基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统及方法，涉及船舶含油污水排放监控技术领域，解决船员直接排放含油舱底水，将导致船舶污水处理的控制和监管失效的问题，其技术方案要点是：包括油水分离监控系统、北斗卫星导航系统和岸基数据处理系统；油水分离监控系统包括PLC控制器、人机交互模块、流量传感器和数据采集模块；北斗卫星导航系统包括北斗终端、北斗卫星、北斗卫星地面站和北斗运营服务站；岸基数据处理系统包括船舶信息查看子菜单、实时监控子菜单、运行时间核查子菜单、污油处理量核查子菜、实时监控数据核查子菜单、报警控制子菜单和岸基数据处理子菜单，具有实时监测船舶排放情况，减少船舶造成海洋污染的效果。

Ship Shore Monitoring System and Method for Oily Sewage Discharge Based on Beidou Short Message

【技术实现步骤摘要】
基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统及方法
本专利技术涉及船舶含油污水排放监控
，更具体地说，它涉及基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统及方法。
技术介绍
船舶污水主要包括船舶油污水和船舶生活污水，一旦违规排放进水中，对水资源的危害是巨大的。目前，我国加大了对水资源的保护力度，逐步建立了分级分区的保护制度，针对不同级别的水资源建立相应的保护策略和排放标准。现有船舶的污水净化一般采用油水分离技术、生物降解技术、生物膜处理技术等，试图对船舶污水进行有效的控制和监管。但是，船员或船东出于各种原因不使用油水分离器来处理舱底水，而是选择直接排放含油舱底水，将导致船舶污水处理的控制和监管失效。因此，如何设计基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统是我们目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统，具有实现船岸一体化监控，满足海事管理部门和船舶管理公司对船舶含油污水排放情况实时监测的需求，在船舶航行中减少含油污水直接排放量以及减少水环境污染的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统，包括油水分离监控系统、北斗卫星导航系统和岸基数据处理系统；所述油水分离监控系统包括PLC控制器、人机交互模块、流量传感器和数据采集模块；其中，所述PLC控制器，用于向所述人机交互模块、流量传感器和数据采集模块发出相应的控制命令；所述人机交互模块，用于存储和显示船用油水分离器的工作过程实时监控数据，以及调取和显示PLC控制器的中间存储器中的数据；所述流量传感器，安装在船用油水分离器前的管路上，用于检测送入船用油水分离器的污油流量；所述数据采集模块，用于采集船舶的各项数据；所述北斗卫星导航系统包括北斗终端、北斗卫星、北斗卫星地面站和北斗运营服务站；其中，所述北斗终端，与油水分离监控系统和北斗卫星连接，用于将船用油水分离器实时运行状况和数据封装成北斗短报文，并将所述北斗短报文和北斗终端内置的终端号码一同发送至北斗卫星；所述北斗卫星，与所述北斗卫星地面站通信连接，用于处理所述北斗短报文，并将所述北斗短报文传送至北斗卫星地面站；所述北斗卫星地面站，与所述北斗运营服务站通信连接，用于接收所述北斗短报文和终端号码，并将所述北斗短报文和终端号码转发至所述北斗运营服务站；所述北斗运营服务站，用于接收和分析所述北斗短报文和终端号码，并将分析结果转送至云服务器，以及生成所述北斗短报文转发的确认信息后，将确认信息反馈至所述北斗终端；所述岸基数据处理系统的主菜单界面包括船舶信息查看子菜单、实时监控子菜单、运行时间核查子菜单、污油处理量核查子菜单、实时监控数据核查子菜单、报警控制子菜单和岸基数据处理子菜单；其中，所述船舶信息查看子菜单，用于查看所监控船舶的船名、船公司、船龄和以往检查中的违规记录情况；所述实时监控子菜单，用于显示船用油水分离器温度、排油比热、排油温度的实时画面和实时数据；所述运行时间核查子菜单，用于显示船用油水分离器每日使用情况列表和历史数据曲线；所述污油处理量核查子菜单，用于显示船用油水分离器每日污油处理量列表和历史数据曲线；所述实时监控数据核查子菜单，用于显示船用油水分离器的实时监控数据；所述报警控制子菜单，用于查询历史报警情况及确认报警处理；所述岸基数据处理子菜单，用于向油水分离监控系统发送信息。优选的，所述人机交互模块的主菜单界面包括工作参数设定菜单、报警控制菜单、实时监控菜单、运行控制菜单、船岸信息处理菜单和检查服务中心菜单；所述工作参数设定菜单，用于对船用油水分离器的工作参数进行设定和修改；所述报警控制菜单，用于对报警量进行控制；所述实时监控菜单，用于实时显示船用油水分离器的设备动态和参数；所述运行控制菜单，用于对船用油水分离器工作模式进行选择控制，并对相关设备进行手动启停控制；所述船岸信息处理菜单，用于对海事管理部门和船舶管理公司发送来的信息进行显示、保存和查询；所述检查服务中心菜单，用于进入检查服务中心界面后对船用油水分离器的实时监控数据进行核查。优选的，所述检查服务中心菜单包括运行时间核查菜单、污油处理量核查菜单和实时监控数据核查菜单。优选的，所述北斗终端包括北斗定位模块RNSS、信息处理模块和北斗短报文通信模块RDSS；所述北斗定位模块RNSS，用于获取船舶实时船用油水分离器数据，并将所述实时船用油水分离器数据传输至信息处理模块；所述信息处理模块，用于采集、处理及存储所述实时船用油水分离器数据，将所述实时船用油水分离器数据与历史数据比较；判断数据是否异常，若判断报告为异常情况，则将实时船用油水分离器数据封装成北斗短报文和终端号码一并传输至北斗短报文通信模块RDSS；所述北斗短报文通信模块RDSS，用于将所述北斗短报文和终端号码转送至北斗卫星，并接收确认北斗短报文转送至所述信息处理模块。本专利技术的另一目的是提供基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控方法，具有实现船岸一体化监控，满足海事管理部门和船舶管理公司对船舶含油污水排放情况实时监测的需求，在船舶航行中减少含油污水直接排放量以及减少水环境污染的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控方法，包括以下步骤：S1：通过油水分离监控系统采集船用油水分离器的运行参数和工作过程实时数据；S2：通过北斗卫星导航系统将采集到的船用油水分离器的运行参数和工作过程实时数据传送给岸基数据处理系统；S3：对油水分离监控系统采集到的船用油水分离器的运行参数和工作过程实时数据进行监控、分析和判断，鉴别船员是否有违规行为产生。优选的，在步骤S3中，鉴别船员是否有违规采用船舶现场鉴定法，船舶现场鉴定法具体为：船舶所产生的污油量，如下式：Q1＝K1*A*B(1)式(1)中：当主机使用需净化的重油时，K1＝0.01；当主机使用柴油时K1＝0.005；A为主机每日耗油量；B为主机运行天数；依照上面的理论依据，推算出船舶航行期间产生的污油总量：Q2＝Q3+Q4(2)式(2)中：Q2为垃圾总量；Q3为已处理垃圾量；Q4为剩余垃圾量；若式(2)不成立，则表明船员有违规行为产生。优选的，在步骤S3中，鉴别船员是否有违规采用船舶现场鉴定法，船舶现场鉴定法具体为：根据油水分离监控系统采集的工作过程实时监控数据，监督船上工作人员是否按规定操作，核查船上工作人员是否向船用油水分离器投放污油，以及判断投放污油量。优选的，在步骤S3中，鉴别船员是否有违规采用处理能力鉴定法，所述处理能力鉴定法具体为：船用油水分离器处理污油量和运行时间成正比，如下式：Q＝T*C(3)式(3)中：T为船用油水分离器运行时间；C为船用油水分离器处理能力；Q为船用油水分离器污油处理量；如果式(3)不成立，则表明船员有违规行为产生。优选的，在步骤S3中，鉴别船员是否有违规采用工作时间鉴定法，所述工作时间鉴定法具体为：依统计规律，船用油水分离器的工作时间是在一定范围内波动，如下式：式(4)中：为船用油水分离器航行中平均每天运行时间；Tmax为航行时，一天中船用油水分离器运行时间最长的时间；Tmin为航行时，船用油水分离器一天中运行时间最短的时间；根据式(4)，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统，其特征是：包括油水分离监控系统(1)、北斗卫星导航系统(2)和岸基数据处理系统(3)；所述油水分离监控系统(1)包括PLC控制器(11)、人机交互模块(12)、流量传感器(13)和数据采集模块(14)；其中，所述PLC控制器(11)，用于向所述人机交互模块(12)、流量传感器(13)和数据采集模块(14)发出相应的控制命令；所述人机交互模块(12)，用于存储和显示船用油水分离器的工作过程实时监控数据，以及调取和显示PLC控制器(11)的中间存储器中的数据；所述流量传感器(13)，安装在船用油水分离器前的管路上，用于检测送入船用油水分离器的污油流量；所述数据采集模块(14)，用于采集船舶的各项数据；所述北斗卫星导航系统(2)包括北斗终端(21)、北斗卫星(22)、北斗卫星地面站(23)和北斗运营服务站(24)；其中，所述北斗终端(21)，与油水分离监控系统(1)和北斗卫星(22)连接，用于将船用油水分离器实时运行状况和数据封装成北斗短报文，并将所述北斗短报文和北斗终端(21)内置的终端号码一同发送至北斗卫星(22)；所述北斗卫星(22)，与所述北斗卫星地面站(23)通信连接，用于处理所述北斗短报文，并将所述北斗短报文传送至北斗卫星地面站(23)；所述北斗卫星地面站(23)，与所述北斗运营服务站(24)通信连接，用于接收所述北斗短报文和终端号码，并将所述北斗短报文和终端号码转发至所述北斗运营服务站(24)；所述北斗运营服务站(24)，用于接收和分析所述北斗短报文和终端号码，并将分析结果转送至云服务器，以及生成所述北斗短报文转发的确认信息后，将确认信息反馈至所述北斗终端(21)；所述岸基数据处理系统(3)的主菜单界面包括船舶信息查看子菜单(31)、实时监控子菜单(32)、运行时间核查子菜单(33)、污油处理量核查子菜单(34)、实时监控数据核查子菜单(35)、报警控制子菜单(36)和岸基数据处理子菜单(37)；其中，所述船舶信息查看子菜单(31)，用于查看所监控船舶的船名、船公司、船龄和以往检查中的违规记录情况；所述实时监控子菜单(32)，用于显示船用油水分离器温度、排油比热、排油温度的实时画面和实时数据；所述运行时间核查子菜单(33)，用于显示船用油水分离器每日使用情况列表和历史数据曲线；所述污油处理量核查子菜单(34)，用于显示船用油水分离器每日污油处理量列表和历史数据曲线；所述实时监控数据核查子菜单(35)，用于显示船用油水分离器的实时监控数据；所述报警控制子菜单(36)，用于查询历史报警情况及确认报警处理；所述岸基数据处理子菜单(37)，用于向油水分离监控系统(1)发送信息。...

【技术特征摘要】
1.基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统，其特征是：包括油水分离监控系统(1)、北斗卫星导航系统(2)和岸基数据处理系统(3)；所述油水分离监控系统(1)包括PLC控制器(11)、人机交互模块(12)、流量传感器(13)和数据采集模块(14)；其中，所述PLC控制器(11)，用于向所述人机交互模块(12)、流量传感器(13)和数据采集模块(14)发出相应的控制命令；所述人机交互模块(12)，用于存储和显示船用油水分离器的工作过程实时监控数据，以及调取和显示PLC控制器(11)的中间存储器中的数据；所述流量传感器(13)，安装在船用油水分离器前的管路上，用于检测送入船用油水分离器的污油流量；所述数据采集模块(14)，用于采集船舶的各项数据；所述北斗卫星导航系统(2)包括北斗终端(21)、北斗卫星(22)、北斗卫星地面站(23)和北斗运营服务站(24)；其中，所述北斗终端(21)，与油水分离监控系统(1)和北斗卫星(22)连接，用于将船用油水分离器实时运行状况和数据封装成北斗短报文，并将所述北斗短报文和北斗终端(21)内置的终端号码一同发送至北斗卫星(22)；所述北斗卫星(22)，与所述北斗卫星地面站(23)通信连接，用于处理所述北斗短报文，并将所述北斗短报文传送至北斗卫星地面站(23)；所述北斗卫星地面站(23)，与所述北斗运营服务站(24)通信连接，用于接收所述北斗短报文和终端号码，并将所述北斗短报文和终端号码转发至所述北斗运营服务站(24)；所述北斗运营服务站(24)，用于接收和分析所述北斗短报文和终端号码，并将分析结果转送至云服务器，以及生成所述北斗短报文转发的确认信息后，将确认信息反馈至所述北斗终端(21)；所述岸基数据处理系统(3)的主菜单界面包括船舶信息查看子菜单(31)、实时监控子菜单(32)、运行时间核查子菜单(33)、污油处理量核查子菜单(34)、实时监控数据核查子菜单(35)、报警控制子菜单(36)和岸基数据处理子菜单(37)；其中，所述船舶信息查看子菜单(31)，用于查看所监控船舶的船名、船公司、船龄和以往检查中的违规记录情况；所述实时监控子菜单(32)，用于显示船用油水分离器温度、排油比热、排油温度的实时画面和实时数据；所述运行时间核查子菜单(33)，用于显示船用油水分离器每日使用情况列表和历史数据曲线；所述污油处理量核查子菜单(34)，用于显示船用油水分离器每日污油处理量列表和历史数据曲线；所述实时监控数据核查子菜单(35)，用于显示船用油水分离器的实时监控数据；所述报警控制子菜单(36)，用于查询历史报警情况及确认报警处理；所述岸基数据处理子菜单(37)，用于向油水分离监控系统(1)发送信息。2.根据权利要求1所述的基于北斗短报文的船舶含油污水排放船岸监控系统，其特征是：所述人机交互模块(12)的主菜单界面包括工作参数设定菜单(121)、报警控制菜单(122)、实时监控菜单(123)、运行控制菜单(124)、船岸信息处理菜单(125)和检查服务中心菜单(126)；所述工作参数设定菜单(121)，用于对船用油水分离器的工作参数进行设定和修改；所述报警控制菜单(122)，用于对报警量进行控制；所述实时监控菜单(123)，用于实时显示船用油水分离器的设备动态和参数；所述运行控制菜单(124)，用于对船用油水分离器工作模式进行选择控制，并对相关设备进行手动启停控制；所述船岸信息处理菜单(125)，用于对海事管理部门和船舶管理公司发送来的信息进行显示、保存和查询；所述检查服务中心菜单(126)，用于进入检查服务中心界面后对船用油水分离器的实时监控数据进行核查。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗楚江，叶伟强，庄镇宇，江梓瑜，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44