CN113192293B

CN113192293B - 一种海上风电作业人员落水警报方法及终端

Info

Publication number: CN113192293B
Application number: CN202110610229.7A
Authority: CN
Inventors: 李达; 曾晨; 黄祥声
Original assignee: Fujian Xinneng Offshore Wind Power R & D Center Co ltd
Current assignee: Fujian Xinneng Offshore Wind Power R & D Center Co ltd
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2041-06-01
Also published as: CN113192293A

Abstract

本发明公开了一种海上风电作业人员落水警报方法及终端，搜救船舶端先接收来自落水目标端的警报信息，接着根据警报信息得到落水目标端的第一距离数据；再创建定位网络，得到自身在定位网络上的第一坐标数据，然后将第一距离数据和第一坐标数据进行非线性多边定位计算，以得到落水目标端的第二坐标数据；最后根据第二坐标数据对落水目标端的落水人员开展救援。搜救船舶端对于落水目标端坐标位置的确定无需进行坐标转换，能够提高海上定位目标的精确度，使得对落水人员的救援工作的开展更加顺利。

Description

一种海上风电作业人员落水警报方法及终端

技术领域

本发明涉及救援技术领域，特别涉及一种海上风电作业人员落水警报方法及终端。

背景技术

现如今，为践行炭达峰、炭中和“3060目标”，加快能源绿色转型，建设清洁、低碳、高效的现代能源体系，海上风电作为可再生能源将得到大力发展。但是，在进行海上风电作业时，海上作业人员存在发生落水事故的风险，其离岸距离远，缺少通信信号。如果无法及时地发现落水人员并提供施救手段，海上作业将严重威胁人员生命安全。

目前，大部分用于监控人员落水位置的设备主要采用单一的北斗定位加北斗通讯、北斗定位加AIS通讯、Lora基站RSSI定位、视频跟踪等方法。然而，这些方法往往具有一定的局限性。比如、Lora基站的定位方法是先利用已知位置的Lora网关根据接收信号的时间差估算Lora目标节点与定位网关之间的距离值，再将网关大地坐标转换成笛卡尔坐标并和距离值一起通过线性多边定位计算，得到目标节点的笛卡尔坐标，最后转换得到目标节点的大地坐标。该方法需要进行坐标转换，造成定位精度降低，从而影响对落水人员的救援工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种海上风电作业人员落水警报方法及终端，无需进行坐标转换，能够提高海上定位目标的精确度，保证救援工作顺利开展。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种海上风电作业人员落水警报方法，包括如下步骤：

S1、搜救船舶端接收来自落水目标端的警报信息；

S2、所述搜救船舶端根据所述警报信息得到所述落水目标端的第一距离数据；

S3、所述搜救船舶端创建定位网络，得到自身在所述定位网络上的第一坐标数据；

S4、所述搜救船舶端将所述第一距离数据和所述第一坐标数据进行非线性多边定位计算，得到所述落水目标端的第二坐标数据；

S5、所述搜救船舶端根据所述第二坐标数据对所述落水目标端的落水人员开展救援。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

一种海上风电作业人员落水警报终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、接收来自落水目标端的警报信息；

S2、根据所述警报信息得到所述落水目标端的第一距离数据；

S3、创建定位网络，得到自身在所述定位网络上的第一坐标数据；

S4、将所述第一距离数据和所述第一坐标数据进行非线性多边定位计算，得到所述落水目标端的第二坐标数据；

S5、根据所述第二坐标数据对所述落水目标端的落水人员开展救援。

综上所述，本发明的有益效果在于：提供一种海上风电作业人员落水警报方法及终端，搜救船舶端在接收到落水目标端的报警信息后，根据报警信息内容确定自身与落水目标端的第一距离数据，并结合自身在定位网络上的第一坐标数据进行非线性多边定位计算，得到落水目标端的第二坐标数据，无需进行坐标转换，能够提高海上定位目标的精确度，使得对落水人员的救援工作的开展更加顺利。

附图说明

图1为本发明实施例的一种海上风电作业人员落水警报方法的步骤示意图；

图2为本发明实施例的一种海上风电作业人员落水警报方法的非线性多边定位计算的算法结构图；

图3为本发明实施例的一种海上风电作业人员落水警报方法的TDOA的算法模型图；

图4为本发明实施例的一种海上风电作业人员落水警报终端的系统框图。

标号说明：

1、一种海上风电作业人员落水警报终端；2、存储器；3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图3，一种海上风电作业人员落水警报方法，包括如下步骤：

S1、搜救船舶端接收来自落水目标端的警报信息；

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种海上风电作业人员落水警报方法，搜救船舶端在接收到落水目标端的报警信息后，根据报警信息内容确定自身与落水目标端的第一距离数据，并结合自身在定位网络上的第一坐标数据进行非线性多边定位计算，得到落水目标端的第二坐标数据，无需进行坐标转换，能够提高海上定位目标的精确度，使得对落水人员的救援工作的开展更加顺利。

进一步地，所述步骤S2具体为：

所述搜救船舶端根据所述警报信息进行TDOA计算，得到TDOA数据集；

所述搜救船舶端检测并剔除所述TDOA数据集中的异常数据，得到所述第一距离数据。

从上述描述可知，TDOA是通过传输信号由发出的位置到达目标位置的时间差以及自身的传输速度来确定与目标位置的距离，从而确定目标位置的一种定位算法。本发明中利用TDOA计算落水目标端与搜救船舶端之间的距离，能够减少海上因素对距离测算产生的影响，提高计算数据的准确度。并且，对于一些类似于出现数据值多过大的异常数据进行剔除，以保证计算结果的可靠性。

进一步地，所述步骤S4具体为：

所述搜救船舶端将所述第一距离数据和所述第一坐标数据通过半正矢公式计算得出所述第二坐标数据。

从上述描述可知，在获取到第一距离数据和搜救船舶端自身的第一坐标数据，利用半正矢公式进行反推计算，从而得到落水目标端的位置，计算过程无需进行坐标转换，能够提高定位精度。

进一步地，所述步骤S1之前还包括：

S01、所述落水目标端判断是否发生落水，若是，则执行步骤S02，否则返回执行步骤S01；

S02、所述落水目标端将所述警报信息发送给所述搜救船舶端。

从上述描述可知，在海上作业人员发生落水后，落水目标端能够自动判断其发生落水并将警报信息发送出去，以在第一时间完成落水报警，帮助落水人员尽快得到救援。

进一步地，所述步骤S01具体为：

所述落水目标端通过水浸传感器和加速度传感器的数据判断人员是否发生落水，若是，则执行步骤S02，否则返回执行步骤S01。

从上述描述可知，当人员发生落水时，水浸传感器和加速度传感器都会相应地检测到符合落水情况的数据变化。落水目标端以此作为判断人员是否发生落水的依据，能够提高判断的准确性，并还能够实现提前预判，使得警报信息发出地更加及时。

进一步地，所述步骤S01之后以及所述步骤S02之前还包括：

所述落水目标端将落水人员信息、落水时间和GPS定位信息打包成所述警报信息。

从上述描述可知，警报信息中包括了落水人员信息、落水时间和GPS定位信息，以便于搜救船舶端详细地了解落水人员的情况，从而对其展开更加准确和快速的救援。

进一步地，所述步骤S5具体为：

所述搜救船舶端将所述第二坐标数据和所述GPS定位信息进行同步比对，得到所述落水目标端关于所述搜救船舶端的相对位置信息；

所述搜救船舶端根据所述相对位置信息对所述落水目标端落水人员开展救援。

从上述描述可知，虽然警报信息中包含了GPS定位信息，但由于搜救船舶端收到警报信息时里海上作业人员发生已经过了一定时间，在海水流动等其他因素共同影响下，GPS定位信息已然不再准确。因此，搜救船舶端利用第二坐标数据和GPS定位信息做同步比对，能够对落水目标端相对于搜救船舶端所发生的位移趋势进行把控，从而确定落水目标端关于搜救船舶端的相对位置信息，以此展开定向救援，提高救援速度。

进一步地，所述步骤S5还包括：

所述搜救船舶端在船舶上发出救援警报并显示所述第二坐标数据和所述警报信息。

从上述描述可知，搜救船舶端在收到警报信息后，在船舶上发出救援警报并显示相关信息，使得船舶上的船员们能在第一时间了解到落水事故的发生，从而迅速展开救援。

进一步地，所述步骤S4之后以及所述步骤S5之前还包括：

所述搜救船舶端将所述警报信息发送给陆上监控端；

所述陆上监控端根据所述警报信息控制云台摄像机捕捉所述落水目标端的落水的落水画面以及落水人员体温信息；

所述陆上监控端对所述落水目标端的落水人员展开救援。

从上述描述可知，搜救船舶端在搜到警报信息后及时地与陆上监控端取得联系。陆上监控端利用云台摄像机等设备在发生事故的海域上捕捉落水人员，从而和搜救船舶端一起协作配合，更加直观地展开救援工作。

请参照图4，一种海上风电作业人员落水警报终端1，包括存储器2、处理器3及存储在存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、接收来自落水目标端的警报信息；

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种海上风电作业人员落水警报终端1，搜救船舶端在接收到落水目标端的报警信息后，根据报警信息内容确定自身与落水目标端的第一距离数据，并结合自身在定位网络上的第一坐标数据进行非线性多边定位计算，得到落水目标端的第二坐标数据，无需进行坐标转换，能够提高海上定位目标的精确度，使得对落水人员的救援工作的开展更加顺利。

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：

一种海上风电作业人员落水警报方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、搜救船舶端接收来自落水目标端的警报信息；

S2、搜救船舶端根据警报信息得到落水目标端的第一距离数据。

在本实施例中，如图2和图3所示，搜救船舶端根据警报信息进行TDOA计算，得到TDOA数据集，再检测并剔除TDOA数据集中的异常数据，得到第一距离数据。本实施例中利用TDOA进行距离测算，能够降低海上因素对数据测量造成的影响，提高测算精度。

S3、搜救船舶端创建定位网络，得到自身在定位网络上的第一坐标数据；

S4、搜救船舶端将第一距离数据和第一坐标数据进行非线性多边定位计算，得到落水目标端的第二坐标数据。

在本实施例中，如图2所示，搜救船舶端将第一距离数据和第一坐标数据通过非线性多边定位计算得出第二坐标数据。其中，非线性多边定位计算具体使用半正矢公式进行计算。搜救船舶端直接以经纬坐标系创建定位网络，将代表自身的经纬坐标数据的第一坐标数据和第一距离数据带入半正矢公式，进行反推计算，从而得到落水目标端在定位网络中的第二坐标数据，也就是落水目标端的大地坐标。

S5、搜救船舶端根据第二坐标数据对落水目标端的落水人员开展救援。

在本实施例中，搜救船舶端将第二坐标数据和GPS定位信息进行同步比对，得到落水目标端关于搜救船舶端的相对位置信息，并根据相对位置信息对落水目标端落水人员开展救援。搜救船舶端在接收GPS定位信息时已然是在一定时间之后，加上落水目标段和搜救船舶端在海上均处于动态，依靠GPS定位信息确定落水目标端的位置必是不准确的。故而，本实施例中，搜救船舶端利用第二坐标数据和GPS定位信息进行同步比对，从而预测出落水目标段相对于搜救船舶端的位移趋势，进而确定相对位置信息，以使得对落水目标端的实时位置的把握更加精准。

请参照图1，本发明的实施例二为：

一种海上风电作业人员落水警报方法，在上述实施例一的基础上，如图1所示，步骤S1之前还包括：

S01、落水目标端判断是否发生落水，若是，则执行步骤S02，否则返回执行步骤S01。

在本实施例中，落水目标端设置在海上作业人员身上，可通过加速度传感器、水浸传感器等传感器件来判断海上作业人员是否发生落水。如果判断结果为是，落水目标端将落水人员信息、落水时间和GPS定位信息打包成警报信息，即作为落水人员发出的求救信号。

S02、落水目标端将警报信息发送给搜救船舶端。

在本实施例中，对落水人员的救援过程为：

搜救船舶端接收到警报信息后，计算落水目标端的第二坐标信息并在船舶上发出救援警报并显示第二坐标数据和警报信息。同时，搜救船舶端将警报信息发送给陆上监控端。

陆上监控端根据警报信息控制云台摄像机捕捉落水目标端的落水的落水画面以及落水人员体温信息。有了具体的画面，陆上监控端就能够直观地指挥搜救船舶或者搜救飞机对落水目标端的落水人员展开救援。

请参照图4，本发明的实施例三为：

一种海上风电作业人员落水警报终端1，如图4所示，包括存储器2、处理器3及存储在存储器2上并可在处理器3上运行的计算机程序，处理器3执行上述实施例一或二的一种海上风电作业人员落水警报方法。

综上所述，本发明公开了一种海上风电作业人员落水警报方法及终端，由落水目标端判断海上作业人员发生落水后发出警报信息；搜救船舶端在接收到落水目标端的报警信息后，根据报警信息内容通过TDOA算法确定自身与落水目标端的第一距离数据，并结合自身在定位网络上的第一坐标数据进行半正矢定位计算，得到落水目标端的第二坐标数据，进而触发救援警报并及时地通知陆上监控端，使得陆上监控终端能够第一时间获取警报信息和利用云台摄像机捕捉落水人员的具体画面，通过陆上监控端和搜救船舶端协作展开救援，对于落水人员的位置确定无需进行坐标转换，能够提高海上定位目标的精确度，使得对落水人员的救援工作的开展更加顺利。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种海上风电作业人员落水警报方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、搜救船舶端接收来自落水目标端的警报信息；

S5、所述搜救船舶端根据所述第二坐标数据对所述落水目标端的落水人员开展救援；

所述步骤S4具体为：

所述搜救船舶端将所述第一距离数据和所述第一坐标数据通过半正矢公式计算得出所述第二坐标数据；

所述步骤S1之前还包括：

S01、所述落水目标端判断是否发生落水，若是，则执行步骤S02，否则返回执行步骤S01;

S02、所述落水目标端将所述警报信息发送给所述搜救船舶端；

所述步骤S02中所述落水目标端将所述警报信息发送给所述搜救船舶端之前还包括：

所述落水目标端将落水人员信息、落水时间和GPS定位信息打包成所述警报信息；

所述步骤S5具体为：

所述搜救船舶端根据所述相对位置信息对所述落水目标端的落水人员开展救援。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电作业人员落水警报方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

3.根据权利要求1所述的一种海上风电作业人员落水警报方法，其特征在于，所述步骤S01具体为：

4.根据权利要求1所述的一种海上风电作业人员落水警报方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：

5.根据权利要求1所述的一种海上风电作业人员落水警报方法，其特征在于，所述步骤S4之后以及所述步骤S5之前还包括：

所述搜救船舶端将所述警报信息发送给陆上监控端；

所述陆上监控端对所述落水目标端的落水人员展开救援。

6.一种海上风电作业人员落水警报终端，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、接收来自落水目标端的警报信息；

S5、根据所述第二坐标数据对所述落水目标端的落水人员开展救援；

所述步骤S4具体为：

将所述第一距离数据和所述第一坐标数据通过半正矢公式计算得出所述第二坐标数据；

所述步骤S1之前还包括：

所述步骤S5具体为：

将所述第二坐标数据和所述GPS定位信息进行同步比对，得到所述落水目标端关于所述搜救船舶端的相对位置信息；

根据所述相对位置信息对所述落水目标端的落水人员开展救援。