一种内河航运监控系统及方法技术方案

本公开涉及一种内河航运监控系统及方法，系统包括：采集模块，其用于采集目标船舶航行的多源信息；数据处理模块，其与采集模块通信连接，用于接收多源信息，并根据多源信息，获得目标船舶未来航行状况的预测结果；预报警模块，其与数据处理模块通信连接，用于根据所得预测结果判断目标船舶是否需要进行预警或报警；数据传输模块，其分别与数据处理模块、预报警模块通信连接，用于以每个船舶和/或岸基为交互节点构建无线自组织通信网络。方法应用于上述系统中。本公开具有覆盖度和可靠性高、能准确地对内河航运船舶进行监控、预警和报警，有利于减少内河航运船舶的事故发生概率，减少人员和财产损失，且应用成本低，适用于内河航运场景中。运场景中。运场景中。

【技术实现步骤摘要】
一种内河航运监控系统及方法


[0001]本公开涉及航运监控
，具体涉及一种内河航运监控系统及方法。

技术介绍

[0002]内河航运产业在我国国民经济发展中占据重要位置，目前内河航运船舶基本配备AIS(Automatic Identification System，船舶自动识别系统)，同时辅助配备船舶定位设备、船用雷达、船载传感仪器等，但目前各个系统或设备之间单独应用，没有在内河航运保障体系中良好融合，且目前的航运监控系统多应用于海上运输船舶，其存在以下缺陷：
[0003]其一，当前的航运监控系统多采用传统无线网络进行通信，忽略了内河航道的自然条件及建设成本限制，在偏远内河航道和大部分缺乏基站建设的航行区域难以有效覆盖，影响航运监控系统的覆盖度和可靠性；
[0004]其二，当前没有专用于内河航运场景中，针对内河航运特殊航况和船舶常见事故的可靠预警报警系统，导致无法及时地对内河航运船舶进行预警和报警，造成人员和财产损失。
[0005]综上所述，现有的海上航运监控系统未能良好地应用于内河航运系统中，存在覆盖度和可靠性低、不能有效预警和报警的缺陷。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种内河航运监控系统及方法。本公开具有覆盖度和可靠性高、能准确地对内河航运船舶进行监控、预警和报警，有利于减少内河航运船舶的事故发生概率，减少人员和财产损失，且应用成本低，适用于内河航运场景中。
[0007]本公开所述的一种内河航运监控系统，包括：r/>[0008]采集模块，其用于采集目标船舶航行的多源信息，所述多源信息包括环境信息、船舶定位信息以及船舶状态信息；
[0009]数据处理模块，其与所述采集模块通信连接，用于接收所述多源信息，并根据所述多源信息，获得目标船舶未来航行状况的预测结果；
[0010]预报警模块，其与所述数据处理模块通信连接，用于根据所得预测结果判断目标船舶是否需要进行预警或报警；
[0011]数据传输模块，其分别与所述数据处理模块、所述预报警模块通信连接，用于以每个船舶和/或岸基为交互节点构建无线自组织通信网络；所述预报警模块在判断目标船舶需要进行预警或报警时，将预警信息或报警信息通过所述无线自组织通信网络传输至其他船舶和/或岸基。
[0012]优选地，所述采集模块包括：
[0013]船载传感器单元，其包括船舶姿态传感器、风速传感器、船舶吃水传感器、定位模组中的至少一种或多种；
[0014]AIS服务单元，其用于获取目标船舶的船名、符号、船位、船速和船向信息；
[0015]船用雷达单元，其用于辅助获取目标船舶的定位信息。
[0016]优选地，所述数据处理模块根据所述多源信息，获得目标船舶未来航行状况的预测结果具体为：
[0017]事故分类：获取目标船舶航行航道事故原因不同的多起航运事故报告分析，按事故类型对所述多起航运事故报告分析进行分类作为训练集；
[0018]模型训练：将所得训练集作为ISM
‑
BN模型的输入数据，构建用于预测船舶发生各类型事故概率的预测模型；
[0019]结果预测：实时获取目标船舶的多源信息，将目标船舶的多源信息输入到所得预测模型中，获得目标船舶发生各类型事故的概率，即为目标船舶未来航行状况的预测结果。
[0020]优选地，所述事故分类中，事故类型分为碰撞、自沉、搁浅、触碰或其他。
[0021]优选地，所述模型训练具体为：
[0022]按事故原因进行船舶航行参数设置，所述船舶航行参数包括船舶航行状况、船况、船龄、船舶尺寸、船型、载货状况、天气条件、水文条件、航道条件和水域条件；
[0023]根据各船舶航行参数之间是否存在相互影响，构建用于表征各船舶航行参数间相互关系的邻接矩阵，根据所得邻接矩阵计算获得可达矩阵，根据所得可达矩阵确定不同船舶航行参数间的分级可得关于该航道船舶的航行事故影响因素ISM；
[0024]构建关于各航行事故影响因素ISM的模糊逻辑关系；
[0025]将所得训练集作为输入数据，构建用于表征事故类型与各航行事故影响因素ISM映射关系的拓扑网络，该拓扑网络即为所述预测模型。
[0026]优选地，所述结果预测具体为：
[0027]将目标船舶的多源信息中的对应参数输入到所述预测模型中，获得目标船舶发生各类型事故概率。
[0028]优选地，所述预报警模块根据所得预测结果判断目标船舶是否需要进行预警或报警具体为：
[0029]当满足任一类型事故的发生概率大于75％，或者事故加权总概率大于80％时，判断目标船舶需要进行预警；
[0030]当满足任一类型事故的发生概率大于95％，或者事故加权总概率大于90％时，判断目标船舶需要进行报警。
[0031]优选地，所述事故加权总概率按如下公式计算：
[0032][0033]其中，a＝47％表示目标船舶发生碰撞事故概率的权重，p
a
表示目标船舶发生碰撞事故的概率；
[0034]b＝18％表示目标船舶发生自沉事故概率的权重，p
b
表示目标船舶发生自沉事故的概率；
[0035]c＝13％表示目标船舶发生搁浅事故概率的权重，p
c
表示目标船舶发生搁浅事故的概率；
[0036]d＝12％表示目标船舶发生触碰事故概率的权重，p
d
表示目标船舶发生触碰事故
的概率；
[0037]e＝10％表示目标船舶发生其他事故概率的权重，p
e
表示目标船舶发生其他事故的概率。
[0038]优选地，所述无线自组织通信网络为MANET网络。
[0039]本公开的一种内河航运监控方法，其特征在于，应用如上所述的内河航运监控系统，包括以下步骤：
[0040]以每个船舶和/或岸基为交互节点构建无线自组织通信网络；
[0041]采集目标船舶航行的多源信息，所述多源信息包括环境信息、船舶定位信息以及船舶状态信息；
[0042]根据所述多源信息，获得目标船舶未来航行状况的预测结果；
[0043]根据所得预测结果判断目标船舶是否需要进行预警或报警；
[0044]在判断目标船舶需要进行预警或报警时，将预警信息或报警信息通过所述无线自组织通信网络传输至其他船舶和/或岸基。
[0045]本公开所述的一种内河航运监控系统及方法，其优点在于：
[0046]1、本公开针对内河航运船舶吨位小、运输速度慢、运营成本低，且数量较多的特点，运用无线自组织通信网络技术，将每艘航行船舶作为交互节点，建立多节点的互连网络，可为内河船舶提供大量的信息传输业务，能够及时地将船舶的预警信息和报警信息传输给附近的航行船舶和岸基，实现预警信息和报警信息的快速高效传输，可快速建立、不依赖于固定主干网，尤其适用于偏远内河自然航道和大部分缺乏基站建设的航行区域，将可有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内河航运监控系统，其特征在于，包括：采集模块，其用于采集目标船舶航行的多源信息，所述多源信息包括环境信息、船舶定位信息以及船舶状态信息；数据处理模块，其与所述采集模块通信连接，用于接收所述多源信息，并根据所述多源信息，获得目标船舶未来航行状况的预测结果；预报警模块，其与所述数据处理模块通信连接，用于根据所得预测结果判断目标船舶是否需要进行预警或报警；数据传输模块，其分别与所述数据处理模块、所述预报警模块通信连接，用于以每个船舶和/或岸基为交互节点构建无线自组织通信网络；所述预报警模块在判断目标船舶需要进行预警或报警时，将预警信息或报警信息通过所述无线自组织通信网络传输至其他船舶和/或岸基。2.根据权利要求1所述内河航运监控系统，其特征在于，所述采集模块包括：船载传感器单元，其包括船舶姿态传感器、风速传感器、船舶吃水传感器、定位模组中的至少一种或多种；AIS服务单元，其用于获取目标船舶的船名、符号、船位、船速和船向信息；船用雷达单元，其用于辅助获取目标船舶的定位信息。3.根据权利要求1所述内河航运监控系统，其特征在于，所述数据处理模块根据所述多源信息，获得目标船舶未来航行状况的预测结果具体为：事故分类：获取目标船舶航行航道事故原因不同的多起航运事故报告分析，按事故类型对所述多起航运事故报告分析进行分类作为训练集；模型训练：将所得训练集作为ISM
‑
BN模型的输入数据，构建用于预测船舶发生各类型事故概率的预测模型；结果预测：实时获取目标船舶的多源信息，将目标船舶的多源信息输入到所得预测模型中，获得目标船舶发生各类型事故的概率，即为目标船舶未来航行状况的预测结果。4.根据权利要求3所述内河航运监控系统，其特征在于，所述事故分类中，事故类型分为碰撞、自沉、搁浅、触碰或其他。5.根据权利要求4所述内河航运监控系统，其特征在于，所述模型训练具体为：按事故原因进行船舶航行参数设置，所述船舶航行参数包括船舶航行状况、船况、船龄、船舶尺寸、船型、载货状况、天气条件、水文条件、航道条件和水域条件；根据各船舶航行参数之间是否存在相互影响，构建用于表征各船舶航行参数间相互关系的邻接矩阵，根据所得邻接矩阵计算获得可达矩阵，根据所得可达矩阵确定不同船舶航行参数间的分级可得关于该航道...

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳，林胜亮，章翔，张敏，水宜水，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：