CN104933663A - 内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法，包括硬件层、服务层、业务层、管理／应用层和信息共享层，硬件层为智能船载装置，服务层包括GIS引擎、北斗位置服务和船舶状态监测，业务层包括基于离线GIS的特征点标记、智能过闸、船岸联运电子商务和应急指挥调度，管理／应用层包括后台管理中心、船闸调度中心、企业信息中心和应急指挥中心，信息共享层为大数据中心。硬件层采集监测的数据结合服务层提供的GIS服务和北斗位置服务，能够实现业务层所述的各项业务功能，为管理／应用层提供数据与便捷服务，信息共享层能让内河流域获得更多的信息服务。该系统及方法对实现内河流域船岸互通、航运安全管控和提高通航能力意义重大。

Description

内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法

技术领域

本发明涉及内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法，具体涉及了船联网应用领域，应用了北斗卫星导航、北斗短报文、GIS、传感器、大数据存储与分析等技术。

背景技术

物联网技术的兴起使越来越多的行业智能化水平不断提高，基于物联网技术在航运方面的研究应用衍生了新的技术领域——船联网。船联网利用了卫星导航定位、无线射频识别(RFID)、传感器、云计算、大数据分析处理等多种技术手段，将船、人、岸之间互相连接起来，利用资源和信息的共享，对提高通航能力和物流交易效率有显著作用。

然而，由于技术融合的复杂性、沿岸区域经济发展的不平衡性，船联网在内河航运领域的应用还比较少，远没有达到航运智能化的要求。常用的船载终端一般是海船上使用的AIS终端，或市面上出售的功能较单一的船载终端，没有结合内河航运的特点和需求。如中国专利申请号为201010539619.1公开的一种基于射频识别及云计算的船联网构建方法，包括云端平台、中间件、船舶管理中心、数据采集及传输系统、网络固定基站、船载射频设备，通过云端平台的分布式网络将基于RFID技术所构建的各种异构系统进行连接，使各管理部门实现数据共享和信息管理。上述发明主要针对数据共享提供了云架构的解决方案，没有解决内河流域船舶过闸、沿岸电子商务(包括船代货代交易等)以及应急指挥调度等实际问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术应用领域的空白和功能不够全面的不足，提供了使用方便、安全可靠的内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法，包括硬件层、服务层、业务层、管理／应用层和信息共享层，硬件层为智能船载装置，服务层包括GIS引擎、北斗位置服务和船舶状态监测，业务层包括基于离线GIS的特征点标记、智能过闸、船岸联运电子商务和应急指挥调度，管理／应用层包括后台管理中心、船闸调度中心、企业信息中心和应急指挥中心，信息共享层为大数据中心；其特征在于，包括以下步骤：：

步骤一，智能船载装置通过传感器、摄像头等外接设备采集船舶实时状态数据和视频、图像数据；

步骤二，北斗卫星定位数据与采集到的状态、视频等数据进行绑定；

步骤三，根据不同的业务需求，将数据与服务层对接，进入对应的业务阶段，以下业务可以并发执行：

(1)对港口、码头和危险地点等特征点进行GIS地图标记，可在离线GIS地图上查看特征点，并在船舶靠近特征点时发出提示或预警；

(2)船舶到达锚地界线时，自动报闸并查看图形化排档结果，在指定位置候闸并按时过闸；

(3)船舶到达港口、码头的范围区域时，企业信息中心将进行船代、货代等信息推送，船员也可发布吉船信息、装卸需求信息或联运信息，通过在线交互确认订单并完成电子交易；

(4)通过AIS或北斗短报文／3G／GPRS等方式连接系统建设部门应急指挥中心或海事部门救援中心，遇到紧急情况，船员可通过智能船载装置的“一键报警”按键进行报警，应急指挥中心也可主动发起应急指挥调度。

步骤四，上述业务所用到的各类基础数据和数据分析结果均实时上传到信息共享层的大数据中心，供各相关部门或其他业务共享使用。

作为本发明的进一步说明，以上所述智能船载装置集成了支持BD1／BD2的北斗卫星导航芯片、3G／GPRS模块和AIS模块，外接的数据采集设备包括油耗传感器、油量传感器、吃水深传感器、温湿度传感器、水平姿态传感器、摄像头和麦克风。

作为本发明的进一步说明，以上所述智能船载装置包含GIS数据库，实现离线GIS引擎功能，可以在本地加载GIS地图，无需网络实时连接；装载船闸调度中心的ETC电子收费系统客户端，可进行不停船过闸收费。

作为本发明的进一步说明，以上所述应急指挥调度过程将调用油耗、油量、吃水深、温湿度、水平姿态等实时状态数据和视频录像监控等进行指挥调度决策参考。

本发明的优点：

1.离线GIS地图存储在智能船载装置的本地GIS数据库上，加载速度快，不依赖于网络通信环境，随时可以使用。

2.智能过闸提高了内河通航效率。

3.船岸联运电子商务满足了船和沿岸物流企业的需求信息共享，提高内河交通物流的效率。

4.应急指挥调度参考船舶状态监测融合数据分析与在线音视频交互，能更准确判定紧急情况并能将调度指令实时、正确地下发到船上。

5.大数据中心的启用为数据共享提供了保障，避免了数据的重复采集和资源浪费。

附图说明

图1是本发明的系统结构框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。

实施例：

如图1所示，内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法，包括硬件层、服务层、业务层、管理／应用层和信息共享层，硬件层为智能船载装置，服务层包括GIS引擎、北斗位置服务和船舶状态监测，业务层包括基于离线GIS的特征点标记、智能过闸、船岸联运电子商务和应急指挥调度，管理／应用层包括后台管理中心、船闸调度中心、企业信息中心和应急指挥中心，信息共享层为大数据中心；包括以下步骤：

步骤一，智能船载装置通过传感器、摄像头等外接设备采集船舶实时状态数据和视频、图像数据；

步骤二，北斗卫星定位数据与采集到的状态、视频等数据进行绑定；

步骤三，根据不同的业务需求，将数据与服务层对接，进入对应的业务阶段，以下业务可以并发执行：

(1)对港口、码头和危险地点等特征点进行GIS地图标记，可在离线GIS地图上查看特征点，并在船舶靠近特征点时发出提示或预警；

(2)船舶到达锚地界线时，自动报闸并查看图形化排档结果，在指定位置候闸并按时过闸；

(3)船舶到达港口、码头的范围区域时，企业信息中心将进行船代、货代等信息推送，船员也可发布吉船信息、装卸需求信息或联运信息，通过在线交互确认订单并完成电子交易；

(4)通过AIS或北斗短报文／3G／GPRS等方式连接系统建设部门应急指挥中心或海事部门救援中心，遇到紧急情况，船员可通过智能船载装置的“一键报警”按键进行报警，应急指挥中心也可主动发起应急指挥调度。

步骤四，上述业务所用到的各类基础数据和数据分析结果均实时上传到信息共享层的大数据中心，供各相关部门或其他业务共享使用。

智能船载装置集成了支持BD1／BD2的北斗卫星导航芯片、3G／GPRS模块和AIS模块，外接的数据采集设备包括油耗传感器、油量传感器、吃水深传感器、温湿度传感器、水平姿态传感器、摄像头和麦克风。同时装载GIS数据库、ETC电子收费系统客户端、船岸联运电子商务板块等软件功能。

实例一：

基于离线GIS引擎的特征点标记：

(1)当船舶到达港口、码头或危险地点，而智能船载装置并未显示该地点为特殊区域时，可进行特征点标记；

(2)按下智能船载装置界面或面板上的对应按钮，一键采集北斗位置信息；

(3)智能船载装置的界面上弹出菜单选择特征点类型并输入相关信息，按下确认键；

(4)位置信息与特征点信息回传后台管理中心GIS服务器，经审核确认后返回智能船载装置的GIS数据库，并在地图上显示特征点；

(5)当船舶经过特征点所在区域时，智能船载装置界面自动弹出提示消息，若是危险点所在区域则提前预警。

实例二：

智能过闸：

(1)智能船载装置实时获取北斗位置信息，当船舶到达锚地线即弹出报闸提示，可经由软件界面或一键报闸按钮确认报闸，将船舶基本信息、货物信息等报闸所需数据传至船闸调度中心，未到达锚地的船舶不能进行报闸；

(2)船闸调度中心根据船舶基本信息(大小、长宽、吨位、货物等)，结合锚地已经报闸的船舶给出排档仿真图形；

(3)报闸调度员根据图形调整每艘船的位置，以达到最佳排档效果；

(4)排档完成后将结果发送到各报闸船舶的智能船载装置，并在界面上图形化显示排档位置，同时通知过闸时间；

(5)船舶根据排档结果开至指定位置等候过闸，并触发ETC电子收费系统，提示缴费信息；

(6)船员通过智能船载装置上的ETC电子收费系统客户端界面在线缴费，按时过闸。

实例三：

船岸联运电子商务：

(1)智能船载装置实时获取船舶北斗位置信息并发送至企业信息中心服务器；

(2)企业信息中心按船舶所在港口或码头的位置范围进行信息推送，推送的信息包括车代、船代、货代等电子商务需求信息，船舶也可经由智能船载装置的电子商务板块发布吉船信息、装卸需求信息或联运信息等；

(3)船员选择需要的信息并在智能船载装置提供的电子商务板块界面进行在线交流，可使用视频、语音通话和文字交流等方式，双方达成共识后即可下订单，完成在线交易；

(4)根据订单指定的时间和地点完成相应业务。

实例四：

应急指挥调度：

(1)智能船载装置从油耗、油量、吃水深、温湿度、水平姿态等传感器上读取数据并进行分析；

(2)经分析后的数据在智能船载装置的系统上以仪表器的模式显示出来，供船员实时监测；

(3)遇到紧急情况，可按下智能船载装置的一键报警按键，应急指挥中心也可根据调度需要发起应急调度指挥；

(4)智能船载装置系统强制启动装置视频、语音、文字在线交互功能，实现船员与应急指挥中心的交互；

(5)在交互过程中自动调用实时视频和船舶状态数据等传感器信息，辅助指挥决策；

(6)实现应急调度。

Claims (4)

1.内河航运船联网北斗智能交互装置系统及方法，包括硬件层、服务层、业务层、管理／应用层和信息共享层，硬件层为智能船载装置，服务层包括GIS引擎、北斗位置服务和船舶状态监测，业务层包括基于离线GIS的特征点标记、智能过闸、船岸联运电子商务和应急指挥调度，管理／应用层包括后台管理中心、船闸调度中心、企业信息中心和应急指挥中心，信息共享层为大数据中心；其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，智能船载装置通过传感器、摄像头等外接设备采集船舶实时状态数据和视频、图像数据；

步骤二，北斗卫星定位数据与采集到的状态、视频等数据进行绑定；

步骤三，根据不同的业务需求，将数据与服务层对接，进入对应的业务阶段，以下业务可以并发执行：

(1)对港口、码头和危险地点等特征点进行GIS地图标记，可在离线GIS地图上查看特征点，并在船舶靠近特征点时发出提示或预警；

(2)船舶到达锚地界线时，自动报闸并查看图形化排档结果，在指定位置候闸并按时过闸；

(3)船舶到达港口、码头的范围区域时，企业信息中心将进行船代、货代等信息推送，船员也可发布吉船信息、装卸需求信息或联运信息，通过在线交互确认订单并完成电子交易；

(4)通过AIS或北斗短报文／3G／GPRS等方式连接系统建设部门应急指挥中心或海事部门救援中心，遇到紧急情况，船员可通过智能船载装置的“一键报警”按键进行报警，应急指挥中心也可主动发起应急指挥调度。

步骤四，上述业务所用到的各类基础数据和数据分析结果均实时上传到信息共享层的大数据中心，供各相关部门或其他业务共享使用。

2.根据权利要求1所述的系统及方法，其特征在于：所述的智能船载装置集成了支持BD1／BD2的北斗卫星导航芯片、3G／GPRS模块和AIS模块，外接的数据采集设备包括油耗传感器、油量传感器、吃水深传感器、温湿度传感器、水平姿态传感器、摄像头和麦克风。

3.根据权利要求1所述的系统及方法，其特征在于：所述的智能船载装置包含GIS数据库，实现离线GIS引擎功能，可以在本地加载GIS地图，无需网络实时连接；装载船闸调度中心的ETC电子收费系统客户端，可进行不停船过闸收费。

4.根据权利要求1所述的系统及方法，其特征在于：所述的应急指挥调度过程将调用油耗、油量、吃水深、温湿度、水平姿态等实时状态数据和视频录像监控等进行指挥调度决策参考。