CN112767651A - 海面监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了海面监控方法及系统。该系统包括：分布于海域中的若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；计算模块，配置为根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；第一判断模块，配置为判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；计数模块，接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及第二判断模块，配置为判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

Description

海面监控方法及系统

技术领域

本说明书一般涉及物流监控技术领域，具体涉及一种海面监控方法及系统。

背景技术

近年来随着互联网快速发展，实体通过接入互联网为人们提供越来越多样的信息。单单位置数据这一点，我们就能掌控到很多信息，比如明确了自己的位置和目的地的位置就可以进行导航；比如利用精准位置定位可以控制无人机来播撒农药；再甚至能够通过极其细微的位置变化实时监控房屋沉降。对于自然环境的变化，特别是海洋环境全局的变化，当发生自然灾害时，比如远海地底地震，海啸随之产生，其对大陆沿岸民众及经济设施造成大面积毁坏，目前都是通过卫星照片，图像识别方式来监控。该监控方法存在监控范围片面，检测数据准确度低的问题。本发明通过位置数据来实时并精确监控海面环境。

发明内容

本说明书提供了一种海面监控方法及系统，实时并精确监控海面环境，并能为海洋作业的可行性和海洋灾害的预警提供参考。

本申请公开了一种海面监控系统，包括：

分布于海域中的若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；

计算模块，配置为根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；

第一判断模块，配置为判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；

计数模块，接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及

第二判断模块，配置为判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

在一个优选例中，所述计算模块还被配置为：根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的流速，所述流速等于所述浮标前后两次上传的水平位置间隔除以间隔时间。

在一个优选例中，根据所述若干个浮标的定位模块上传的初始高程值计算所述平均高程值。

在一个优选例中，所述历史间隔周期内为5分钟～20分钟。

在一个优选例中，所述告警区域为以所述浮标为中心的1海里至5海里所在的圆形区域。

在一个优选例中，所述告警压制值为10～50。

在一个优选例中，所述定位模块上传所述浮标位置数据的频率为每分钟至少1次。

在一个优选例中，所述定位模块具有厘米级及以上的定位精度。

在一个优选例中，所述告警信息包括以下信息之一或其任意组合：所述浮标的标识、所述浮标所在海域的浪高、所述浮标所在海域的位置、触发告警的时间。

在一个优选例中，所述浮标随机分布于海域中。

本申请还公开了一种海面监控方法包括：

向海域中投放若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；

根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；

判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；

接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及

判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

在一个优选例中，还包括：根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的流速，所述流速等于所述浮标前后两次上传的水平位置间隔除以间隔时间。

本申请还公开了一种海面监控系统包括：

存储器，用于存储计算机可执行指令；以及

处理器，与所述存储器耦合，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如前文描述的方法中的步骤。

本申请还公开了一种计算机可读存储介质所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如前文描述方法中的步骤。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本发明中，通过将设置有定位模块的浮标置于海域中，定位模块可以实时监测和上传浮标所在海域的位置数据，用于计算该海域的水流流速和浪高，根据历史间隔周期内告警的浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数判断该告警区域是否具有风险，为海洋作业的可行性和海洋灾害的预警作为参考。

相对于现有的海面监控方法，本发明可以做到实时监控，并且设置有定位模块的浮标可以做到成本很低，便于大量使用。

本说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本说明书上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

参考以下附图描述本申请的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。

图1是根据本说明书一实施例中海面监控系统的框图。

图2是根据本说明一实施例中浮标分布的示意图。

图3是根据本说明书一实施例中海面监控方法流程图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

下面概要说明本申请的部分创新点

现在的技术方案里流速和浪高的监控有两种方式。第一种是通过卫星间隔拍摄区域海面的图像，通过图像识别来粗略计算并回放海面情况。第二种是通过装有特定传感器的浮标，通过传感器记录漂流过程中的水平加速度和垂直加速度，经过特定计算算出公式值下的流速和浪高。本发明是通过带有定位模块的浮标在漂流过程中的实时位置上传，在服务端对位置进行厘米级定位解算后得出精确三维位置数据，根据精确的位置数据计算得出浮标所在位置的水流流速和浪高，实现实时监控海面情况。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本说明书的第一实施方式涉及一种海面监控系统，图1是该实施例中海面监控系统的框图，所述海面监控系统包括：分布于海域中的若干个浮标10、计算模块20、第一判断模块30、计数模块40及第二判断模块50。

其中，所述浮标10中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块(图中未示出)。本实施例中，所述浮标10设置为球状结构，所述浮标10漂浮于海面上，并且不会对海洋中船只的航行带来影响。

本实施例中一个优选例中，所述若干个浮标随机分布中海域中。本实施例的其他实施方式中，还可以将浮标固定于海域中的某些位置，或者一部分浮标固定于某些位置，另一部分浮标随机分布于海域中。

可以理解的是，本实施方式中的定位模块可以采用美国的全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem，GLONASS)、欧洲的伽利略系统(Galileo)、中国的北斗(Compass)等其中的任意一种。一个优选例中，所述定位模块具有厘米级及以上的定位精度，例如，厘米级、亚米级等，本实施方式中，优选为厘米级的定位精度。

在一个优选例中，所述定位模块上传所述浮标位置数据的频率为每分钟至少1次，例如，每一分钟上传一次。

相对于现有技术中的海域监控方式，本实施例中采用的设置有定位模块的浮标，成本非常低，可以在海域中大量使用，而且可以将浮标的体积做的很小，不会对海洋环境或航行产生影响。在使用过程中，可以根据开启或关闭定位模块的定位功能，获取位置数据。而在后续不需要使用的情况下，如需要可以根据其自带的定位对其进行回收，不会对环境带来破坏。

计算模块20被配置为根据所述位置数据计算所述浮标10所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值。在一个优选例中，根据所述若干个浮标10的定位模块上传的初始高程值计算所述平均高程值。

第一判断模块30被配置为判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息。在一个优选例中，所述告警信息包括以下信息之一或其任意组合：所述浮标的标识、所述浮标所在海域的浪高、所述浮标所在海域的位置、触发告警的时间。

计数模块40接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标10所在的告警区域内触发告警信息的浮标10的总数。在一个优选例中，所述历史间隔周期内为5分钟～20分钟，优选的，历史间隔周期为5分钟或10分钟。在一个优选例中，所述告警区域为以所述浮标为中心的1海里至5海里所在的圆形区域，所述告警区域可以根据海洋情况进行预设，例如，优选为2海里或3海里。

第二判断模块50被配置为判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。在一个优选例中，所述告警压制值为10～50，例如。所述告警压制值为20。当历史间隔周期内告警的所述浮标10所在的告警区域内触发告警信息的浮标10的总数达到20时，则判断该海域具有风险或险情，并向外界发出风险报告，例如向政府部门、消防部门、公众进行报告。风险报告信息包括，具有风险的海域以及风险可能发生的时间等。

参考图2中所示，当其中一个浮标10所在位置的浪高超过告警值时，以该浮标10为中心的圆形海域(图中圆形虚线所示)内，统计历史间隔周期内该区域内的浮标所在位置的浪高超出告警压制值的浮标的总数。图2中具有填充的球状结构表示历史间隔周期内浪高超过告警值的浮标，纯色填充的球状结构表示历史间隔周期内浪高未超过告警值的浮标。从图2中可以看出，该海域内告警的浮标总数未达到告警压制值，从而该海域风险较低，不需要触发风险报告信息。

在本实施例的海面监控方法另一实施方式中，所述计算模块20还被配置为：根据所述位置数据计算所述浮标10所在的海域的流速，所述流速等于所述浮标前后两次上传的水平位置间隔除以间隔时间。本实施方式中，可以将若干个浮标10所在位置的水流流速实时显示出来，实现对海面情况的实时监控。当根据计算的浪高对海面情况进行判断时，可以结合当前位置的水流速度进行验证，避免误判的风险。

参考图3所示，本说明书的第二实施方式涉及一种海面监控方法包括：

向海域中投放若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；

根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；

判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；

接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及

判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

在一个优选例中，根据所述若干个浮标的定位模块上传的初始高程值计算所述平均高程值。

在一个优选例中，所述历史间隔周期内为5分钟～20分钟。

在一个优选例中，所述告警区域为以所述浮标为中心的1海里至5海里所在的圆形区域。

在一个优选例中，所述告警压制值为10～50。

在一个优选例中，所述定位模块上传所述浮标位置数据的频率为每分钟至少1次。

在一个优选例中，所述定位模块具有厘米级及以上的定位精度。

在一个优选例中，所述告警信息包括以下信息之一或其任意组合：所述浮标的标识、所述浮标所在海域的浪高、所述浮标所在海域的位置、触发告警的时间。

在一个优选例中，所述若干个浮标随机分布于海域中。

在本实施例的另一实施方式中，所述海面监控方法还包括：根据所述位置数据计算所述浮标10所在的海域的流速，所述流速等于所述浮标前后两次上传的水平位置间隔除以间隔时间。本实施方式中，可以将若干个浮标10所在位置的水流流速实时显示出来，实现对海面情况的实时监控。当根据计算的浪高对海面情况进行判断时，可以结合当前位置的水流速度进行验证，避免误判的风险。

第一实施方式是与本实施方式相对应的系统实施方式，第一实施方式中的技术细节可以应用于本实施方式，本实施方式中的技术细节也可以应用于第一实施方式。

需要说明的是，本领域技术人员应当理解，上述海面监控系统的实施方式中所示的各模块的实现功能可参照前述海面监控方法的相关描述而理解。上述在海面监控系统的实施方式中所示的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序(可执行指令)而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。本说明书实施例上述海面监控系统如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本说明书实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本说明书各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本说明书实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

相应地，本说明书实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本说明书的各方法实施方式。计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于，相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

此外，本说明书实施方式还提供一种海面监控系统的系统，其中包括用于存储计算机可执行指令的存储器，以及，处理器；该处理器用于在执行该存储器中的计算机可执行指令时实现上述各方法实施方式中的步骤。

在一个实施例中，该计算机可执行指令可以用于：

向海域中投放若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；

根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；

判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；

接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及

判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

在一个实施例中，其中，该处理器可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，简称“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，简称“DSP”)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称“ASIC”)等。前述的存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称“ROM”)、随机存取存储器(random access memory，简称“RAM”)、快闪存储器(Flash)、硬盘或者固态硬盘等。本发明各实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。在一个实施例中，该海面监控系统的系统还包括总线和通信接口。处理器、存储器和通信接口都通过总线相互连接。通信接口可以是无线通信接口也可以是有线通信接口，用于使得处理器能够与其他的系统通信。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本说明书提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本说明书的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。

在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描述的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

Claims (14)

1.一种海面监控系统，其特征在于，包括：

分布于海域中的若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；

计算模块，配置为根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；

第一判断模块，配置为判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；

计数模块，接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及

第二判断模块，配置为判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

2.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述计算模块还被配置为：根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的流速，所述流速等于所述浮标前后两次上传的水平位置间隔除以间隔时间。

3.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，根据所述若干个浮标的定位模块上传的初始高程值计算所述平均高程值。

4.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述历史间隔周期为5分钟～20分钟。

5.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述告警区域为以所述浮标为中心的1海里至5海里所在的圆形区域。

6.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述告警压制值为10～50。

7.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述定位模块上传所述浮标位置数据的频率为每分钟至少1次。

8.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述定位模块具有厘米级及以上的定位精度。

9.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述告警信息包括以下信息之一或其任意组合：所述浮标的标识、所述浮标所在海域的浪高、所述浮标所在海域的位置、触发告警的时间。

10.如权利要求1所述的海面监控系统，其特征在于，所述浮标随机分布于海域中。

11.一种海面监控方法，其特征在于，包括：

向海域中投放若干个浮标，所述浮标中设置有检测和上传所述浮标位置数据的定位模块；

根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的浪高，所述浪高为实际高程值减去预设的平均高程值；

判断所述浪高是否超过告警值时，若是则记录告警信息；

接收所述告警信息并计算历史间隔周期内告警的所述浮标所在的告警区域内触发告警信息的浮标的总数；以及

判断所述总数是否达到告警压制值，如果是则识别所述告警区域具有风险并触发风险报告信息。

12.如权利要求11所述的海面监控方法，其特征在于，还包括：根据所述位置数据计算所述浮标所在的海域的流速，所述流速等于所述浮标前后两次上传的水平位置间隔除以间隔时间。

13.一种海面监控系统，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机可执行指令；以及

处理器，与所述存储器耦合，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如权利要求11至12中任意一项所述的方法中的步骤。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求11至12中任意一项所述方法中的步骤。

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