基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，包括：基于水上搜救指挥中心接收VHF水上搜救基站的目标甚高频信号；将目标甚高频信号发送至陆地调度中心，获得船舰的位置信息；根据位置信息，生成船舰航行的真实轨迹曲线；基于目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型预测船舰的航行趋势，生成船舰航行的预测轨迹曲线；通过判断真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异实现对船舰航行的异常识别，获得识别结果；根据识别结果，生成告警信息，并基于超视距VHF技术发送至船舰，进行应急疏散语音通信播报。本发明专利技术实现了船舰与陆地调度中心的远距离通信，同时大幅度提升了传输信号的质量。号的质量。号的质量。

【技术实现步骤摘要】
基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法


[0001]本专利技术属于海上通信领域，尤其涉及一种基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法。

技术介绍

[0002]船用甚高频(VHF)无线电通信是指采用VHF专用频段进行船舰间、船舰内部、船岸间或经岸台与陆上通信转接的船与岸上用户间的无线电通信。广泛应用于船舰避让、海事管理、港口生产调度、船舰内部管理、遇险搜救以及安全信息播发等方面，是完成水上交通现场通信的主要手段。VHF通信对于保障船舰航行安全的重要作用是其他方式的通信所无法取代的。
[0003]几乎所有的商船、渔船、公务船、游艇和救生艇都配备甚高频设备，甚高频通信是沿海25海里以内船舰安全航行的最为重要的通信保证，是海区沿岸近距离船舰安全通信不可替代的通信手段。
[0004]目前，海上船舶配备的VHF无线电话发射通信频段为156.025MHz到157.425MHz，接收通信频率为156.025MHz到162.025MHz，其通信内容为语音信号。但是，随着中国电信事业近年来的迅猛发展，船舰通信频率被干扰的程度越来越严重，已对航行安全构成了严重的隐患。同时，受限于甚高频无线电波的直线传播定律，受地球曲率限制，VHF实际应用距离较短，且VHF通信带宽较窄，通信形式局限，数据传输速率仅为kbps量级，难以进一步扩容，使得VHF在中远海水域船舶通信中存在覆盖范围不足、通信速率较慢，大幅影响了和船舰的通信效率。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术利用对流层折射和超折射的VHF超视距通信技术，升级现有语音呼叫通信系统，进而提升辖区VHF的通信覆盖能力。本专利技术提供了如下方案：一种基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，包括：
[0006]基于水上搜救指挥中心接收VHF水上搜救基站的甚高频信号，并对所述甚高频信号进行预处理，去除所述甚高频信号中的干扰信号，获得目标甚高频信号；
[0007]将所述目标甚高频信号发送至陆地调度中心，所述陆地调度中心接收所述目标甚高频信号，获得船舰的位置信息；根据所述位置信息，生成船舰航行的真实轨迹曲线；
[0008]构建目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型，基于所述目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型预测船舰的航行趋势，生成所述船舰航行的预测轨迹曲线；
[0009]通过判断所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异实现对船舰航行的异常识别，获得识别结果；
[0010]根据所述识别结果，生成告警信息，并基于超视距VHF技术发送至所述船舰，进行应急疏散语音通信播报。
[0011]优选地，对所述甚高频信号进行预处理，去除所述甚高频信号中的干扰信号，获得
目标甚高频信号的过程包括，
[0012]首先对所述甚高频信号进行去噪和啸叫消除处理，然后进行分帧处理后再进行加窗处理，再对加窗后的甚高频信号进行快速傅里叶变换和缓存处理，获得所述目标甚高频信号。
[0013]优选地，构建目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型的过程包括，
[0014]收集目标区域航线的历史航行数据，构建初始模糊C均值聚类隐马尔可夫模型；
[0015]基于所述历史航行数据，建立人
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船意图数据集，基于所述人
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船意图数据集对所述初始模糊C均值聚类隐马尔可夫模型进行参数学习，获得目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型。
[0016]优选地，获得所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异的过程包括，
[0017]根据特定机型的标准操作程序和飞行计划，提取标准航行操作数据；基于所述标准航行操作数据建立参考意图数据集，基于所述参考意图数据集建立马尔可夫决策过程模型；
[0018]将目标甚高频信号数据分别输入所述马尔可夫决策过程模型和目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型，推理后对应输出获得参考意图和人
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船意图；通过判断所述参考意图和人
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船意图间的差异获得所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线间的差异。
[0019]优选地，通过判断所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异实现对船舰航行的异常识别，获得识别结果的过程包括，
[0020]当参考意图和人
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船意图相同时，表示人
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船意图与标准意图相同，没有发生航行异常操作；
[0021]当参考意图和人
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船意图不相同时，表示人
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船意图与标准意图不相同，即发生航行异常操作；根据人
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船意图相对于标准意图发生的偏差，及时提醒船组进行确认，并修正改出。
[0022]优选地，基于超视距VHF技术发送至所述船舰，进行应急疏散语音通信播报之前还包括，
[0023]基于不同的告警信息自定义编写不同的自定义告警提示音，根据预设等级确定不同告警信号的不同级别，根据级别高低优先处理播报高级别的告警信息；
[0024]通过告警设备采集报警提示音，对所述报警提示音进行插入检测和音频信号检测，输出音频告警信号；
[0025]上传音频告警信号至云服务器，云服务器根据所述音频告警信号对告警采集模块下发对应的设置数据，本地根据设置数据进行告警提示音的原音播放。
[0026]优选地，对所述报警声音进行插入检测和音频信号检测，输出音频告警信号的过程包括，
[0027]判断音频输入线是否正常接入，若非正常接入，输入告警；否则，判断是否处于输入告警，若是，输入告警；否则判断输出线是否插入，若没有插入判断输出线是否有插入记录，有记录输出告警；
[0028]若输出线已经插入，判断是否有音频告警，有则进行音频告警；否则判断是否处于音频告警状态；若否，检查音频输入线是否正常接入继续判断；若处于音频告警状态，判断是否进行音频消警，若没有进行音频消警，则检查音频输入线是否正常接入继续判断直至
进行音频告警。
[0029]优选地，所述音频告警的过程包括，当告警信号的告警时长达到200ms触发后端告警，且如果音频是持续告警，则每30秒检测当前是否还在持续，如果还在告警，则再次发送告警，云服务器端进行二次校验，如果未通知到用户则上一个告警累加数量，如果客户已解决，则按新的告警通知用户。
[0030]优选地，基于超视距VHF技术发送至所述船舰，进行应急疏散语音通信播报的过程还包括，通过信息存储设备对播报语音进行存储，用户通过语音回放功能播放历史播报记录，同时基于语音识别技术将正在播放的音频信息转换为对应的文字，以字幕的形式显示在显示屏上。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0032]本专利技术所提供的一种基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，可以有效避免船舶进入危险水域，并预防船舶之间发生碰撞，确保船舶的安全通行，能够在水域工程项目中合理地管理船舶，为项目的进度、安全、质量及船舶通航的安全性提供可靠保障；新增了语音回放功能，用户可通过选择回放方式便捷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，其特征在于，包括：基于水上搜救指挥中心接收VHF水上搜救基站的甚高频信号，并对所述甚高频信号进行预处理，去除所述甚高频信号中的干扰信号，获得目标甚高频信号；将所述目标甚高频信号发送至陆地调度中心，所述陆地调度中心接收所述目标甚高频信号，获得船舰的位置信息；根据所述位置信息，生成船舰航行的真实轨迹曲线；构建目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型，基于所述目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型预测船舰的航行趋势，生成所述船舰航行的预测轨迹曲线；通过判断所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异实现对船舰航行的异常识别，获得识别结果；根据所述识别结果，生成告警信息，并基于超视距VHF技术发送至所述船舰，进行应急疏散语音通信播报。2.根据权利要求1所述的基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，其特征在于，对所述甚高频信号进行预处理，去除所述甚高频信号中的干扰信号，获得目标甚高频信号的过程包括，首先对所述甚高频信号进行去噪和啸叫消除处理，然后进行分帧处理后再进行加窗处理，再对加窗后的甚高频信号进行快速傅里叶变换和缓存处理，获得所述目标甚高频信号。3.根据权利要求1所述的基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，其特征在于，构建目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型的过程包括，收集目标区域航线的历史航行数据，构建初始模糊C均值聚类隐马尔可夫模型；基于所述历史航行数据，建立人
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船意图数据集，基于所述人
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船意图数据集对所述初始模糊C均值聚类隐马尔可夫模型进行参数学习，获得目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型。4.根据权利要求1所述的基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，其特征在于，获得所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异的过程包括，根据特定机型的标准操作程序和飞行计划，提取标准航行操作数据；基于所述标准航行操作数据建立参考意图数据集，基于所述参考意图数据集建立马尔可夫决策过程模型；将目标甚高频信号数据分别输入所述马尔可夫决策过程模型和目标模糊C均值聚类隐马尔可夫模型，推理后对应输出获得参考意图和人
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船意图；通过判断所述参考意图和人
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船意图间的差异获得所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线间的差异。5.根据权利要求1所述的基于超视距VHF技术的海上应急疏散语音通信播报方法，其特征在于，通过判断所述真实轨迹曲线和预测轨迹曲线的差异实现对船舰航行的异常识别，获得识别结果的过程包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：于迅，彭士涛，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：