CN112129236B - 一种内河船舶安检系统及安检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内河船舶安检系统，包括集控中心单元以及分别与其连接的CCTV船舶图像采集单元、船舶吃水检测装置、限高检测仪和多个通讯基站，还包括经无线网络与通讯基站连接的船载智能终端；集控中心单元包括服务器以及分别与其连接的图像工作站、应用系统工作站、综合监控大屏显示设备和VHF呼叫通讯设备；本发明还公开了基于内河船舶安检系统的安检方法。本发明的安检系统实现了相关管理部门对船舶的远程安检，提高了安检效率，增加了船舶航行的安全性；安检方法实现了船舶的发航检查、轨迹跟踪、远程抽检、过闸安全检查，加强了对内河船舶的安全监管，减小了安全风险。

Description

一种内河船舶安检系统及安检方法

技术领域

本发明属于通航控制领域，具体涉及一种内河船舶安检系统及安检方法。

背景技术

目前，长江三峡航道的船舶过船闸基本上都是通过自主申报过闸数据的方式进行过闸申请，为了保证船舶安全、有序、快速沟通过三峡-葛洲坝，对于这些过闸数据，安检站必须每条船登船进行逐项严格安检。船舶配员信息检测也是相关管理部门对船舶安全营运的检查重点，为了保证船舶营运时能够按照要求进行船员配置、保证船员配员正确、船员证书真实，往往需要相关管理部门的执法人员对船舶实际配员和船员任职资格进行现场核实。

目前船舶的过闸数据检测和非过闸船舶的配员的检测，均需要船舶停泊靠岸，然后通过船舶相关管理部门的执法人员进行肉眼核实，不仅安检的工作量大，效率低，耗时长，而且在长期的工作中存在很多执法风险。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种内河船舶安检系统及安检方法，船舶上安装船载智能终端，在相关管理部门部署集控中心单元，在内河航道船舶途经之处设置CCTV船舶图像采集单元、高度和吃水检测装置，自动检测船舶吃水深度和船舶的超限情况，使得相关管理部门可对船舶进行远程安检，提高安检效率。

本发明的技术方案是一种内河船舶安检系统，包括集控中心单元以及分别与其连接的CCTV船舶图像采集单元、船舶吃水检测装置、限高检测仪和多个通讯基站，还包括经无线网络与通讯基站连接的船载智能终端。

集控中心单元包括服务器以及分别与其连接的应用系统工作站、图像工作站、综合监控大屏显示设备和VHF呼叫通讯设备，用于内河船舶安检管理人员对于船舶安检结果的采集、审核以及监管。

船载智能终端用于采集船员的图像、身份证信息、指纹信息，核验船上人员身份是否合法、有无船员证。

船舶吃水检测装置，利用水下检测架上间隔分布的超声波传感器组对水下检测架上方的船舶进行吃水深度检测，水上平台的数据处理中心将船舶的吃水深度检测数据汇总后，发送到集控中心单元。

CCTV船舶图像采集单元包括依次连接的摄像机、存储服务器、流媒体服务器，用于船舶装载货物情况的视频监测以及船舶违法行为的拍照取证。

限高检测仪，用于检测判断船舶的净空高度是否超过限制高度。

通讯基站包括连接的基站收发信机和基站控制器，基站控制器与集控中心单元的服务器连接，用于安检信息上传、现场监测数据传输、安检计划及结果下发提供网络接受单元、数据传输通道。

船载智能终端包括第一微处理器以及分别与其连接的导航定位模块、第一摄像头、第一指纹仪、第一身份证读卡器、显示屏、第一语音模块、DTU模块、WIFI模块。

进一步地，所述内河船舶安检系统还包括经无线网络与通讯基站连接的移动安检终端，移动安检终端包括第二微处理器以及分别与其连接的第二摄像头、触摸屏、第二指纹仪、第二身份证读卡器、第二语音模块、射频单元和键盘，射频单元包括蓝牙模块、WiFi模块、定位模块；用于船舶基础数据获取及展示、船舶过闸通航信息获取及展示、安检计划接收、船舶及船员安检结果记录与反馈以及登船检查时对船上人员身份的核验。

优选地，船舶吃水检测装置包括第一趸船、第二趸船、水下检测架、数据处理中心，第一趸船上设有第一卷扬机和竖直滑轨，立柱与竖直滑轨滑动配合，立柱上端与第一卷扬机的钢丝绳连接，水下检测架的一端与立柱的连接耳铰接，水下检测架另一端与第二趸船上设置的第二卷扬机的钢丝绳连接；水下检测架上部设置有多个超声波传感器，水下检测架上还设置有分别与数据处理中心连接的水深压力传感器、声速标定传感器、第一倾角传感器。

优选地，限高检测仪为激光对射限高检测仪，包括控制器和分别设置在检测柱上的激光发射机、激光接收机，激光发射机上设置有第二倾角传感器，激光发射机、激光接收机、第二倾角传感器分别与控制器连接，控制器经数据总线与集控中心单元连接。

采用上述内河船舶安检系统的安检方法，包括：获取船舶的航次、货物清单；对发航的船舶进行发航检查；结合电子航道图对在航船舶进行精确定位、轨迹跟踪；对在航的船舶进行远程抽检；检测船舶的吃水，判断是否满足航行要求；对申报过闸的船舶安全检查，进行船舶信息、船员信息的核验，判断是否符合安检标准；检测过闸的船舶是否超限。

所述安检方法还包括船舶事故预防控制，事故预防控制具体包括：

利用事故致因链，分析确定船舶事故的环境因素、船舶状态因素和船员行为因素；

收集船舶事故案例，以细分的环境因素、船舶状态因素和船员行为因素作为数据项建立船舶事故数据库，利用Apriori算法对事故数据库进行数据挖掘，生成K项集，过滤出包括环境因素或船舶状态因素的K项集，结合专家经验，对过滤后的K项集进行筛选，并根据筛选出的K项集，形成船舶事故的关联规则，关联规则后件为船舶事故；

获取安检的船舶的环境、船舶状态信息，分别与船舶事故的关联规则的前件进行逐一匹配，当安检船舶的环境、船舶状态与船舶事故的关联规则的环境因素、船舶状态因素相符时，结合事故致因链，确定关联规则后件的事故的重点防控环节，督促并协同船舶方加强事故防控。

进一步地，所述船舶信息、船员信息的核验，包括根据船舶自主申报信息，进行人证一致性核验、船员证有效性核验、船舶配员核验，判断船舶是否符合安检标准。

进一步地，所述安检方法还包括集成港口的港航应用系统的船舶及装载货物的数据，用于船舶安检或船舶过闸复查的船舶数据一致性判断。

相比现有技术，本发明的有益效果包括：

1）本发明的安检系统实现了相关管理部门对船舶的远程安检，船舶通过船载智能终端进行船舶、船员信息的申报、核验，CCTV船舶图像采集单元采集船舶图像，船舶吃水检测装置自动检测船舶吃水深度，限高检测仪检测船舶的净空高度超限现象，代替现有的管理部门执法人员的登船检查，提高了安检效率，增加了船舶航行的安全性；

2）本发明的船舶吃水检测装置可对水下检测架进行升降控制，满足不同情景的船舶吃水深度检测的需要，且便于对检测架上的各种传感器进行调试、维护；

3）本发明的安检方法实现了船舶的发航检查、轨迹跟踪、远程抽检、过闸安全检查，以及船舶的吃水深度、超限现象的自动检测，加强了对内河船舶的安全监管，减小了安全风险；

4）本发明的安检方法结合数据挖掘和专家经验生成船舶事故的关联规则，并根据关联规则对安检的船舶进行符合性判断，判断船舶的事故风险，协同船舶采取事故预防措施，可有效预防船舶事故，减小人员和财产损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为实施例的内河船舶安检系统的结构示意图。

图2为实施例的内河船舶安检系统空间部署示意图。

图3为船舶吃水检测装置的结构示意图。

图4（a）为船载智能终端的电路结构框图。

图4（b）为船载智能终端的示意图。

图5（a）为移动安检终端的电路结构框图。

图5（b）为移动安检终端的示意图。

图6为本发明的安检方法的示意图。

图7为实施例利用限高检测仪进行限高检测的示意图。

具体实施方式

实施例选择长江航道的船舶作为实施对象，分别在三峡船闸、葛洲坝船闸船舶途经处设置CCTV船舶图像采集单元；在三峡大坝上、下游分别设置限高检测仪和船舶吃水检测装置。

如图1和图2所示，内河船舶安检系统包括集控中心单元1以及分别与其连接的CCTV船舶图像采集单元4、船舶吃水检测装置3、限高检测仪5和多个通讯基站6，还包括分别经无线网络与通讯基站连接的船载智能终端2、移动安检终端7。

集控中心单元包括服务器以及分别与其连接的应用系统工作站、图像工作站、综合监控大屏显示设备和VHF呼叫通讯设备，用于内河船舶安检管理人员对于船舶安检结果的采集、审核以及监管。

CCTV船舶图像采集单元包括依次连接的摄像机、存储服务器、流媒体服务器，用于船舶装载货物情况的视频监测以及船舶违法行为的拍照取证。

通讯基站包括连接的基站收发信机和基站控制器，基站控制器与集控中心单元的服务器连接，用于安检信息上传、现场监测数据传输、安检计划及结果下发提供网络接受单元、数据传输通道。

如图4（a）和图4（b）所示，船载智能终端2包括第一微处理器以及分别与其连接的导航定位模块、第一摄像头、第一指纹仪、第一身份证读卡器、显示屏、第一语音模块、DTU模块、WIFI模块209。船载智能终端2存储并运行人脸识别算法、指纹识别算法，对船员身份信息、证件信息进行智能比对，快速核验船员身份是否合法、人证是否合一。

如图5（a）和图5（b）所示，移动安检终端包括第二微处理器以及分别与其连接的第二摄像头、触摸屏、第二指纹仪、第二身份证读卡器、第二语音模块、射频单元和键盘，射频单元包括蓝牙模块、WiFi模块、定位模块；射频单元采用MT6627射频芯片。移动安检终端用于船舶基础数据获取及展示、船舶过闸通航信息获取及展示、安检计划接收、船舶及船员安检结果记录与反馈以及登船检查时对船上人员身份的核验。

如图3所示，船舶吃水检测装置3包括第一趸船301、第二趸船302、水下检测架303、数据处理中心，第一趸船301上设有第一卷扬机306和竖直滑轨304，立柱305与竖直滑轨304滑动配合，立柱305上端与第一卷扬机的钢丝绳连接，水下检测架的一端与立柱的连接耳3051铰接，水下检测架另一端与第二趸船上设置的第二卷扬机307的钢丝绳连接；水下检测架303上部设置有多个超声波传感器308，超声波传感器308的探头竖直向上设置；水下检测架303上还设置有分别与数据处理中心连接的水深压力传感器、声速标定传感器、第一倾角传感器。数据处理中心根据水深压力传感器的数据判断水下检测架的水下深度，根据第一倾角传感器的数据判断水下检测架上的超声波传感器的探头是否倾斜。

实施例中，限高检测仪5为激光对射限高检测仪，包括控制器和分别设置在检测柱上的水平对置的激光发射机、激光接收机，激光发射机上设置有第二倾角传感器，激光发射机、激光接收机、第二倾角传感器分别与控制器连接，控制器经数据总线与集控中心单元连接。激光发射机在检测柱上的高度即为船舶限高。如图7所示，利用限高检测仪5进行限高检测时，若激光接收机接收到激光发射机发射的激光时，则检测的船舶的净空高度没有超过限制高度；若激光接收机接收不到激光发射机发射的激光时，则检测的船舶的净空高度超过限制高度。控制器读取第二倾角解码器的数据，判断激光发射机发射头、发射的激光是否水平。船舶在经过限高检测仪5的时刻，当即完成船舶限高的检测，检测效率高，不影响船舶航行。

实施例中，在三峡大坝的坛子岭上设置无线网络基站、VHF基站和AIS基站。

如图6所示，采用上述内河船舶安检系统的安检方法，包括：

1、集成港口的港航应用系统的船舶及装载货物的数据，用于船舶安检或船舶过闸复查的船舶数据一致性判断；

2、获取船舶的航次、货物清单，将货物安检情况与船舶单次航行相结合，实现安检与过闸申报单元一一对应，保证检测结果与检测对象的精准统一；

3、对发航的船舶进行发航检查，保证船舶安检后到发航前安检对象不发生变化，确保安检结果符合实际过闸要求；

4、结合电子航道图对在航船舶进行精确定位、轨迹跟踪；

5、对在航的船舶进行远程抽检，检查有无随意上下船员、装卸货物、超载的现象，规范船舶航行及过闸行为；

6、利用船舶吃水检测装置检测船舶的吃水，判断是否满足航行要求；

7、对申报过闸的船舶安全检查，进行船舶信息、船员信息的核验，判断是否符合安检标准；8、检测过闸的船舶是否超限；

9、事故防控控制：1）利用事故致因链，分析确定船舶事故的环境因素、船舶状态因素和船员行为因素，环境因素如江段、水位，船舶状态因素如吃水深度、航速；2）收集船舶事故案例，以细分的环境因素、船舶状态因素和船员行为因素作为数据项建立船舶事故数据库，利用Apriori算法对事故数据库进行数据挖掘，生成K项集，过滤出包括环境因素或船舶状态因素的K项集，结合专家经验，对过滤后的K项集进行筛选，并根据筛选出的K项集，形成船舶事故的关联规则；3）获取安检的船舶的环境、船舶状态信息，分别与船舶事故的关联规则的前件进行逐一匹配，当安检船舶的环境、船舶状态与船舶事故的关联规则的环境因素、船舶状态因素相符时，督促并协同船舶方加强事故防控。实施例的Apriori算法参照《福建电脑》2018年12期刊登的孙国营的论文“基于大数据的煤矿安全隐患数据挖掘分析”公开的Apriori算法。

Claims (9)

1.一种内河船舶安检系统，其特征在于，包括集控中心单元以及分别与其连接的CCTV船舶图像采集单元、船舶吃水检测装置、限高检测仪和多个通讯基站，还包括经无线网络与通讯基站连接的船载智能终端；

集控中心单元包括服务器以及分别与其连接的应用系统工作站、图像工作站、综合监控大屏显示设备和VHF呼叫通讯设备，用于内河船舶安检管理人员对于船舶安检结果的采集、审核以及监管；

船载智能终端用于采集船员的图像、身份证信息、指纹信息，核验船上人员身份是否合法、有无船员证；

船舶吃水检测装置，利用水下检测架上间隔分布的超声波传感器组对水下检测架上方的船舶进行吃水深度检测，水上平台的数据处理中心将船舶的吃水深度检测数据汇总后，发送到集控中心单元；

CCTV船舶图像采集单元包括依次连接的摄像机、存储服务器、流媒体服务器，用于船舶装载货物情况的视频监测以及船舶违法行为的拍照取证；

限高检测仪，用于检测判断船舶的净空高度是否超过限制高度；

通讯基站包括连接的基站收发信机和基站控制器，基站控制器与集控中心单元的服务器连接，用于安检信息上传、现场监测数据传输、安检计划及结果下发提供网络接受单元、数据传输通道。

2.根据权利要求1所述的内河船舶安检系统，其特征在于，所述船载智能终端包括第一微处理器以及分别与其连接的导航定位模块、第一摄像头、第一指纹仪、第一身份证读卡器、显示屏、第一语音模块、DTU模块、WIFI模块。

3.根据权利要求1所述的内河船舶安检系统，其特征在于，还包括经无线网络与通讯基站连接的移动安检终端，移动安检终端包括第二微处理器以及分别与其连接的第二摄像头、触摸屏、第二指纹仪、第二身份证读卡器、第二语音模块、射频单元和键盘，射频单元包括蓝牙模块、WiFi模块、定位模块；用于船舶基础数据获取及展示、船舶过闸通航信息获取及展示、安检计划接收、船舶及船员安检结果记录与反馈以及登船检查时对船上人员身份的核验。

4.根据权利要求1所述的内河船舶安检系统，其特征在于，所述船舶吃水检测装置包括第一趸船、第二趸船、水下检测架、数据处理中心，第一趸船上设有第一卷扬机和竖直滑轨，立柱与竖直滑轨滑动配合，立柱上端与第一卷扬机的钢丝绳连接，水下检测架的一端与立柱的连接耳铰接，水下检测架另一端与第二趸船上设置的第二卷扬机的钢丝绳连接；水下检测架上部设置有多个超声波传感器，水下检测架上还设置有分别与数据处理中心连接的水深压力传感器、声速标定传感器、第一倾角传感器。

5.根据权利要求1所述的内河船舶安检系统，其特征在于，所述限高检测仪为激光对射限高检测仪，包括控制器和分别设置在检测柱上的激光发射机、激光接收机，激光发射机上设置有第二倾角传感器，激光发射机、激光接收机、第二倾角传感器分别与控制器连接，控制器经数据总线与集控中心单元连接。

6.采用权利要求1-5任意一项所述的内河船舶安检系统的安检方法，其特征在于，包括：

获取船舶的航次、货物清单；

对发航的船舶进行发航检查；

结合电子航道图对在航船舶进行精确定位、轨迹跟踪；

对在航的船舶进行远程抽检；

检测船舶的吃水深度，判断是否满足航行要求；

对申报过闸的船舶安全检查，进行船舶信息、船员信息的核验，判断是否符合安检标准；

检测过闸的船舶是否超限。

7.根据权利要求6所述的安检方法，其特征在于，还包括船舶事故预防控制，事故预防控制具体包括：

利用事故致因链，分析确定船舶事故的环境因素、船舶状态因素和船员行为因素；

收集船舶事故案例，以细分的环境因素、船舶状态因素和船员行为因素作为数据项建立船舶事故数据库，利用Apriori算法对事故数据库进行数据挖掘，生成K项集，过滤出包括环境因素或船舶状态因素的K项集，结合专家经验，对过滤后的K项集进行筛选，并根据筛选出的K项集，形成船舶事故的关联规则；

获取安检的船舶的环境、船舶状态信息，分别与船舶事故的关联规则的前件进行逐一匹配，当安检船舶的环境、船舶状态与船舶事故的关联规则的环境因素、船舶状态因素相符时，结合事故致因链，确定关联规则后件的事故的重点防控环节，督促并协同船舶方加强事故防控。

8.根据权利要求6所述的安检方法，其特征在于，所述船舶信息、船员信息的核验，包括根据船舶自主申报信息，进行人证一致性核验、船员证有效性核验、船舶配员核验，判断船舶是否符合安检标准。

9.根据权利要求6所述的安检方法，其特征在于，还包括集成港口的港航应用系统的船舶及装载货物的数据，用于船舶安检或船舶过闸复查的船舶数据一致性判断。

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