CN104882028A - 一种双控制河段船舶通行指挥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双控制河段船舶通行指挥方法，属于河段通行控制指挥技术领域。该方法基于AIS/雷达数据，自动生成双控制河段中指挥台、控制台和预告台的通行信号，为自动揭示双控制河段船舶通行信号提供实时、准确的通行命令。本方法的优点在于：能够根据接收到的AIS/雷达数据动态生成通行信号，提供实时、准确地通行命令。实现了对双控制河段船舶通行命令生成的智能化，解决了双控制河段船舶指挥的核心问题，显著地提高了指挥效率和指挥精度，减少了工作人员的工作负担。

Description

一种双控制河段船舶通行指挥方法

技术领域

本发明属于河段通行控制指挥技术领域，涉及一种双控制河段船舶通行指挥方法。

背景技术

在长江等航道河段船舶通行指挥领域中，控制河段是指航道条件较差，航道宽度、弯曲程度或流态等条件不能满足船舶安全对驶的要求，船舶只能单向通过的河段。控制河段根据航道条件不同，分为单控制河段和双控制河段。单控制河段是指航道内不允许船舶对驶，与其他控制河段相距较远，联系较少。双控制河段由相距很近且在同水位期都需要控制的两个控制河段组合而成，二者之间有允许船舶对驶且可供上行船舶稳船的水域，两个控制河段自下而上编号，为第一控制河段和第二控制河段。双控制河段与单控制河段存在较大差别，航道异常复杂，控制范围长，信号台工作方式多变，通行控制任务艰巨。

目前，双控制河段通行信号台信息化水平严重滞后，无法共享信息，成为“信息孤岛”。信号员只能通过人工瞭望、VHF电话联系来获取本控制河段上下水船位信息，通过VHF电话联系获取相邻信号台船舶的通行情况，凭借信号员业务水平和经验揭示通行信号。这种方式下，信号员既难以准确掌握本河段船舶位置及相邻信号台的通行情况，又受到指挥经验的限制，很难做出准确的指挥，容易造成通行效率低下，船舶长时间不能通过控制河段。甚至酿成交通事故，造成巨大的经济损失。这种单一的人工指挥方式，不仅耗时耗力，而且受到很多非理性因素影响，譬如信号员指挥水平、心情、心理状态、人员调动换岗等，信号员工作量大，船舶通行效率低，指挥命令准确性差。

现阶段的“控制河段通行信号智能指挥系统”，利用获取的AIS数据，通行指挥专家系统自动生成控制河段通行信号，其通行指挥方法是面向的单控制河段。由于双控制河段的通行指挥的指挥规则更加复杂，需要协同考虑两个控制河段船舶通行情况，才能进行有效的通行指挥。目前还没有一种可行双控制河段的智能通行指挥方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双控制河段船舶通行指挥方法，该方法根据AIS/雷达获取的船位、船速、航向等信息自动生成双控制河段通行信号，实现对双控制河段的智能通行指挥。解决了目前信号台协同能力差、指挥准确度低等问题，有效减少了工作人员的工作负担。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双控制河段船舶通行指挥方法，包括以下步骤：

S1：信息预处理：AIS/雷达数据采集终端对有效范围内获取到的AIS/雷达数据进行筛选，得到有效船舶列表。如果控制河段由于地理环境、天气等因素的影响需要安装多台AIS/雷达数据采集设备才能获取到整个控制河段船舶信息，则首先要通过网络将这些设备收到的数据进行实时同步，并去掉冗余数据；

S2：待指挥船舶列表生成：进一步对有效船舶列表按照船舶所在区域分类，得到第一、第二控制河段的待指挥船舶列表和已指挥船舶列表。并在如收到新的船舶AIS/雷达数据、有船舶进出漕等情况下，实时更新这些列表；

S3：指挥方向的确定：根据指挥规则，通过计算并比较每个控制河段待指挥船舶上、下行船到达各自界限标的时间确定指挥方向，其中对上行船舶可根据往年同期数据增加冗余时间；

S4：即将揭示船舶的确定：在已确定的指挥方向上，将预计第一艘到达指挥断面的待指挥船舶确定为该控制河段即将揭示船舶；

S5：按通行规则指挥船舶：分别判断第一、第二控制河段即将揭示船舶是否达到指挥条件，在即将揭示船舶未达到指挥条件而有其他船舶需要指挥时，先指示其它船舶动向(如上行船在稳船区稳船等待、下行船减速慢行等)，待即将揭示船舶达到指挥条件时指挥即将揭示船舶通过。

进一步，步骤S1中所述所述AIS信息包括船舶静态信息和动态信息，雷达信息包括动态信息。船舶静态信息是指船舶的基本信息，其中静态信息主要指船舶的基本信息，主要有呼号、船名、MMSI、船舶长度和宽度、船舶类型，船舶类别主要有客轮、货轮、滚装轮和其他。动态信息主要包括船舶对地航速、对地航向、船位信息(船舶经、纬度信息)、国际时间、吃水、危险货物种类、航行状态、目的港和预计抵达时间等信息。根据船舶的动静态信息可以实时跟踪控制河段及附近船舶，准确获悉控制河段及附近船舶通行情况。

进一步，步骤S1中所述的AIS/雷达数据采集终端主要是指AIS/雷达等接收设备，能够接收有限范围内船载AIS设备发出的船舶信息；如果控制河段受地形限制，则需要多台AIS/雷达接收设备才能获取整个控制河段区域的船舶信息，此时需要网络通信技术把这些数据实时同步，保证数据完整性，保证系统指挥的准确性。

进一步，步骤S1具体包括以下步骤：

S11:数据采集终端采集整个双控制河段船舶AIS/雷达信息。根据AIS/雷达的接收范围确定接收设备的数目，使其能接收整个双控制河段区域的船舶信息，如果需要使用多余1台设备，则需要通过网络通信技术把这些设备接收的数据实时同步，保证数据完整性，保证系统指挥的准确性。

S12:对船舶AIS信息解码，得到船舶的动态信息和静态信息，主要提取船位、船型、航向、航速、目的地、所载货物等船舶状态信息，存入本地数据中心。

S13:对接收到的AIS/雷达数据进行筛选，将有效范围外和速度为0的船舶去掉，得到有效船舶列表。

进一步，步骤S2中所述待指挥船舶列表，指在有效船舶列表中去掉进出港船舶、已指挥船舶、副漕内船舶、违规船舶和不指挥的特殊船舶等。进出港船舶指在河段有效范围内存在港口时离港或者靠港的船舶。副漕指在控制河段内在水位较高时能通行的航道，按照指挥规则，对于走副漕的船舶不予指挥。对于正、副漕同时存在的时候，通过在划定副槽所在区域，对于船位在所划定区域内的船舶认为在副漕内。

进一步，步骤S3中所述生成第一、第二控制河段指挥方向的确定包括以下要点(以第一控制河段为例)：

S31:先计算第一控制河段待指挥船舶每艘船到达第一控制河段上界限标的航道路程：

S32:计算第一控制河段待指挥船舶每艘船舶的平均航速：

S33:计算第一控制河段待指挥船舶每艘船舶到达第一控制河段上界限标时间(包括按即时航速和平均航速计算获得的时间)：

S34:对上行船舶在S33计算获得的时间基础上增加一冗余时间，该冗余时间可根据上行船历史同期时段通过第一控制河段的时间计算所得；

S35；对第一控制河段待指挥上行船和待指挥下行船按照到达第一控制河段上界限标时间排序，分别得到上、下行船预计最先到达界限标的船舶；再比较这两艘船舶到达时间，先到达的船舶方向即为指挥方向：

S36:第二控制河段指挥方向按照S31到S35得到。

进一步，在确定的指挥方向上，将第一艘到达指挥断面的船舶定为即将揭示船舶。

进一步，步骤S5在得到每个河段即将揭示船舶的基础上，跟踪判断即将揭示船舶是否达到揭示条件，对于达到揭示条件的船舶按规则生成通行命令。

进一步，步骤S5具体包括以下要点：

S51:对于第一控制河段即将揭示船舶为上行船时，揭示条件为：1)第一控制河段无下行船；2)该船能达到在过渡区稳船的条件；3)该船到达指挥断面。

进一步，该船到达在过渡区稳船的条件包括以下几种：1)该船到达过渡区时间+稳船时间+冗余时间<＝第二控制河段内(外)所有下水船到达第二控制河段界限标时间；2)该船数量(1)+第一控制河段上行船数量+过渡区稳船数量<＝过渡区允许稳船数量。

S52：对于第一控制河段即将揭示船舶为下行船，揭示条件为：1)第一控制河段无上行船；2)该即将揭示船舶到达指挥断面；

S53:对于第二控制河段即将揭示船舶为上行船时，揭示条件为：1)第二控制河段无下行船；2)该即将揭示船舶到达指挥断面；

S54：对于第二控制河段即将揭示船舶为下行船，揭示条件为：1)第一、第二控制河段无上行船；2)过渡区稳船数量<＝过渡区允许稳船数量；3)该船达到指挥断面。

本发明的有益效果在于：本发明所述的方法应用AIS/雷达数据和数据存储等技术，自动生成双控制河段中指挥台、控制台的河段通行信号，完成预告台与指挥台的通行信号同步揭示，显著的提高了指挥效率和指挥精度，减少了工作人员的工作负担。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为双控制河段示意图；

图2为本方法流程图；

图3为得到有效船舶流程图；

图4为指挥条件判断图；

图5为突然出现船舶和违规船舶指挥流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为双控制河段示意图，如图所示，双控制河段包含6个航标，主要有上鸣笛标、4个界限标和下鸣笛标。由6个航标划分出7个区域，包括上游、上掉头区、第二控制河段、过渡区、第一控制河段、下稳船区以及下游。

双控制河段信号台包括指挥台、控制台、预告台；所述指挥台是对双控制河段船舶通行指挥起决定作用的信号台，用于自动生成和揭示双控制河段船舶通行信号；所述控制台用于揭示指挥台生成的控制台通行信号(控制台可与指挥台悬挂不同的信号)；所述预告台用于在指挥台揭示通行信号时，同步揭示相应的通行信号(预告台须与指挥台悬挂相同信号)。

图2为本发明方法总流程图，如图所示，主要包括信息预处理，待指挥队列生成，第一、二控制河段待指挥首船生成，跟踪判断即将揭示船舶是否达到揭示条件，按通行规则生成通行信号等。

具体包括以下步骤：

S1：信息预处理：AIS/雷达数据采集终端对有效范围内获取到的AIS/雷达数据进行筛选，得到有效船舶列表。如果控制河段由于地理环境、天气等因素的影响需要安装多台AIS/雷达数据采集设备才能获取到整个控制河段船舶信息，则首先要通过网络将这些设备收到的数据进行实时同步，并去掉冗余数据；

S2：待指挥船舶列表生成：进一步对有效船舶列表按照船舶所在区域分类，得到第一、第二控制河段的待指挥船舶列表和已指挥船舶列表。并在如收到新的船舶AIS/雷达数据、有船舶进出漕等情况下，实时更新这些列表；

S3：指挥方向的确定：根据指挥规则，通过计算并比较每个控制河段待指挥船舶上、下行船到达各自界限标的时间确定指挥方向，其中对上行船舶可根据往年同期数据增加冗余时间；

S4：即将揭示船舶的确定：在已确定的指挥方向上，将预计第一艘到达指挥断面的待指挥船舶确定为该控制河段即将揭示船舶；

S5：按通行规则指挥船舶：分别判断第一、第二控制河段即将揭示船舶是否达到指挥条件，在即将揭示船舶未达到指挥条件而有其他船舶需要指挥时，先指示其它船舶动向(如上行船在稳船区稳船等待、下行船减速慢行等)，待即将揭示船舶达到指挥条件时指挥即将揭示船舶通过。

图3为本发明步骤S1的流程图，如图所示，根据AIS接收装置接收到的船舶动静态数据，经过去重和去掉有效范围外和停靠船舶，得到有效船舶列表。遍历有效船舶列表，去除掉停靠船舶、走副漕船舶、不指挥的特殊船舶、违规船舶、已指挥船舶，得到第一控制河段待指挥船舶列表。

图4为判断第二控制河段即将揭示船舶指挥条件流程图。如图所示，根据即将揭示船舶与河段内当前船舶的约束以及与另一个控制河段即将揭示船舶的约束，跟踪判断即将揭示船舶是否达到揭示条件。图5为突然出现船舶和违规船舶指挥流程图。

下面结合优选实施例说明指挥流程：

如在第一控制河段有即将揭示上水船，第二控制河段有即将揭示下水船，第一控制河段当前有下水船，第二控制河段当前有上水船，稳船区有1艘上水船；

对于第一控制河段，跟踪判断即将揭示上水船是否达到揭示条件(揭示该信号与当前河段通行船舶无冲突，不会影响第二控制河段即将揭示下水船的揭示且到达指挥断面)，在未达到揭示条件时第一控制河段不揭示该上水船；如果判断第一控制河段即将揭示上水船能在稳船区稳船(稳船总数<＝允许稳船总数且比第二控制河段下水船先到达稳船区)，会指挥该上水船通过第一控制河段。否则指挥该船在下稳船区等候；

对于第二控制河段，同样跟踪判断即将揭示下水船是否达到揭示条件(揭示该信号与当前河段通行船舶无冲突，不会影响第一控制河段即将揭示上水船的揭示且到达指挥断面)，在未达到揭示条件时第二控制河段不揭示该上水船；到达揭示条件时，指挥该船通过第二控制河段。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：信息预处理：AIS/雷达数据采集终端对接收范围内获取到的AIS/雷达数据进行筛选，得到有效船舶列表；如果控制河段需要安装多台AIS/雷达数据采集设备才能获取到整个控制河段船舶信息，则首先要通过网络将这些设备收到的数据进行实时同步，并去掉冗余数据；

S2：生成待指挥船舶列表：进一步对有效船舶列表按照船舶所在区域分类，得到第一、第二控制河段的待指挥船舶列表和已指挥船舶列表，并在收到新的船舶AIS/雷达数据、有船舶进出漕等情况下，实时更新这些列表；

S3：指挥方向的确定：根据指挥规则，通过计算并比较每个控制河段待指挥船舶上、下行船到达各自界限标的时间确定指挥方向，其中对上行船舶可根据往年同期数据增加冗余时间；

S4：即将揭示船舶的确定：在已确定的指挥方向上，将预计第一艘到达指挥断面的待指挥船舶确定为该控制河段即将揭示船舶；

S5：按通行规则指挥船舶：分别判断第一、第二控制河段即将揭示船舶是否达到指挥条件，在即将揭示船舶未达到指挥条件而有其他船舶需要指挥时，先指示其它船舶动向，待即将揭示船舶达到指挥条件时指挥即将揭示船舶通过。

2.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S1中所述AIS/雷达数据主要包括AIS岸台接收设备接收到的船载AIS设备发出的信息或雷达扫描获取的船舶动态数据；

AIS信息主要包括静态信息和动态信息；其中静态信息主要指船舶的基本信息，主要有呼号、船名、MMSI、船舶长度和宽度、船舶类型，船舶类别主要有客轮、货轮、滚装轮和其他；动态信息主要包括船舶对地航速、对地航向、船位信息、国际时间、吃水、危险货物种类、航行状态、目的港和预计抵达时间等信息；根据船舶的动静态信息可以实时跟踪控制河段及附近船舶，准确获悉控制河段及附近船舶通行情况。

3.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S1中所述的有效范围指在岸台AIS/雷达能接收到或探测到的情况下，人为划定的被认为对指挥会产生影响的区域。

4.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S1中所述的有效船舶列表主要指在有效范围内接收到的船舶信息，去掉其中船速为0的船舶后余下的船舶。

5.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S2中待指挥船舶主要包括将有效船舶列表中已指挥船舶、靠港船舶、副漕船舶、违规船舶和不指挥特殊船舶去除掉后剩下的船舶。

6.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S3中所述的指挥方向是指待指挥船舶中先到达上界限标的船舶对于水流的方向，确定为指挥方向，分为跟水流方向相同和跟水流方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S4中所述的即将揭示船舶指在待指挥船舶中，在指挥方向上预计最早达到指挥断面的船舶。

8.根据权利要求1所述的一种双控制河段船舶通行指挥方法，其特征在于：步骤S5中指挥条件指待指挥船舶的指挥与当前河段行驶的船舶无冲突、不会影响另一个控制河段即将揭示船舶且到达指挥断面；指示其他船舶动向指在即将揭示船舶还未达到指挥条件但其他船舶需要指示时，指示其他船舶的动向。