一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统技术方案

本发明专利技术公开了一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统，该系统采用聚合化的监管模式转变当前控制河段竖井式单点监管模式，在各信号台通过部署雷达、AIS、VHF、CCTV等多种传感器设备，为信号台提供多元化数据采集方式，通过对多信源设备的数据采集与融合处理，形成实时准确的船舶航行动态数据资源，为指挥船舶通行提供数据支撑；通过构建数据互联通道，实现一数一源的中心化数据存储，以数据为媒介将各信号台有机互联，形成信号台无人化值守、指挥中心远程调度指挥的聚合化监管模式。远程调度指挥的聚合化监管模式。远程调度指挥的聚合化监管模式。

【技术实现步骤摘要】
一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统


[0001]本专利技术涉及内河航道船舶通行指挥、通行信号揭示及数字化航道领域，尤其涉及一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统。

技术介绍

[0002]控制河段是指具有弯曲、狭窄、滩险等特征，通视条件差，会船避让困难，一旦上下行船舶同时进槽会让，轻则出现紧迫局面影响船舶通行效率，重则引发船舶海损事故，导致控制河段断航，造成重大的经济损失，为确保控制河段航道的畅通安全，通行船舶必须接受信号台的调度指挥单向通过的控制河段。
[0003]随着长江干线数字航道兰家沱至鳊鱼溪段建设工程的建成投用，初步实现了控制河段通行信号指挥从传统被动指挥到实时监控指挥的转变，依托AIS实现监控船舶位置，避免船舶不报、谎报船位。但由于AIS信息受控制河段周边山体等客观因素和自身发送机制的影响，时常出现信号丢失、延时等情况，严重制约了通行指挥的实时性和准确性。
[0004]目前控制河段通航指挥与监管采用信号台竖井式单点监管模式，由各信号台对其管辖范围的通行船舶施行依据信号揭示，指挥船舶通过控制河段。随着航运经济的发展，控制河段的通航指挥与监管业务在变化适应性、监管成本、监管效率、预控性、协同性、数据联通共享及对外服务等方面提出了更高的要求，以往的控制河段监管模式的问题已经逐渐显露，出现监管能力弱化、效率降低、成本增加等现象。这种竖井式单点监管模式存在以下问题：
[0005]1)数据采集手段匮乏，监管存在盲区。近年来，控制河段的监管引入了AIS、信号揭示装置的信息化技术手段作为辅助技术支撑，在船舶数据采集方面仅使用Class B型AIS设备，但受自然条件限制及少数船舶不开启AIS等特殊情况，造成监管上存在盲区，影响信号台值班人员对辖区船舶动态的掌握与判断。
[0006]2)船舶识别跟踪能力不足。船舶识别跟踪是控制河段监管的重要环节，由于数据采集手段匮乏，导致在监管过程中实时获取船舶位置、航速、航向等船舶动态数据的能力不足。
[0007]3)信息无法有效共享，缺乏预控机制。控制河段监管使用的信息系统单独部署在信号台，各信号台均独立工作，缺乏信息共享方式，在业务上无法形成预控机制。
[0008]4)监管成本高，且工作负荷大。信号台开班期间因上下行船舶流量较大，信号台值班人员采用倒班制，对控制河段内的船舶进行指挥放行、信号揭示、船岸沟通、台账记录等工作，值班人员工作负荷较大，监管成本较高。
[0009]5)信号台偏远，值班人员老龄化。信号台普遍位于偏远地区，且值班人员老龄化，急需向信号台本地无人值守，中心远程调度指挥的模式转变。

技术实现思路

[0010]根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种控制河段船舶通航智能指挥监管系
统，具体包括：
[0011]信号台监控前端，基于信号台前端架设的AIS和雷达设备实现对船舶身份识别和稳定跟踪，同时对船舶基础静态信息和航行动态信息进行采集、解析和融合处理，利用VHF和CCTV设备实现船岸高频语音交互及辖区可视化视频监控，最终获取船舶多信源数据，其中船舶多信源数据包括AIS动静态数据信息、雷达轨迹视频信息、VHF高频语音交互信息和CCTV视频监控信息；
[0012]指挥中心服务端，通过部署各类应用子系统和应用支撑平台，实现在电子海陆融合图上叠加展示船舶实时动态分布、综合显示船舶静态和动态信息、实时跟踪和计算上下水船舶到达关键位置以及通过控制河段所需时间、并结合通行信号揭示规则生成放行计划，最终远程调控信号旗的升降、在VHF频道对揭示信息进行语音广播、指挥上下水船舶通过控制河段；
[0013]数据中心汇总端，接收信号台监控前端传送的船舶多信源数据、同时汇总指挥中心服务端产生的船舶通行和指挥调度相关业务记录数据，构建数据存储中心，并基于全面的数据提供数据统计分析和全场景追溯回放；
[0014]指挥中心监管端，实时展示各个控制河段的船舶实时分布情况，结合CCTV远程监控和VHF远程喊话，实现信号台前端无人化管理，对多个控制河段的通行船舶进行远程智能化调度指挥。
[0015]所述信号台监控前端至少包括AIS基站、岸基固态雷达、CCTV云台摄像机和VHF收发信机；
[0016]所述AIS基站采用被动方式接收船舶AIS数据并获取船舶动静态数据；所述岸基固态雷达采用主动探测方式采集辖区通行船舶的动态数据，实时获取船舶的航向、航速及位置信息；所述CCTV云台摄像机获取船舶的监控图像并进行船舶中文名称识别；所述VHF收发信机建立船岸沟通手段、发送及接收高频语音信息。
[0017]进一步的，所述指挥中心服务端至少包括：数据融合处理单元、船舶自动识别单元、电子航道图解析单元、指挥调度决策单元、通行信号揭示单元、语音自动播报单元、视频监控及导引跟踪单元、监控预警单元和远程调度控制单元；
[0018]所述数据融合处理单元接收信号台监控前端传送的船舶多信源数据信息，采用雷达和AIS信息融合技术对同一船舶的两种信号进行信息融合，最终识别为同一船舶目标；
[0019]所述船舶自动识别单元接收信号台监控前端传送的AIS船舶动静态信息、自动关联匹配船舶基本档案资料、关联显示中文船名及船舶档案信息，同时基于图像识别技术对CCTV摄像头抓拍的船舶图像进行分析识别船舶的中文名称；
[0020]所述电子航道图解析单元采用江图和陆图融合技术在电子航道图上实时展现指挥辖区的船舶位置分布，并动态区分不同船舶的目标类型、从而描绘船舶的船型及大小、综合展示船舶的实时动静态信息；
[0021]所述指挥调度决策单元基于实时掌握辖区水域船舶的航向、航速及位置信息，动态计算船舶到达关键位置和通过控制河段的时间信息、采用平衡度和饱和度双控体系算法以及通行信号揭示管理规则、从而实时向值班人员反馈系统智能化的判定揭示建议、辅助值班人员指挥调度通行船舶；
[0022]通行信号揭示单元，接收所述指挥调度决策单元传送的智能化信号揭示建议、自
动联动信号揭示装置从而控制信号旗升降；
[0023]语音自动播报单元，当信号揭示时，同步自动控制VHF进行频道广播，播报信号台当前揭示的通行信号信息和指挥的通行船舶信息；
[0024]视频监控及导引跟踪单元，实时监控辖区通航水域和船舶、基于雷达传送的船位信息采用视频图像识别技术控制摄像头自动联动导引跟踪通行船舶；
[0025]监控预警单元，实时监控辖区内的通行船舶的状态、对发生异常行为的船舶进行文字和声音多样化预警和违章提醒、辅助值班人员监管，
[0026]远程调度控制单元，构建远程调度指挥通道，实现信号台现场无人化值守、值班人员在指挥中心远程调度指挥船舶的通行。
[0027]进一步的，所述数据中心汇总端还包括全场景追溯回放单元和数据统计分析单元；
[0028]所述全场景追溯回放单元接收信号台监控前端传送的船舶轨迹数据、视频监控数据和语音交互数据、并对数据按时间片进行整理和划分、最终形成控制河段的全场景历史回放数据，对历史违本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统，其特征在于包括：信号台监控前端，基于信号台前端架设的AIS和雷达设备实现对船舶身份识别和稳定跟踪，同时对船舶基础静态信息和航行动态信息进行采集、解析和融合处理，利用VHF和CCTV设备实现船岸高频语音交互及辖区可视化视频监控，最终获取船舶多信源数据，其中船舶多信源数据包括AIS动静态数据信息、雷达轨迹视频信息、VHF高频语音交互信息和CCTV视频监控信息；指挥中心服务端，通过部署各类应用子系统和应用支撑平台，实现在电子海陆融合图上叠加展示船舶实时动态分布、综合显示船舶静态和动态信息、实时跟踪和计算上下水船舶到达关键位置以及通过控制河段所需时间、并结合通行信号揭示规则生成放行计划，最终远程调控信号旗的升降、在VHF频道对揭示信息进行语音广播、指挥上下水船舶通过控制河段；数据中心汇总端，接收信号台监控前端传送的船舶多信源数据、同时汇总指挥中心服务端产生的船舶通行和指挥调度相关业务记录数据，构建数据存储中心，并基于全面的数据提供数据统计分析和全场景追溯回放；指挥中心监管端，实时展示各个控制河段的船舶实时分布情况，结合CCTV远程监控和VHF远程喊话，实现信号台前端无人化管理，对多个控制河段的通行船舶进行远程智能化调度指挥。2.根据权利要求1所述的一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统，其特征还在于：所述信号台监控前端至少包括AIS基站、岸基固态雷达、CCTV云台摄像机和VHF收发信机；所述AIS基站采用被动方式接收船舶AIS数据并获取船舶动静态数据；所述岸基固态雷达采用主动探测方式采集辖区通行船舶的动态数据，实时获取船舶的航向、航速及位置信息；所述CCTV云台摄像机获取船舶的监控图像并进行船舶中文名称识别；所述VHF收发信机建立船岸沟通手段、发送及接收高频语音信息。3.根据权利要求1所述的一种控制河段船舶通航智能指挥监管系统，其特征还在于：所述指挥中心服务端至少包括：数据融合处理单元、船舶自动识别单元、电子航道图解析单元、指挥调度决策单元、通行信号揭示单元、语音自动播报单元、视频监控及导引跟踪单元、监控预警单元和远程调度控制单元；所述数据融合处理单元接收信号台监控前端传送的船舶多信源数据信息，采用雷达和AIS信息融合技术对同一船舶的两种信号进行信息融合，最终识别为同一船舶目标；所述船舶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连新，徐晓明，曾科伟，毛卫东，陈忠明，梁永志，李力，谭波，王德军，付岩，刘海峡，王镜，张廷伟，习倩倩，王维伟，朱治宇，
申请(专利权)人：大连海大船舶导航国家工程研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：