动CCTV设备均优选采用网络摄像机，定向CCTV设备和联动CCTV设备均能实现抓拍并自动传输回图像信息，也可以根据控制协议由中心客户端软件实现远程控制，包括调整焦距、方位等，CCTV设备具备星光级红外功能，可夜间抓拍，必要时还可以增加补光设备。定向CCTV设备的型号优选为DS－2CD2A20F，200万像素，4mm焦距，85°视角红外距离120米。联动CCTV设备的型号优选为DS－2DF8223IW，200万像素，5.9－135.7的23倍变焦，200米红外，PELCO—D联动协议。船载设备接收系统用于接收船载设备发出的AIS与VITS信号。船载设备接收系统采用通用的接收设备，用于接收船载设备定时发送的船舶信息并传送给监管中心。监管中心接收到这些信息后，能用于船舶数据库建立与船本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，其特征在于：包括岸基雷达、CCTV系统、船载设备接收系统、多传感器融合系统和监管中心；岸基雷达设置在航道卡口一侧的岸基上，岸基雷达包括天线转台单元、收发机单元和信号处理单元；CCTV系统包括至少两台定向CCTV设备和至少一台联动CCTV设备；航道卡口两侧的岸基上均设置有至少一台定向CCTV设备；定向CCTV设备用于航道卡口区段内船舶的定点抓拍；联动CCTV设备设置在航道卡口一侧的岸基上，联动CCTV设备用于航道卡口区段内船舶漏拍时的补拍或重点关注船舶的全程联动跟踪记录；船载设备接收系统用于接收船载设备发出的AIS与VITS信号；岸基雷达、CCTV系统和船载设备接收系统均与监管中心通过网络相连接；多传感器融合系统内置在监管中心中，多传感器融合系统能将监管中心接收的AIS与VITS信号与雷达信号进行融合。

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，其特征在于：包括岸基雷达、CCTV系统、船载设备接收系统、多传感器融合系统和监管中心；岸基雷达设置在航道卡口一侧的岸基上，岸基雷达包括天线转台单元、收发机单元和信号处理单元；CCTV系统包括至少两台定向CCTV设备和至少一台联动CCTV设备；航道卡口两侧的岸基上均设置有至少一台定向CCTV设备；定向CCTV设备用于航道卡口区段内船舶的定点抓拍；联动CCTV设备设置在航道卡口一侧的岸基上，联动CCTV设备用于航道卡口区段内船舶漏拍时的补拍或重点关注船舶的全程联动跟踪记录；船载设备接收系统用于接收船载设备发出的AIS与VITS信号；岸基雷达、CCTV系统和船载设备接收系统均与监管中心通过网络相连接；多传感器融合系统内置在监管中心中，多传感器融合系统能将监管中心接收的AIS与VITS信号与雷达信号进行融合。2.根据权利要求1所述的基于雷达的智能航道卡口船舶监管系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，顾岚焘，朱德理，毕仕文，李刚强，张灿，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团南京鹏力科技集团有限公司，中船重工鹏力南京大气海洋信息系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32