CN106022653A - 一种船舶风险预警方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶风险预警方法，用于保护海底电缆，通过判断船舶的位置和船舶的速度来综合计算船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分，将所述船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅和船舶抛锚的定量评定结果。相对于现有技术，本发明的船舶风险预警方法，实现了船舶风险的智能评估，较为全面的分析了对海缆运维可能造成风险的各种因子，有效提高了船舶损害海底电缆的风险预估的准确率，释放了大量的人力资源。另外，本发明还提供了一种船舶风险预警装置。

Description

一种船舶风险预警方法及装置

技术领域

本发明属于电力线路运维领域，尤其是涉及一种用于保护海底电缆的船舶风险预警决策方法及装置。

背景技术

近年我国经济的飞速发展，对电力资源的供应需求逐渐增大，尤其是沿海地区表现更加突出。为了解决沿海岛屿与城市之间的电力与通信问题，我国在沿海城市之间、岛屿之间以及岛屿与大陆之间敷设了多条光电复合海底电缆，此外在海上风力发电和海上石油平台等方面也广泛使用了海底电缆。由于敷设海底电缆成本巨大，保护海缆的安全运行是运维工作的重中之重。海底电缆的事故原因主要分为内在因素和外在因素两方面。内在因素主要与海缆自身生产质量有关；外在因素主要包括海缆敷设的海底环境改变、水文气象条件改变以及海上船舶抛锚走锚的人为因素等多个方面。长期的海缆运维工作中发现，海缆敷设周边的海域内，由于海上船舶的抛锚、走锚等事故造成的船锚勾断海缆以及对海缆造成拉扯等现象是对海缆安全运行造成危害的主要原因。一旦发生事故，将会带来巨大的经济损失和恶劣的社会影响。

在海缆日常运维工作中，运维人员一般采用驻点当地海事局，借用海事部门的VTS系统(船舶交通管理系统)，对海上船舶状态进行实时监控，通过向海事局相关部门汇报的方式，对事故船只实施执法；或者采用自建AIS系统(船舶自动识别系统)，通过AIS信号，识别船舶动态，获取船舶的航迹信息，通过人工经验对船舶未来动态进行预判，预防事故发生。无论以上何种方法，其侧重的是对船舶历史与当前数据的获取与展示，例如船速、船艏向、船名、船号，而对于其中事故风险的直接判断数据，如船舶能否抛锚或搁浅、船舶一旦发生事故会造成的风险等级等方面无法提供分析的结果数据，只能完全依靠人工经验从收集的数据中自主判断，工作量巨大。两种传统方法都只是局限在数据的获取与展示层面，都没有对收集的数据进行深入的分析，没有加入机器判断，缺乏风险的等级定性评估与定量分析。

发明内容

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种船舶风险预警方法，用于保护海底电缆，通过判断船舶的位置和船舶的速度来综合计算船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分。

相对于现有技术，本发明的船舶风险预警方法，用于保护海底电缆，通过风险预警定性分析和定量分析，建立船舶搁浅风险评分方法和船舶抛锚风险评分方法，根据评估结果，对船舶风险进行等级划分，并发出相应等级的预警信息，实现了船舶风险的智能评估，较为全面的分析了对海缆运维可能造成风险的各种因子，风险评估因子多样化，风险预估方式智能化，有效提高了船舶损害海底电缆的风险预估的准确率，摆脱了传统依靠人工经验判断的作业方式，释放了大量的人力资源。

进一步，所述船舶搁浅的风险等级评分通过以下步骤实现：

S11：判断船舶的吃水是否大于水深，如果是，转到步骤S12，如果否，结束预警；

S12：根据船舶所在的位置与海底电缆的距离L，得出船舶搁浅的风险等级评分S：

若0米≤L≤500米，船舶搁浅的风险等级评分S为第一分值；

若500米＜L≤2海里，船舶搁浅的风险等级评分S为第二分值；

若2海里＜L≤5海里，船舶搁浅的风险等级评分S为第三分值；

所述第一分值大于第二分值，所述第二分值大于第三分值，分数值越大，船舶搁浅的风险越高。

进一步，将所述船舶搁浅的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

进一步，所述水深的计算方法为：当船舶所在的位置与海底电缆的距离L小于5海里，沿船舶当前航向做延长线与三相海缆及左右500米边界相交，共得到5个交点，计算5个点中水深最低值为所述水深。

进一步，在进行船舶搁浅的风险等级评分之前，先判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警；如果否，进一步进行船舶搁浅的风险等级评分。

进一步，所述船舶抛锚的风险等级评分进一步考虑船舶的加速度，将船舶在小段时间内连续几次的加速度的绝对值作为预判船舶航行动向的依据。

进一步，所述船舶抛锚的风险等级评分通过以下步骤实现：

S2a：判断船舶所在的位置与海底电缆的距离L，

若L≤2海里，转到步骤S2b；

若2海里＜L≤5海里，转到步骤S2i；

S2b：判断船舶的速度是否小于等于3节，如果否转到步骤S2c，如果是，转到步骤S2e；

S2c：判断船舶是否减速，如果是，转到步骤S2d，如果否，结束预警；

S2d:判断30秒内三次加速度的绝对值是否大于设定阈值，如果是，转到步骤S2f，如果否，结束预警；

S2f：判断船舶速度是否大于3节，如果是转到步骤S2g；

S2e：判断船舶速度是否小于0.5节，如果否，转到步骤S2g，如果是，转到步骤S2h；

S2h：若0米≤L≤500米，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第四分数值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第六分数值；

S2g：若0米≤L≤500米，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第五分数值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第七分数值；

S2i：判断船舶的速度是否小于3节，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，转到步骤S2j；

S2j：判断船舶是否发生过事故，如是否，转到步骤S2k，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值；

S2k：判断海缆的抗锚能力，如果海缆的抗锚能力小于船舶的锚重，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为0；

所述第四分数值大于第五分数值，第五分数值大于第六分数值，第六分数值大于第七分数值，第七分数值大于第八分数值，分数值越大，船舶抛锚的风险越高。

进一步，将所述船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶抛锚的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

进一步，在进行船舶抛锚的风险等级评分之前，先判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警；如果否，进一步进行船舶抛锚的风险等级评分。

另外，本发明还提供一种船舶风险预警装置，用于保护海底电缆，包括船舶搁浅的风险等级评分单元和船舶抛锚的风险等级评分单元，用于通过判断船舶的位置和船舶的速度来综合计算船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分。

相对于现有技术，本发明的船舶风险预警装置，用于保护海底电缆，通过风险预警定性分析和定量分析，建立船舶搁浅风险评分方法和船舶抛锚风险评分方法，根据评估结果，对船舶风险进行等级划分，并发出相应等级的预警信息，实现了船舶风险的智能评估，较为全面的分析了对海缆运维可能造成风险的各种因子，风险评估因子多样化，风险预估方式智能化，有效提高了船舶损害海底电缆的风险预估的准确率，摆脱了传统依靠人工经验判断的作业方式，释放了大量的人力资源。

进一步，所述船舶搁浅的风险等级评分单元包括水深判断模块和搁浅评分模块，其中，

水深判断模块用于判断船舶的吃水是否大于水深，如果是，通知搁浅评分模块，如果否，结束预警；

搁浅评分模块用于根据船舶所在的位置与海底电缆的距离L，得出船舶搁浅的风险等级评分S：

若0米≤L≤500米，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第一分值；

若500米＜L≤2海里，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第二分值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第三分值；

所述第一分值大于第二分值，所述第二分值大于第三分值，分数值越大，船舶搁浅的风险越高。

进一步，所述船舶搁浅的风险等级评分单元包括第一辅助因子加成模块，用于将所述船舶搁浅的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

进一步，所述水深的计算方法为：当船舶所在的位置与海底电缆的距离L小于5海里，沿船舶当前航向做延长线与三相海缆及左右500米边界相交，共得到5个交点，计算5个点中水深最低值为所述水深。

进一步，所述船舶搁浅风险等级评分单元包括白名单第一判断模块，用于判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警，如果否，进一步进行船舶搁浅的风险等级评分。

进一步，所述船舶抛锚风险评分单元进一步考虑船舶的加速度，将船舶在小段时间内连续几次的加速度的绝对值作为预判船舶航行动向的依据。

进一步，所述船舶抛锚风险等级评分单元包括区域判断模块、船舶速度第一判断模块、减速判断模块、加速度判断模块、船舶速度第二判断模块、船舶速度第三判断模块、抛锚第一评分模块、抛锚第二评分模块、船舶速度第四判断模块、黑名单判断模块和抗锚能力判断模块，其中，

区域判断模块，用于判断船舶所在的位置与海底电缆的距离L，

若L≤2海里，通知船舶速度第一判断模块；

若2海里＜L≤5海里，通知船舶速度第四判断模块；

船舶速度第一判断模块用于判断船舶的速度是否小于等于3节，如果否，通知减速判断模块，如果是，通知船舶速度第三判断模块；

减速判断模块，用于判断船舶是否减速，如果是，通知加速度判断模块，如果否，结束预警；

加速度判断模块，用于判断30秒内三次加速度的绝对值是否大于设定阈值，如果是，通知船舶速度第二判断模块，如果否，结束预警；

船舶速度第二判断模块，用于判断船舶速度是否大于3节，如果是通知抛锚第二评分模块；

船舶速度第三判断模块，用于判断船舶速度是否小于0.5节，如果否，通知抛锚第二评分模块，如果是，通知抛锚第一评分模块；

抛锚第一评分模块，若0米≤L≤500米，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第四分数值；

若2海里＜L≤5海里，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第六分数值；

抛锚第二评分模块，若0米≤L≤500米，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第五分数值；

若2海里＜L≤5海里，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第七分数值；

船舶速度第四判断模块，用于判断船舶的速度是否小于3节，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，通知黑名单判断模块；

黑名单判断模块，用于判断船舶是否发生过事故，如是否，通知抗锚能力判断模块，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值；

抗锚能力判断模块，用于判断海缆的抗锚能力，如果海缆的抗锚能力小于船舶的锚重，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为0；

所述第四分数值大于第五分数值，第五分数值大于第六分数值，第六分数值大于第七分数值，第七分数值大于第八分数值，分数值越大，船舶抛锚的风险越高。

进一步，所述船舶抛锚的风险等级评分单元包括第二辅助因子加成模块，用于将所述船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶抛锚的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

进一步，所述船舶抛锚风险等级评分单元包括白名单第二判断模块，用于判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警；如果否，进一步进行船舶抛锚的风险等级评分。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明船舶风险预警方法的步骤流程图。

图2是本发明船舶风险预警方法的船舶搁浅的风险等级评分的步骤流程图。

图3是水深最低点的计算模型图。

图4是本发明船舶风险预警方法的船舶抛锚的风险等级评分的步骤流程图。

图5是本发明船舶风险预警装置的结构图。

图6是本发明船舶风险预警装置中船舶搁浅的风险等级评分单元的结构图。

图7是本发明船舶风险预警装置中船舶抛锚的风险等级评分单元的结构图。

具体实施方式

本次发明的船舶风险预警方法是从人为因素与环境因素两个角度考虑，收集了AIS数据(船舶定位系统)、水文气象数据、视频监控数据(CCTV)、红外夜视数据等多源数据，结合计算机分析方法，建立了半经验的风险预测模型，并采用历史累积数据对模型参数验证，实现了船舶风险的智能评估。发明的整体技术方案主要包含以下几个核心过程：

1.风险预警定性分析。

2.风险预警定量分析。

3.建立船舶搁浅风险评分方法。

4.建立船舶抛锚风险评分方法。

1.风险预警定性分析

根据海缆运维人员长期工作经验，将海缆监控预警区域设定为沿海缆敷设方向双侧(左右两侧)外扩5海里的海域范围。监控海域内，按照距离海缆的实际距离，将监控海域划分为0～500米、500米～2海里、2海里～5海里三个预警区间。再根据船舶搁浅与抛锚两种风险的特性，细化生成不同的预警等级。此外，基于长期运维成果数据，将已发生过事故的船只加入重点关注名单(即黑名单)，一旦进去监控区域，对其进行重点关注；将运维人员作业船只加入非关注名单(即白名单)，避免发生错误预警的现象。

(1)船舶搁浅预警

由于造成船舶搁浅的原因是船舶的吃水大于当前海域的水深，根据这两个因素，如下表格1，将船舶搁浅预警依据预警区间不同，划分为三个预警等级，即0～500米是一级预警(红色预警)、500米～2海里是二级预警(橙色预警)、2海里～5海里是三级预警(黄色预警)。通过计算各时间点船舶的吃水与当前位置水深的值，预测船舶是否会发生船舶搁浅事故。另外，后台数据运算频率“2海里＜L≤5海里”可设为5分钟；500米＜L≤2海里可设为1分钟；0米≤L≤500米可设为10秒，可根据实际情况调节。

表格1船舶搁浅预警等级划分

(2)船舶抛锚预警

造成船舶抛锚的原因比较复杂，判断船舶是否有抛锚迹象的主要因素包括船舶当前船速和船舶的加速度(用来预判船舶未来船速)，根据这两个主要因素，结合船舶锚重和海缆抗锚能力等因子，如表格2所示，将船舶抛锚预警在三级预警区间的基础上，细化为五级预警模式即一级预警(红色预警)、二级预警(橙色预警)、三级预警(黄色预警)、四级预警(蓝色预警)、五级预警(绿色预警)。

表格2船舶抛锚预警等级划分

2.风险预警定量分析。

为了明确各预警事件将会造成风险的破坏程度，在定性划分风险等级的基础上，综合考虑多种风险因素，采用数值的方式量化风险结果，提高预警结果的精确性。根据定性分析结果，将风险影响因子划分为核心风险因素和辅助风险因素两大类。其中核心风险因素主要包括速度与位置，辅助风险因素包括船舶锚重、当前海况、海缆电气量、海缆非电气量等因子，以及对风险评定结果不产生影响的参考因子如船舶吃水和海缆的保护详情。

风险因子赋值采用人工干预的方式，在初始基数的基础上，海缆运维人员可以根据长期工作经验，调整模型中各因子的评分，使评估结果更加准确，具体参数设计如表格3所示。

表格3风险评估值参数设计

根据上述的风险预警定性以及定量分析，本次发明的船舶风险预警方法，通过判断船舶的位置和船舶的速度来综合计算船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分，并将所述船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅和船舶抛锚的定量评定结果。

如图1所示，本发明的船舶风险预警决策方法包括步骤：

S1：船舶搁浅的风险等级评分；

S2：船舶抛锚的风险等级评分；

具体的，如图2所示，所述船舶搁浅的风险等级评分通过以下步骤实现：

S10：判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警，如果否，转到步骤S11；

S11：判断船舶的吃水是否大于水深，如果是，转到步骤S12，如果否，结束预警；

S12：根据船舶所在的位置与海底电缆的距离L，得出船舶搁浅的风险等级评分S：

若0米≤L≤500米，船舶搁浅的风险等级评分S为第一分值；

若500米＜L≤2海里，船舶搁浅的风险等级评分S为第二分值；

若2海里＜L≤5海里，船舶搁浅的风险等级评分S为第三分值；

所述第一分值大于第二分值，所述第二分值大于第三分值，分数值越大，船舶搁浅的风险越高。例如这里可以将第一分值设置为80，将第二分值设置为60，将第三分值设置为40。

S13：将所述船舶搁浅的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

该船舶搁浅风险等级评分方法基于半经验模型思想，根据船舶搁浅原理建立数据模型，通过实际经验不断对模型与参数进行修正。具体思路如下：首先根据预先设定的船舶预警范围，沿船舶当前航向做延长线与三相海缆及左右500m边界相交，共得到5个交点，计算5个点中水深最低点位置海缆是否搁浅，结合船舶当前所处位置，判断风险预警等级。如图3所示，计算点D、E、F、H、I中水深最低点位置海缆是否搁浅。

当船舶进入监控海域范围内，首先判断船舶的性质即是否在黑/白名单中，如果判断为白名单船舶则不对其进行监控，搁浅预警判断结束。如果判断为黑名单或者正常船舶，则比较船舶的吃水与海域的水深，如果判断船舶将会有搁浅风险，则根据船舶当前所处位置的预警区域，做出相应等级的预警提示，并给出相应等级风险评分，与辅助因子风险等级评分相加，得到最终搁浅风险的定量评定结果。

如图4所示，所述船舶抗锚的风险等级评分通过以下步骤实现：

S20：判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警，如果否，转到步骤S2a；

S2a：判断船舶所在的位置与海底电缆的距离L，

若L≤2海里，转到步骤S2b；

若2海里＜L≤5海里，转到步骤S2i；

S2b：判断船舶的速度是否小于等于3节，如果否转到步骤S2c，如果是，转到步骤S2e；

S2c：判断船舶是否减速，如果是，转到步骤S2d，如果否，结束预警；

S2d:判断30秒内三次加速度的绝对值是否大于设定阈值，如果是，转到步骤S2f，如果

否，结束预警；

S2f：判断船舶速度是否大于3节，如果是转到步骤S2g；

S2e：判断船舶速度是否小于0.5节，如果否，转到步骤S2g，如果是，转到步骤S2h；

S2h：若0米≤L≤500米，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第四分数值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第六分数值；

S2g：若0米≤L≤500米，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第五分数值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第七分数值；

S2i：判断船舶的速度是否小于3节，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第

八分数值，如果否，转到步骤S2j；

S2j：判断船舶是否发生过事故，如是否，转到步骤S2k，如果是，则将船舶抛锚的风险

等级评分G设置为第八分数值；

S2k：判断海缆的抗锚能力，如果海缆的抗锚能力小于船舶的锚重，则将船舶抛锚的风险

等级评分G设置为第八分数值，如果否，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为0；

所述第四分数值大于第五分数值，第五分数值大于第六分数值，第六分数值大于第七分数值，第七分数值大于第八分数值，分数值越大，船舶抛锚的风险越高。例如，可以将第四分数值设置为80，第五分数值为60，第六分数值为40，第七分数值为20，第八分数值为0。

S2l：将所述船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶抛锚的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

该船舶抛锚风险等级评分方法基于半经验模型思想，根据船舶抛锚原理建立数据模型，通过实际经验不断对模型与参数进行修正。具体实现思路如下：船舶是否会发生抛锚行为，主要判断因子包括船舶的当前航速和船舶的加速度，考虑到船舶一次的加速度行为不足以作为预判船舶未来动向的可靠依据，因此将船舶未来30s内连续3次的加速度的绝对值(减速度为负值)作为预判船舶航行动向的依据。

当船舶进去监控海域范围内，首先判断船舶性质，对于非白名单内的船舶再进行后续的预警等级判断。

对于2海里～5海里范围内的船舶判断船舶当前航速，船速小于3节，证明船舶有抛锚迹象，发出相应预警提示；对于船速大于3节，则判断船舶性质，若为黑名单船舶(即有事故发生历史记录的船舶)给予预警提示，否则分析海缆的抗锚能力再作预警判断。

对于小于2海里的船舶，当船速大于3节时，通过比较连续两次接收到的船速，判断船舶是否在减速。对于判断为减速的船舶，通过计算30s内，船舶连续三次的加速度绝对值(减速的加速度为负值)，判断船舶是否在快速减速，如果不是快速减速，则不给予预警提示，如果判断船舶在快速减速，结合当前船速，给予相应的预警等级。当船速小于3节时，需要再判断船速是否小于0.5节，即确认船舶是否已经抛锚，根据判断结果给予不同的预警等级。

所有预警等级判断结果需要结合辅助因子的评判分值，获得海缆抛锚预警的风险定量评分结果。另外，算法中所提供的所有作为判断依据的数值(即阈值)，海缆运维作业人员都可以根据实际情况调整，使预测结果更加准备。

相对于现有技术，本发明的船舶风险预警方法，用于保护海底电缆，通过风险预警定性分析和定量分析，建立船舶搁浅风险评分方法和船舶抛锚风险评分方法，根据评估结果，对船舶风险进行等级划分，并发出相应等级的预警信息，实现了船舶风险的智能评估，较为全面的分析了对海缆运维可能造成风险的各种因子，风险评估因子多样化，风险预估方式智能化，有效提高了船舶损害海底电缆的风险预估的准确率，摆脱了传统依靠人工经验判断的作业方式，释放了大量的人力资源。

如图5所示，根据本发明的船舶风险预警方法，本发明还提供了一种船舶风险预警的装置，包括船舶搁浅风险评分单元1、船舶抛锚风险评分单元2。

如图6所示，所述船舶搁浅的风险等级评分单元1包括白名单判断模块10，水深判断模块11，搁浅评分模块12和第一辅助因子加成模块13。

白名单第一判断模块10：用于判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警，如果否，通知水深判断模块11；

水深判断模块11：用于判断船舶的吃水是否大于水深，如果是，通知搁浅评分模块12，如果否，结束预警；

搁浅评分模块12：用于根据船舶所在的位置与海底电缆的距离L，得出船舶搁浅的风险等级评分S：

若0米≤L≤500米，船舶搁浅的风险等级评分S为第一分值；

若500米＜L≤2海里，船舶搁浅的风险等级评分S为第二分值；

若2海里＜L≤5海里，船舶搁浅的风险等级评分S为第三分值；

所述第一分值大于第二分值，所述第二分值大于第三分值，分数值越大，船舶搁浅的风险越高。例如这里可以将第一分值设置为80，将第二分值设置为60，将第三分值设置为40。

第一辅助因子加成模块13：用于将所述船舶搁浅的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

如图7所示，所述船舶抗锚的风险等级单元2包括白名单第二判断模块20、区域判断模块2a、船舶速度第一判断模块2b、减速判断模块2c、加速度判断模块2d、船舶速度第二判断模块2f、船舶速度第三判断模块2e、抛锚第一评分模块2h、抛锚第二评分模块2g、船舶速度第四判断模块2i、黑名单判断模块2j、抗锚能力判断模块2k和第二辅助因子加成模块2l。

白名单第二判断模块20：用于判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警，如果否，通知区域判断模块2a；

区域判断模块2a：判断船舶所在的位置与海底电缆的距离L，

若L≤2海里，通知船舶速度第一判断模块2b；

若2海里＜L≤5海里，通知船舶速度第四判断模块2i；

船舶速度第一判断模块2b：用于判断船舶的速度是否小于等于3节，如果否通知减速判断模块2c，如果是，通知船舶速度第三判断模块2e

减速判断模块2c：用于判断船舶是否减速，如果是，通知加速度判断模块2d，如果否，结束预警；

加速度判断模块2d：用于判断30秒内三次加速度的绝对值是否大于设定阈值，如果是，通知船舶速度第二判断模块2f，如果否，结束预警；

船舶速度第二判断模块2f：用于判断船舶速度是否大于3节，如果是通知抛锚第二评分模块2g；

船舶速度第三判断模块2e：用于判断船舶速度是否小于0.5节，如果否，通知抛锚第二评分模块2g，如果是，通知抛锚第一评分模块2h；

抛锚第一评分模块2h：若0米≤L≤500米，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第四分数值；

若2海里＜L≤5海里，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第六分数值；

抛锚第二评分模块2g：若0米≤L≤500米，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第五分数值；

若2海里＜L≤5海里，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第七分数值；

船舶速度第四判断模块2i：判断船舶的速度是否小于3节，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，通知黑名单判断模块2j；

黑名单判断模块2j：用于判断船舶是否发生过事故，如是否，通知抗锚能力判断模块2k，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值；

抗锚能力判断模块2k：用于判断海缆的抗锚能力，如果海缆的抗锚能力小于船舶的锚重，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为0；

所述第四分数值大于第五分数值，第五分数值大于第六分数值，第六分数值大于第七分数值，第七分数值大于第八分数值，分数值越大，船舶抛锚的风险越高。例如，可以将第四分数值设置为80，第五分数值为60，第六分数值为40，第七分数值为20，第八分数值为0。

第二辅助因子加成模块2l，用于将所述船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶抛锚的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

相对于现有技术，本发明的船舶风险预警装置，用于保护海底电缆，通过风险预警定性分析和定量分析，建立船舶搁浅风险评分方法和船舶抛锚风险评分方法，根据评估结果，对船舶风险进行等级划分，并发出相应等级的预警信息，实现了船舶风险的智能评估，较为全面的分析了对海缆运维可能造成风险的各种因子，风险评估因子多样化，风险预估方式智能化，有效提高了船舶损害海底电缆的风险预估的准确率，摆脱了传统依靠人工经验判断的作业方式，释放了大量的人力资源。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (18)

1.一种船舶风险预警方法，用于保护海底电缆，其特征在于：通过判断船舶的位置和船舶的速度来综合计算船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分。

2.根据权利要求1所述的船舶风险预警方法，其特征在于：所述船舶搁浅的风险等级评分通过以下步骤实现：

S11：判断船舶的吃水是否大于水深，如果是，转到步骤S12，如果否，结束预警；

S12：根据船舶所在的位置与海底电缆的距离L，得出船舶搁浅的风险等级评分S：

若0米≤L≤500米，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第一分值；

若500米＜L≤2海里，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第二分值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第三分值；

所述第一分值大于第二分值，所述第二分值大于第三分值，分数值越大，船舶搁浅的风险越高。

3.根据权利要求2所述的船舶风险预警方法，其特征在于：将所述船舶搁浅的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

4.根据权利要求3所述的船舶风险预警方法，其特征在于：所述水深的计算方法为：当船舶所在的位置与海底电缆的距离L小于5海里，沿船舶当前航向做延长线与三相海缆及左右500米边界相交，共得到5个交点，计算5个点中水深最低值为所述水深。

5.根据权利要求4所述的船舶风险预警方法，其特征在于：在进行船舶搁浅的风险等级评分之前，先判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警；如果否，进一步进行船舶搁浅的风险等级评分。

6.根据权利要求1所述的船舶风险预警方法，其特征在于：所述船舶抛锚的风险等级评分进一步考虑船舶的加速度，将船舶在小段时间内连续几次的加速度的绝对值作为预判船舶航行动向的依据。

7.根据权利要求6所述的船舶风险预警方法，其特征在于：所述船舶抛锚的风险等级评分通过以下步骤实现：

S2a：判断船舶所在的位置与海底电缆的距离L，

若L≤2海里，转到步骤S2b；

若2海里＜L≤5海里，转到步骤S2i；

S2b：判断船舶的速度是否小于等于3节，如果否转到步骤S2c，如果是，转到步骤S2e；

S2c：判断船舶是否减速，如果是，转到步骤S2d，如果否，结束预警；

S2d:判断30秒内三次加速度的绝对值是否大于设定阈值，如果是，转到步骤S2f，如果否，结束预警；

S2f：判断船舶速度是否大于3节，如果是转到步骤S2g；

S2e：判断船舶速度是否小于0.5节，如果否，转到步骤S2g，如果是，转到步骤S2h；

S2h：若0米≤L≤500米，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第四分数值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第六分数值；

S2g：若0米≤L≤500米，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第五分数值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第七分数值；

S2i：判断船舶的速度是否小于3节，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，转到步骤S2j；

S2j：判断船舶是否发生过事故，如是否，转到步骤S2k，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值；

S2k：判断海缆的抗锚能力，如果海缆的抗锚能力小于船舶的锚重，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为0；

所述第四分数值大于第五分数值，第五分数值大于第六分数值，第六分数值大于第七分数值，第七分数值大于第八分数值，分数值越大，船舶抛锚的风险越高。

8.根据权利要求7所述的船舶风险预警方法，其特征在于：将所述船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶抛锚的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

9.根据权利要求8所述的船舶风险预警方法，其特征在于：在进行船舶抛锚的风险等级评分之前，先判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警；如果否，进一步进行船舶抛锚的风险等级评分。

10.一种船舶风险预警装置，用于保护海底电缆，其特征在于：包括船舶搁浅的风险等级评分单元和船舶抛锚的风险等级评分单元，用于通过判断船舶的位置和船舶的速度来综合计算船舶搁浅的风险等级评分和船舶抛锚的风险等级评分。

11.根据权利要求10所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶搁浅的风险等级评分单元包括水深判断模块和搁浅评分模块，其中，

水深判断模块用于判断船舶的吃水是否大于水深，如果是，通知搁浅评分模块，如果否，结束预警；

搁浅评分模块用于根据船舶所在的位置与海底电缆的距离L，得出船舶搁浅的风险等级评分S：

若0米≤L≤500米，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第一分值；

若500米＜L≤2海里，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第二分值；

若2海里＜L≤5海里，将船舶搁浅的风险等级评分S设置为第三分值；

所述第一分值大于第二分值，所述第二分值大于第三分值，分数值越大，船舶搁浅的风险越高。

12.根据权利要求11所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶搁浅的风险等级评分单元包括第一辅助因子加成模块，用于将所述船舶搁浅的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶搁浅的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

13.根据权利要求12所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述水深的计算方法为：当船舶船舶所在的位置与海底电缆的距离L小于5海里，沿船舶当前航向做延长线与三相海缆及左右500米边界相交，共得到5个交点，计算5个点中水深最低值为所述水深。

14.根据权利要求13所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶搁浅风险等级评分单元包括白名单第一判断模块，用于判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警，如果否，进一步进行船舶搁浅的风险等级评分。

15.根据权利要求9所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶抛锚风险评分单元进一步考虑船舶的加速度，将船舶在小段时间内连续几次的加速度的绝对值作为预判船舶航行动向的依据。

16.根据权利要求15所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶抛锚风险等级评分单元包括区域判断模块、船舶速度第一判断模块、减速判断模块、加速度判断模块、船舶速度第二判断模块、船舶速度第三判断模块、抛锚第一评分模块、抛锚第二评分模块、船舶速度第四判断模块、黑名单判断模块和抗锚能力判断模块，其中，

区域判断模块，用于判断船舶所在的位置与海底电缆的距离L，

若L≤2海里，通知船舶速度第一判断模块；

若2海里＜L≤5海里，通知船舶速度第四判断模块；

船舶速度第一判断模块用于判断船舶的速度是否小于等于3节，如果否通知减速判断模块，如果是，通知船舶速度第三判断模块；

减速判断模块，用于判断船舶是否减速，如果是，通知加速度判断模块，如果否，结束预警；

加速度判断模块，用于判断30秒内三次加速度的绝对值是否大于设定阈值，如果是，通知船舶速度第二判断模块，如果否，结束预警；

船舶速度第二判断模块，用于判断船舶速度是否大于3节，如果是通知抛锚第二评分模块；

船舶速度第三判断模块，用于判断船舶速度是否小于0.5节，如果否，通知抛锚第二评分模块，如果是，通知抛锚第一评分模块；

抛锚第一评分模块，若0米≤L≤500米，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第四分数值；

若2海里＜L≤5海里，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第六分数值；

抛锚第二评分模块，若0米≤L≤500米，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第五分数值；

若2海里＜L≤5海里，用于将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第七分数值；

船舶速度第四判断模块，用于判断船舶的速度是否小于3节，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，通知黑名单判断模块；

黑名单判断模块，用于判断船舶是否发生过事故，如是否，通知抗锚能力判断模块，如果是，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值；

抗锚能力判断模块，用于判断海缆的抗锚能力，如果海缆的抗锚能力小于船舶的锚重，

则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为第八分数值，如果否，则将船舶抛锚的风险等级评分G设置为0；

所述第四分数值大于第五分数值，第五分数值大于第六分数值，第六分数值大于第七分数值，第七分数值大于第八分数值，分数值越大，船舶抛锚的风险越高。

17.根据权利要求16所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶抛锚的风险等级评分单元包括第二辅助因子加成模块，用于将所述船舶抛锚的风险等级评分加上辅助因子风险等级评分，得到船舶抛锚的定量评定结果，所述辅助因子风险等级评分包括海缆抗锚能力、船舶锚重、当前海况、海缆电气量和海缆非电气量的风险等级评分。

18.根据权利要求17所述的船舶风险预警装置，其特征在于：所述船舶抛锚风险等级评分单元包括白名单第二判断模块，用于判断船舶是否为运维人员作业船舶，如果是，结束预警；如果否，进一步进行船舶抛锚的风险等级评分。