CN110929182A - 一种智能采砂监控装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采砂技术领域，具体为一种智能采砂监控装置及其监控方法，包括门户层、业务应用层、数据存储层、数据采集层和数据传输层；所述门户层与业务应用层连接，所述业务应用层、数据存储层和数据采集层均与数据传输层连接；本发明能够为湖采区的采砂执法工作提供全方位的信息化技术支撑，综合展现采区、采砂船、运砂船等基础信息、动态显示各类船只的工作状态；提高整个湖采砂区尤其是涉砂船只的实时监控能力，通过信息化的技术手段，识别并记录过往船只出入信息，实现对重点水域全天候无差别的实时智能监控；实现湖采区开采量的数据采集、统计和分析，为水行政主管部门提供实用可靠的决策辅助，提升水行政主管单位的科学决策水平。

Description

一种智能采砂监控装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及采砂技术领域，具体为一种智能采砂监控装置及其监控方法。

背景技术

目前，我国湖区拥有丰富的砂石资源，近年来，随着我国经济的快速发展，各地对砂石的需求量不断增长，受利益的诱惑，湖区砂石资源遭超采滥挖的现象日益增多，导致湖区河道破坏、生态失衡、堤防受损，对湖区生态安全、防洪安全及航船安全都造成很大影响。2016年9月22日，全国第十二届人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过了《河道采砂管理条例》（以下简称《条例》），并于2017年1月1日正式实施。《条例》中强化了对非法采砂行为的责任追究，又结合改革与实践创新需要，对采砂船舶数量和年度河道砂石开采总量提出了严格控制的要求。然而，由于湖区范围广、水系复杂，仅仅依靠执法人员人工方式进行巡查监督，难以及时发现并处理涉砂违法事件。监管技术手段的不足导致湖区采砂量难以得到有效管控，非法采砂行为难以受到彻底打击，采砂管理现状未能真正满足新形势和新条例的要求。

另一方面，随着互联网、大数据云计算、3S、智能传感器、红外热成像监控、人工智能等高新信息技术的蓬勃兴起，人类的传统工作方式正经历着一场深刻的变革，新的技术手段必将催生出新的生产力，因此，亟需研究并引入现代高新信息技术，应用到湖区的采砂监管工作中去，对湖采区非法采砂、超采滥挖现象进行遏制，为我国湖区采砂监管工作提供坚实的技术保障和决策辅助。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的问题，采用现代先进的互联网、大数据、3S、智能传感器等高新信息化技术，实现湖区的采砂船的动态监控、采砂量监管、重要水域视频监控及船只识别等功能的智能采砂监控装置及其监控方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能采砂监控装置，包括门户层、业务应用层、数据存储层、数据采集层和数据传输层；所述门户层与业务应用层连接，所述业务应用层、数据存储层和数据采集层均与数据传输层连接；

所述业务应用层包括业务功能模块和应用支撑软件模块，所述业务功能模块包括基础信息管理模块、图像视频监控模块、采砂现场管理模块、GIS地图可视化动态监控模块、统计报表模块和系统管理模块；应用支撑软件模块包括Web服务器、数据库管理软件模块、数据交换软件模块、GIS软件模块、备份软件模块、商业智能软件模块、空间服务软件模块和消息中间件模块；

所述数据存储层包括基础数据库、空间数据库、可采区资料库、采砂船资料库、实时监测数据库和统合信息库；

所述数据采集层包括重点水域图像视频监控设备和船载远程监控设备；

所述门户层包括Web门户网站，所述Web门户网站通过水利专网和互联网与业务应用层连接。

优选地，所述基础信息管理模块分别与可采区管理模块、采砂船管理模块和采砂许可证登记模块连接；所述GIS地图可视化动态监控模块分别与船舶轨迹跟踪模块、采区动态管理模块和船舶动态信息展示模块连接；所述采砂现场管理模块分别与采砂船状态监控模块、船舶异常行为告警模块和采砂量智能分析模块连接；所述统计报表模块分别与采区采量统计报表模块、许可证采量统计报表模块、涉砂船只信息统计报表模块和告警信息统计报表模块连接；所述图像视频监控模块分别与图像视频监控功能模块和船只智能监控模块连接；所述系统管理模块分别与监测设备管理模块、用户管理模块、角色管理模块和用户手册模块连接。

优选地，所述船只智能监控模块包括热成像双光谱云台摄像机，所述热成像双光谱云台摄像机内置有视频图像处理模块、运动目标获取模块、船只检测计数模块、长高度估算分析模块和速度估算模块；所述视频图像处理模块与运动目标获取模块连接，所述运动目标获取模块分别与船只检测计数模块、长高度估算分析模块和速度估算模块连接，所述船只检测计数模块、长高度估算分析模块和速度估算模块均与数据统计中心连接。

优选地，所述船载远程监控设备包括安装在船只上的船载智能传感器。

一种智能采砂监控方法，包括船只自动监控方法和采砂量监测和统计方法。

优选地，所述船只自动监控方法的步骤下如下：

第一步：航道水域红外视频监控，在从长江进出湖区的重要隘口设置前端感知摄像头，全天候自动采集过往船只的尺寸，上下行等信息，收集影像存储执法依据；

第二步：船只智能监管识别，接收前端监控采集设备发回的数据和图像，通过将数据进行存储，实时记录下过往船只的尺寸、时间等数据，建立需识别的船只海量数据库，并通过人工识别初步比对是否为非法船只；船型识别阶段，利用人工识别阶段建立的船只图像数据库，分析需识别的船只图像特征尺寸提取技术，研究分析算法，达到同一类型船只的自动识别。

优选地，所述采砂量监测和统计方法的步骤如下：

第一步：在采砂生产平台的采砂船上安置智能传感器，实时掌握采砂船的生产及运行情况；

第二步：每艘采砂船在某采区的采量计算总体采用“采砂时间*实时采砂量”的计算原则，并可根据采区砂质状况、发动机转速选择对应的采砂功率；

第三步：采砂量统计，根据硬件监测出的采砂量数据，进行智能的分析和计算，筛选查询出某一船只的采砂量或者某一采区的采砂量的相关直观数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的一种智能采砂监控装置及监控方法，为湖采区的采砂执法工作提供全方位的信息化技术支撑。综合展现采区、采砂船、运砂船等基础信息、动态显示各类船只的工作状态；提高整个湖采砂区尤其是涉砂船只的实时监控能力，通过信息化的技术手段，识别并记录过往船只出入信息，实现对重点水域全天候无差别的实时智能监控；实现湖采区开采量的数据采集、统计和分析，为水行政主管部门提供实用可靠的决策辅助，提升水行政主管单位的科学决策水平。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中业务功能模块的方框图。

图3为本发明中热成像双光谱云台摄像机的方框图。

图4为本发明中采砂船舶产量比对方框图。

图中：1门户层、2业务应用层、3数据存储层、4数据采集层、5数据传输层、6业务功能模块、7应用支撑软件模块、8基础信息管理模块、9图像视频监控模块、10采砂现场管理模块、11GIS地图可视化动态监控模块、12统计报表模块、13系统管理模块、14Web服务器、15数据库管理软件模块、16数据交换软件模块、17GIS软件模块、18备份软件模块、19商业智能软件模块、20空间服务软件模块、21消息中间件模块、22基础数据库、23空间数据库、24可采区资料库、25采砂船资料库、26实时监测数据库、27统合信息库、28重点水域图像视频监控设备、29船载远程监控设备、30可采区管理模块、31采砂船管理模块、32采砂许可证登记模块、33船舶轨迹跟踪模块、34采区动态管理模块、35船舶动态信息展示模块、36采砂船状态监控模块、37船舶异常行为告警模块、38采砂量智能分析模块、39采区采量统计报表模块、40许可证采量统计报表模块、41涉砂船只信息统计报表模块、42告警信息统计报表模块连接、43图像视频监控功能模块、44船只智能监控模块、45所述热成像双光谱云台摄像机、46视频图像处理模块、47运动目标获取模块、48船只检测计数模块、49长高度估算分析模块、50速度估算模块、51数据统计中心、52Web门户网站、53水利专网、54互联网、55监测设备管理模块、56用户管理模块、57角色管理模块、58用户手册模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种智能采砂监控装置，包括门户层1、业务应用层2、数据存储层3、数据采集层4和数据传输层5；所述门户层1与业务应用层2连接，所述业务应用层2、数据存储层3和数据采集层4均与数据传输层5连接；

所述业务应用层2包括业务功能模块6和应用支撑软件模块7，所述业务功能模块6包括基础信息管理模块8、图像视频监控模块9、采砂现场管理模块10、GIS地图可视化动态监控模块11、统计报表模块12和系统管理模块13；应用支撑软件模块7包括Web服务器14、数据库管理软件模块15、数据交换软件模块16、GIS软件模块17、备份软件模块18、商业智能软件模块19、空间服务软件模块20和消息中间件模块21；

所述数据存储层3包括基础数据库22、空间数据库23、可采区资料库24、采砂船资料库25、实时监测数据库26和统合信息库27；

所述数据采集层4包括重点水域图像视频监控设备28和船载远程监控设备29。其中，所述船载远程监控设备29包括安装在船只上的船载智能传感器。

本实施例中，数据采集层4通过重点水域图像视频监控设备28、船载智能传感器设备进行实时信息的采集，实时数据传输将采集的信息发送到后台的服务器。

数据传输层5主要将实时发送回来的数据或者信息通过运营商网络或水利专网进行传输，校验、分类、整理，并保存到数据库中或直接提供给业务应用层。

数据存储层3是应用系统的支撑，由综合数据库和空间数据库组成，主要存储基础信息、空间数据、可采区资料库、采砂船资料库、实时采砂监控数据和采砂量统计信息等。数据存储层对数据进行转换、加工、提取和过滤，向业务应用层提供数据服务。

业务应用层2包括业务功能和应用支撑软件，也可称作软件子系统，包括：基础信息管理、图像视频监控、GIS地图可视化动态监控（湖区执法一张图）、采砂现场管理、统计报表、系统管理等功能。

同时，所述门户层1包括Web门户网站52，所述Web门户网站52通过水利专网53和互联网54与业务应用层2连接。

本实施例中，门户层1是系统用户与应用软件之间的接口，通过使用水利专网及互联网与应用软件之间进行衔接。其功能是建立系统各部分之间的联系，控制应用层各功能模块的协调运行、控制参数的输入和运行结果的显示等。包括提供给水政执法等水行政主管部门使用的Web网址，也包括用户的界面。

其中，系统用户界面设计要求如下：

（1）以用户的观点来考虑问题，使用用户熟悉的语言，形象、清晰、直观地表达信息，使用户的记忆负担最小化。

（2）界面风格要与内容一致，设计遵循简易性原则，内容要排列有序、整齐。

（3）设计要具有安全性，在用户进行错误或危险操作时，给出信息提示或警告。

（4）界面操作要简单，具备灵活性，给用户提供不同的操作方法和互动。

（5）根据用户对系统熟悉程度，进行人性化设计，使用户可以根据自己的需要来定制操作界面。

具体的，所述基础信息管理模块8分别与可采区管理模块30、采砂船管理模块31和采砂许可证登记模块32连接。

本实施例中，基础信息管理模块8主要为用户提供所需的重要信息，如湖区采砂水域的基本情况、可采区、采砂船、采砂许可证、批文等基础信息进行增加、删除、查询、修改等管理功能，用户还可以根据自身需要，设置筛选条件来调取以上信息。

具体的，所述GIS地图可视化动态监控模块11分别与船舶轨迹跟踪模块33、采区动态管理模块34和船舶动态信息展示模块35连接。

本实施例中，以江西省电子地图（1:25 万比例尺，重要河道周围采用 1:1 万比例尺）为基础，在基础地理图层上叠加每年度的可采区和禁采区，（依据业主提供的采区控制规划图和可采区 CAD 工程图），以直观的形式管理河道采砂的地理位置等相关信息。

借助地理信息系统（GIS），实时可视化地展示河道上正在进行采砂、运砂作业的所有船只，通过各类图层的展示（如采砂船名称、采砂船类型、采区名称、热力图和聚点图等图层），将船只的数量和状态图形化地展现在一张电子地图上。此外，系统还提供基础的地图工具包括：地图缩放、标尺、测距、标记和坐标显示，方便用户在地图上进行相关操作。

其中，采区动态管理模块34依据各个采区的基础信息，可设置采区的开放状态，借助电子围栏技术，用户可对指定的区域设置电子围栏，并通过设定时间段、划定界限和选定船舶等条件，对船舶异常行为如越界或超时采砂行为提供参数和判定规则的设置。通过对采砂船的监控和可采区的对照达到限时采砂、限区采砂的目的。可采区范围图形是系统根据创建可采区信息时输入的采砂控制点坐标，减去偏移值后，将所有的坐标点依次连接形成的不规则多边形。

船舶轨迹跟踪模块33对管理范围内登记的采砂船、运砂船的船舶进行可视化监控、将接收的采砂、运输船的相关经纬度信息进行处理，来显示采砂船实时的地理位置，并将采砂船的采砂作业过程中船只行驶的全部轨迹记录下来，发现违法情形后可随时调用，继而可以提供保留下来的轨迹作为证据。

船舶动态信息展示模块35对管辖区域内的采砂船只的运行状态、装载状态、工作状态进行图形化的展示和呈现。选择一个采区名称后，采砂船图像显示窗口内会显示所有该采区内采砂船最新的监控图片信息，每个采砂船的图片信息以一个小型的采砂监控表格方式显示，采砂监控表格包括：采砂监控图片、可采区名称、采砂船名称、采砂量、功率、经纬度、采砂状态、是否出界、时间选择、查询按钮组成。

具体的，所述采砂现场管理模块10分别与采砂船状态监控模块36、船舶异常行为告警模块37和采砂量智能分析模块38连接。

本实施例中，采砂现场管理模块10的主要目的是通过船载智能传感设备等设备，实时掌握采砂船的工作状态，并将这些数据进行智能化的预处理，进而定量地分析出采砂船的采砂量。该子系统包含采砂船状态监控、采砂量智能分析、船舶轨迹跟踪、采区动态管理、船舶状态展示、船舶异常行为告警等功能模块。

其中，采砂船状态监控模块36利用安装在采砂船上的船载智能传感设备，将正在采区作业的采砂船作业的定位信息、运砂或采砂船只身份、图像信息、采砂船的工作状态、时间等信息进行采集，利用多源数据融合技术，通过3G/GPRS传输模块无线传输到后台的应用服务器。在应用服务器内对采集信息进行预处理，经处理的各类动态信息将自动存入数据库中。

船舶异常行为告警模块37，在系统中，若发现有船舶出现越界或者超时采砂等涉嫌违法的行为出现，系统将自动进行预警，在电子地图上将该船只标记为闪烁红色，并通过提示或短信、邮件、或者待办事项等方式通知给执法部门相关人员。

采砂量智能分析模块38针对可采区合法作业的对采砂船状态监控的基础上，通过船载智能传感设备收集采砂船只的采量监测数据、配载信息等，并将采集到的数据通过智能分析和处理，将这些数据和信息实时地呈现在系统界面中，以提供给操作者或者执法人员调阅查看，可统计出某艘采砂船在某段时间内的采砂总量，并按照设定的采砂限制进行告警或提醒。

具体的，所述图像视频监控模块9分别与图像视频监控功能模块43和船只智能监控模块44连接。

本实施例中，图像视频监控模块9通过整合湖区已经建设的视频监控硬件设备，可对涉及采砂的重点水域进行隐蔽、安全的违法行为侦查和取证，实时获取并存储现场的影像，直观、清晰分辨水面上船舶的活动情况；还可通过识别船只船号，尺寸等细节，达到加强船只进出监管、统计船只进出数据、留存影像证据和节省人力资源等目的。该子系统主要包括图像视频监控功能及船只智能监控功能。

其中，图像视频监控功能模块43实时视频监控与历史视频回放、船只智能监测等子模块。有突发事件还可及时调看现场画面并进行实时录像，记录事件发生时间、地点、及时报警联动执法部门进行处理，事后可对事件发生视频资料进行查询分析。

所述船只智能监控模块44包括热成像双光谱云台摄像机45，所述热成像双光谱云台摄像机45内置有视频图像处理模块46、运动目标获取模块47、船只检测计数模块48、长高度估算分析模块49和速度估算模块50；所述视频图像处理模块46与运动目标获取模块47连接，所述运动目标获取模块47分别与船只检测计数模块48、长高度估算分析模块49和速度估算模块50连接，所述船只检测计数模块48、长高度估算分析模块49和速度估算模块50均与数据统计中心51连接。

本实施例中，由于热成像双光谱云台摄像机具备热成像机芯与可见光机芯两种机芯，因此可采集到热成像视频图像与可见光视频图像两种图像，根据不同业务应用需求可分别调阅不同的视频图像。在能见度情况良好情况下，可利用可见光视频查看船只详细情况；在能见度较差的天气情况以及夜间低照度环境下可利用热成像视频图像查看船只轮廓及动态信息。可见光图像分辨率1920×1080 ，热成像图像分辨率640×512 。

此外，还能将拍摄到的视频资料进行存储，将拍摄到的历史视频资料进行回放，以提供给执法人员按需调取。

同时，热成像双光谱云台摄像机可对过往船只进行运动侦测的同时，当船只进入检测区域、进过检测线以及离开检测区域时，摄像机两个通道可分别对船只进行抓拍图片，单独记录保存。由船只参数估算和可疑船只甑别两个功能子模块组成。

船只参数估算，此功能模块是通过热成像双光谱云台摄像机内置的船只检测计数模块、长高度估算分析模块、速度估算模块等智能分析算法，可对采集到的热成像视频信息进行分析，在统计航道经过船只数量的同时，针对单一船只进行长高度、速度值估算，并可对上行船与下行船进行区分。

可疑船只甑别，此功能需在积累大量的船只数据后，识别区域内的船舶信息，并进行辨识、甄别出可疑船只，分两部步实现。

1）人工识别阶段。利用视频监控技术，实现湖区重点水域所有过往船只图像的存储，工作人员定期进行人工识别，并建立需识别的船只海量数据库。

2）自动识别阶段。利用人工识别阶段建立的船只图像数据库，分析需识别船型的图像特征尺寸提取技术，研究分析算法，达到同一类型船只的自动识别，如自动识别过往的船只是否为采砂船、采砂船的具体型号和外形参数，再结合目前合法采砂船上安装的GPS所提供位置信息，进行比对后，甄别出是否疑似非法采砂船。

具体的，所述统计报表模块12分别与采区采量统计报表模块39、许可证采量统计报表模块40、涉砂船只信息统计报表模块41和告警信息统计报表模块连接42。

本实施例中，统计报表模块12包括采区实际采砂量统计查询、可采区信息统计查询报表、采砂船配载采砂量统计查询、采砂船信息统计报表查询、运砂船信息统计查询报表、告警信息统计查询六大功能。

在该子系统中，将以上六大功能按照监管对象分为三大类，分别是：采区采量信息统计报表、涉砂船只信息统计报表、告警信息统计报表。统计报表信息采用饼图或柱状图的形式进行显示。

其中，采区采量统计报表模块39包括采区的实际采砂量统计及查询，即针对试点区域内各个采区的实际采砂量按照时间周期进行统计和查询，并以柱状图的形式展示出采区的开采比例，并形成报表，为管理人员提供辅助。

许可证采量统计报表模块40与采区采量类似，包括采区的规划的采砂量统计及查询，即针对试点区域内各个采区的规划采砂量按照时间周期进行统计和查询，并以柱状图的形式展示出采区的实际开采与规划比例，并形成报表，直观的展现给管理人员。

涉砂船只信息统计报表模块41包含采砂船配载采砂量统计查询、采砂船信息统计报表、运砂船信息统计查询功能，将涉及到试点区域采区的采砂船只及运砂的各类数据进行图表化的展现。

告警信息统计报表模块连接42通过对硬件设备监测到的疑似违法行为的告警信息进行综合统计，并可按照时间周期进行查询，以柱状图形式展现。

具体的，所述系统管理模块13分别与监测设备管理模块55、用户管理模块56、角色管理模块57和用户手册模块58连接。

本实施例中，监测设备管理模块55、用户管理模块56、角色管理模块57和用户手册模块58根据管理的需要设置管理员级角色用户、流域级角色用户、厅级角色用户，并设定各级角色用户的权限；监测设备管理模块是为了能动态掌握安装在采砂船上的船载远程监控设备的运行情况；用户手册则是提供用户手册下载一种智能采砂监控方法，包括船只自动监控方法和采砂量监测和统计方法。

一种智能采砂监控方法，包括船只自动监控方法和采砂量监测和统计方法。

在本实施例中，一是对经过某水域的船只进行自动监控；二是对在开采区的采砂船只进行采砂量相关的监测和统计。

优选地，所述船只自动监控方法的步骤下如下：

第一步：航道水域红外视频监控，在从长江进出湖区的重要隘口设置前端感知摄像头，全天候自动采集过往船只的尺寸，上下行等信息，收集影像存储执法依据；在本实施例中，通过远程监控技术实现从人工过渡到自动识别和报警，解决巡管队伍人力不足，执法困难，达到打击非法采砂，发挥系统平台震慑作用。

第二步：船只智能监管识别，接收前端监控采集设备发回的数据和图像，通过将数据进行存储，实时记录下过往船只的尺寸、时间等数据，建立需识别的船只海量数据库，并通过人工识别初步比对是否为非法船只；船型识别阶段，利用人工识别阶段建立的船只图像数据库，分析需识别的船只图像特征尺寸提取技术，研究分析算法，达到同一类型船只的自动识别；如自动识别过往的船只是否为采砂船、采砂船的具体型号，通过对比合法船载GPS定位，识别是否为非法采砂船。

优选地，所述采砂量监测和统计方法的步骤如下：

第一步：在采砂生产平台的采砂船上安置智能传感器，实时掌握采砂船的生产及运行情况；该智能传感器主要包括安装在的采砂动力装置（如工作用发动机）上的电子震动感应器及智能传感器、安装在采砂船上的 GPS、摄像头和摄相机等。

其中，GPS 定位器可与多达 10 个卫星进行参照、计算、确定经纬度、海拔高度。GPS 定位精确度达到 10 米以内，GPS 定位速度达到秒级。可以实时采集采砂船的经纬度信息，通过 GPS 定位仪通信接口传输到智能主机内的智能核心控制模块。

震动传感器是安装在采砂动力装置上的设备，检测到电机启动与停止的信息，采集电机的震动频率。可以实时采集采砂船的震动频率信息，通过震动传感通信接口传输到智能主机内的智能核心控制模块，以此来检测并记录船只的工作时长。

智能传感器是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，智能传感器可分为模拟式和数字式两种。发动机运行中各种工况信息，如转速、发动机运转工况等，转化成电讯号输出。

第二步：每艘采砂船在某采区的采量计算总体采用“采砂时间*实时采砂量”的计算原则，并可根据采区砂质状况、发动机转速选择对应的采砂功率（单位时间的采砂量）；可用实测数据比对的方式进行系数校核，取得更为精确、可信度高的采砂功率。

其中，综合系数：根据不同时期（枯水期、丰水期）的含泥量调整系数，根据可采区的砂石丰沛程度调整系数。

挖斗额定容积：根据挖斗的长、宽、高计算每个挖斗的体积（立方料）。

当日采砂作业时长：采砂船每天工作的总时长（分钟）。

河沙密度：河沙每立方米的重量（吨）。

当日实时每分钟采砂量（分钟/吨）=挖斗转速（分钟/斗）×挖斗额定容积×综合系数×河沙密度

当日实时采砂量（吨）=每分钟采砂量（分钟/吨）×当日采砂作业时长

第三步：采砂量统计，根据硬件监测出的采砂量数据，进行智能的分析和计算，筛选查询出某一船只的采砂量或者某一采区的采砂量的相关直观数据。

其中，参照图4，实时采砂量与配载申报采砂量，通过防作弊模块实时比对，相互印证，图片佐证，当两者误差较大时，系统会及时预警，从而保证实时产量与配载申报采砂量的准确、可信。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能采砂监控装置，其特征在于：包括门户层（1）、业务应用层（2）、数据存储层（3）、数据采集层（4）和数据传输层（5）；所述门户层（1）与业务应用层（2）连接，所述业务应用层（2）、数据存储层（3）和数据采集层（4）均与数据传输层（5）连接；

所述业务应用层（2）包括业务功能模块（6）和应用支撑软件模块（7），所述业务功能模块（6）包括基础信息管理模块（8）、图像视频监控模块（9）、采砂现场管理模块（10）、GIS地图可视化动态监控模块（11）、统计报表模块（12）和系统管理模块（13）；应用支撑软件模块（7）包括Web服务器（14）、数据库管理软件模块（15）、数据交换软件模块（16）、GIS软件模块（17）、备份软件模块（18）、商业智能软件模块（19）、空间服务软件模块（20）和消息中间件模块（21）；

所述数据存储层（3）包括基础数据库（22）、空间数据库（23）、可采区资料库（24）、采砂船资料库（25）、实时监测数据库（26）和统合信息库（27）；

所述数据采集层（4）包括重点水域图像视频监控设备（28）和船载远程监控设备（29）；

所述门户层（1）包括Web门户网站（52），所述Web门户网站（52）通过水利专网（53）和互联网（54）与业务应用层（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能采砂监控装置，其特征在于：所述基础信息管理模块（8）分别与可采区管理模块（30）、采砂船管理模块（31）和采砂许可证登记模块（32）连接；

所述GIS地图可视化动态监控模块（11）分别与船舶轨迹跟踪模块（33）、采区动态管理模块（34）和船舶动态信息展示模块（35）连接；

所述采砂现场管理模块（10）分别与采砂船状态监控模块（36）、船舶异常行为告警模块（37）和采砂量智能分析模块（38）连接；

所述统计报表模块（12）分别与采区采量统计报表模块（39）、许可证采量统计报表模块（40）、涉砂船只信息统计报表模块（41）和告警信息统计报表模块连接（42）；

所述图像视频监控模块（9）分别与图像视频监控功能模块（43）和船只智能监控模块（44）连接；

所述系统管理模块（13）分别与监测设备管理模块（55）、用户管理模块（56）、角色管理模块（57）和用户手册模块（58）连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能采砂监控装置，其特征在于：所述船只智能监控模块（44）包括热成像双光谱云台摄像机（45），所述热成像双光谱云台摄像机（45）内置有视频图像处理模块（46）、运动目标获取模块（47）、船只检测计数模块（48）、长高度估算分析模块（49）和速度估算模块（50）；所述视频图像处理模块（46）与运动目标获取模块（47）连接，所述运动目标获取模块（47）分别与船只检测计数模块（48）、长高度估算分析模块（49）和速度估算模块（50）连接，所述船只检测计数模块（48）、长高度估算分析模块（49）和速度估算模块（50）均与数据统计中心（51）连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能采砂监控装置，其特征在于：所述船载远程监控设备（29）包括安装在船只上的船载智能传感器。

5.一种智能采砂监控方法，其特征在于：包括船只自动监控方法和采砂量监测和统计方法。

6.根据权利要求5所述的一种智能采砂监控方法，其特征在于：所述船只自动监控方法的步骤下如下：

第一步：航道水域红外视频监控，在从长江进出湖区的重要隘口设置前端感知摄像头，全天候自动采集过往船只的尺寸，上下行等信息，收集影像存储执法依据；

第二步：船只智能监管识别，接收前端监控采集设备发回的数据和图像，通过将数据进行存储，实时记录下过往船只的尺寸、时间等数据，建立需识别的船只海量数据库，并通过人工识别初步比对是否为非法船只；船型识别阶段，利用人工识别阶段建立的船只图像数据库，分析需识别的船只图像特征尺寸提取技术，研究分析算法，达到同一类型船只的自动识别。

7.根据权利要求5所述的一种智能采砂监控方法，其特征在于：所述采砂量监测和统计方法的步骤如下：

第一步：在采砂生产平台的采砂船上安置智能传感器，实时掌握采砂船的生产及运行情况；

第二步：每艘采砂船在某采区的采量计算总体采用“采砂时间*实时采砂量”的计算原则，并可根据采区砂质状况、发动机转速选择对应的采砂功率；

第三步：采砂量统计，根据硬件监测出的采砂量数据，进行智能的分析和计算，筛选查询出某一船只的采砂量或者某一采区的采砂量的相关直观数据。

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