具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，船舶自动识别设备通过GPS定位模块获取本船舶经纬度信息和当前时间信息；船舶自动识别设备用于获取目标船舶AIS报文信息；主控制器用于计算船舶安全会遇距离、船舶最小会遇距离和船舶最小会遇时间；主控制器用于比较船舶最小会遇距离与船舶安全会遇距离，并比较船舶最小会遇时间与预设安全会遇时间值，并根据比较结果发出避碰预警。本发明专利技术用于内河小型渡船的安全管理，具有避碰预警、危险公告等功能为驾驶员提供一个更加安全、可靠的决策指导，具有人数统计功能提高渡口渡船航行的安全性。

AIS system and method for ferry with collision avoidance and early warning function

【技术实现步骤摘要】
具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统及方法
本专利技术涉及内河航道导航装置
，具体涉及一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统及方法。
技术介绍
水上交通事故给人们的生命和财产安全带来巨大的隐患，船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem，AIS)加强了内河船舶的安全航行，提高了船舶与船舶之间、船舶与基站之间以及船舶与监管部门之间的信息交换，减少了船舶碰撞事故的发生。我国渡口总计有1.8万余道，渡船约有2.27万艘，在服务民生、解决群众基本交通需求方面特别是在经济欠发达地区和山区发挥着重要作用。由于内河渡船缺少完备的通讯和监控支持，渡口渡船安全条件及渡运人员素质差别较大，现有的AIS设备由于操作复杂不适用于小型渡船并且对于未安装AIS的渡口渡船，渡船存在着较大的安全隐患。目前AIS系统采用最多的船舶避碰预警算法还是最简单的近距离报警，一旦船与船的距离超过设定阈值，则发出警告，该方法会削弱人的警惕意识，无法精准识别真正危险。记录渡船船舶人数，并且根据能见度情况确定船舶避碰预警范围的AIS装置对于提高渡口渡船的运营安全具有较大的实际价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统及方法，本专利技术通过通讯技术、红外传感器技术、嵌入式技术提供具有避碰预警功能的渡船专用AIS装置，实现渡船船舶人数记录，根据船舶所处环境能见度情况确定船舶避碰预警范围，提供船舶避碰预警提示，为渡船提供安全的监管措施。为解决上述技术问题，本专利技术公开的一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，它包括主控制器、GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)定位模块、船舶自动识别设备和管理平台，所述船舶自动识别设备通过GPS定位模块获取本船舶经纬度信息和当前时间信息；所述船舶自动识别设备用于获取本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息；所述主控制器用于根据本船舶经纬度信息、目标船舶AIS报文信息、本船舶船长信息、渡船避碰预警的能见度影响系数、本船舶船速影响系数计算船舶安全会遇距离；主控制器用于根据本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息计算船舶最小会遇距离和船舶最小会遇时间；主控制器用于比较船舶最小会遇距离与船舶安全会遇距离，并比较船舶最小会遇时间与预设安全会遇时间值，并根据比较结果发出避碰预警。一种上述系统的避碰预警方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：船舶自动识别设备获取本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息，船舶自动识别设备通过GPS定位模块获取本船舶经纬度信息和当前时间信息；步骤2：管理平台根据本船舶经纬度信息在气象数据网站中获取本船舶位置的能见度信息，并根据本船舶位置的能见度信息确定渡船避碰预警的能见度影响系数，管理平台将渡船避碰预警的能见度影响系数发送给主控制器；步骤3：所述主控制器根据本船舶经纬度信息、目标船舶AIS报文信息、本船舶船长信息、渡船避碰预警的能见度影响系数、本船舶船速影响系数计算船舶安全会遇距离；主控制器根据本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息计算船舶最小会遇距离和船舶最小会遇时间；步骤4：主控制器比较船舶最小会遇距离与船舶安全会遇距离，并比较船舶最小会遇时间与预设安全会遇时间值，当船舶最小会遇距离小于船舶安全会遇距离，同时船舶最小会遇时间小于预设安全会遇时间值时主控制器发出避碰预警。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术在AIS系统中集成了渡船人数统计功能，能自动上传渡船人数信息至管理平台，解决了渡船安全管理的问题。2.本专利技术根据能见度信息、船舶航速、船型尺寸确定船舶安全会遇距离，并通过语音模块进行避碰预警提醒，解决了渡船航行的安全问题。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，1—主控制器、2—客流量传感器模块、3—GPS定位模块、4—船舶自动识别设备、5—管理平台、6—气象数据网站、7—4G无线模块、8—VHF信道、9—触控屏模块。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术的一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，如图1所示，它包括主控制器1、GPS定位模块3、船舶自动识别设备4和管理平台5，所述船舶自动识别设备4通过GPS定位模块3获取本船舶经纬度信息和当前时间信息；所述船舶自动识别设备4用于获取本船舶AIS报文信息，并通过VHF(Veryhighfrequency甚高频)信道8获取目标船舶AIS报文信息；所述主控制器1用于根据本船舶经纬度信息、目标船舶AIS报文信息、本船舶船长信息、渡船避碰预警的能见度影响系数、本船舶船速影响系数计算船舶安全会遇距离；主控制器1用于根据本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息计算船舶最小会遇距离和船舶最小会遇时间；主控制器1用于比较船舶最小会遇距离与船舶安全会遇距离，并比较船舶最小会遇时间与预设安全会遇时间值，并根据比较结果发出避碰预警。上述技术方案中，所述主控制器1将本船舶经纬度信息和当前时间信息传输给管理平台5，使管理平台5能获取船舶实时位置信息。上述技术方案中，当船舶最小会遇距离小于船舶安全会遇距离，同时船舶最小会遇时间小于预设安全会遇时间值时主控制器1发出避碰预警。上述技术方案中，所述管理平台5根据本船舶经纬度信息在气象数据网站6中获取本船舶位置的能见度信息，并根据本船舶位置的能见度信息确定渡船避碰预警的能见度影响系数，管理平台5将渡船避碰预警的能见度影响系数发送给主控制器1。上述技术方案中，它还包括客流量传感器模块2，所述客流量传感器模块2用于向主控制器1传输本船舶人数信号，主控制器1用于将本船舶人数信号传输给管理平台5。客流量传感器模块2进行上船人数的统计，在渡船的进出口水平方向安装两路对射式红外线光电传感器，人员进入时，首光路先遮断、尾光路后遮断；人员走出时，尾光路先遮断、首路后遮断。将两条光路传感器信号输入到单片机，由单片机的输入信号判断人员进出并统计进出人员数量，当渡船离开渡口后(根据船舶航速判断)，客流量传感器模块2通过RS485通讯线与主控制器1进行交互；主控制器1发送读取指令至客流量传感器模块2，客流量传感器模块2返还人数记录值，主控制器1通过4G无线模块7将信息发送至管理平台5，4G无线模块7包括移远通信EC20芯片，该模块能够实现AIS装置与管理平台双向通信，能通过移动公网将接收到的定位信息以及人数信息上传至管理平台；能接收管理平台下发的安全信息、天气信息以及船舶预警范围。上述技术方案中，所述主控制器1根据本船舶AIS报文信息判断船速度大于0时，主控制器1将本船舶人数信号传输给管理平台5。上述技术方案中，所述主控制器1根据如下公式计算船舶安全会遇距离：其中，SDA表示船舶安全会遇距离，L0表示本船舶船长信息，Lt表示目标船舶船长信息，P表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：它包括主控制器(1)、GPS定位模块(3)、船舶自动识别设备(4)和管理平台(5)，所述船舶自动识别设备(4)通过GPS定位模块(3)获取本船舶经纬度信息和当前时间信息；/n所述船舶自动识别设备(4)用于获取本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息；/n所述主控制器(1)用于根据本船舶经纬度信息、目标船舶AIS报文信息、本船舶船长信息、渡船避碰预警的能见度影响系数、本船舶船速影响系数计算船舶安全会遇距离；/n主控制器(1)用于根据本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息计算船舶最小会遇距离和船舶最小会遇时间；/n主控制器(1)用于比较船舶最小会遇距离与船舶安全会遇距离，并比较船舶最小会遇时间与预设安全会遇时间值，并根据比较结果发出避碰预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：它包括主控制器(1)、GPS定位模块(3)、船舶自动识别设备(4)和管理平台(5)，所述船舶自动识别设备(4)通过GPS定位模块(3)获取本船舶经纬度信息和当前时间信息；
所述船舶自动识别设备(4)用于获取本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息；
所述主控制器(1)用于根据本船舶经纬度信息、目标船舶AIS报文信息、本船舶船长信息、渡船避碰预警的能见度影响系数、本船舶船速影响系数计算船舶安全会遇距离；
主控制器(1)用于根据本船舶AIS报文信息和目标船舶AIS报文信息计算船舶最小会遇距离和船舶最小会遇时间；
主控制器(1)用于比较船舶最小会遇距离与船舶安全会遇距离，并比较船舶最小会遇时间与预设安全会遇时间值，并根据比较结果发出避碰预警。


2.根据权利要求1所述的具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：所述主控制器(1)用于将本船舶经纬度信息和当前时间信息传输给管理平台(5)。


3.根据权利要求1所述的具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：当船舶最小会遇距离小于船舶安全会遇距离，同时船舶最小会遇时间小于预设安全会遇时间值时主控制器(1)发出避碰预警。


4.根据权利要求1所述的具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：所述管理平台(5)根据本船舶经纬度信息在气象数据网站(6)中获取本船舶位置的能见度信息，并根据本船舶位置的能见度信息确定渡船避碰预警的能见度影响系数，管理平台(5)将渡船避碰预警的能见度影响系数发送给主控制器(1)。


5.根据权利要求1所述的具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：它还包括客流量传感器模块(2)，所述客流量传感器模块(2)用于向主控制器(1)传输本船舶人数信号，主控制器(1)用于将本船舶人数信号传输给管理平台(5)。


6.根据权利要求5所述的具有避碰预警功能的渡船专用AIS系统，其特征在于：所述主控制器(1)根据本船舶AIS报文信息判断船速度大于0时，主控制器(1)将本船舶人数信号传输给管理平台(5)。


7.根据权利要求1所述的具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：金华标，柯梁，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42