CN114445924A - 一种养殖工船作业人员安全巡检系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种养殖工船作业人员安全巡检系统及方法，旨在解决，现有的养殖工船巡检方法存在作业人员工作强度大，安全风险高，巡检险情处理不及时等问题，其技术方案要点是：包括远程监控站、信号采集控制柜、启动按钮、报警器、巡检器、视频摄像机、水密门限开关位、完成按钮，远程监控站与信号采集控制柜连接，信号采集控制柜分别与启动按钮、报警器、巡检器、视频摄像机、水密门限开关位、完成按钮连接。本发明能够远程监控获取水密门状态、视频数据以及人员巡检状态等信息数据，生成电子化巡检日志，实时监控巡检人员活动状态，在巡检过程中出现险情时发出报警，保障人员安全，提高巡检信息化、数字化管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及养殖工船技术领域，尤其涉及到一种养殖工船作业人员安全巡检系统及方法。
背景技术
长期以来，世界海洋渔业的发展方向主要是发展渔业捕捞生产能力，通过建造更多、更大、能力更强的渔业捕捞船，达到提高渔业产量的目的。目前全球85％的渔业资源处于“完全开发或过度开发”状态，海洋渔业产业结构转型已迫在眉睫。养殖工船是一种融合船舶技术与养殖技术全新生产模式的新兴船型，其诸多技术亟待探索和解决。
养殖生产作业是养殖工船全年长期最主要的一种作业工况，其日常作业包括交接、巡检、监视、投喂、检修、记录、汇报、汇总、值班、休息等主要工作事项。其中，交接、巡视、投喂、记录等事项需要每天多次进行，并根据每个事项的特点确定执行的时间和频次，调整养殖生产工艺。对巡检作业来说，由于养殖工船船型大、养殖水舱数量多，需要巡视的点、舱鱼、设备数量众多，这增大了养殖巡检周期和管理难度；同时，每天多次的养殖巡检频次，有可能会带来养殖作业人员的高劳动强度或麻痹大意，增大了养殖巡检过程中生产事故发生的几率。尤其是当巡检人员在养殖水舱内巡检时，如不小心坠入养殖水舱，如没有及时发现险情并施救，将可能造成重大的安全生产事故。此外，传统的养殖巡检生产管理日志，多为手动记录，容易出差错，数据采集、存储费时费力，数字化、信息化管理程度低，不适于当前养殖工船生产模式需求。
减少巡检作业人员劳动强度及事故风险，保障人员巡检安全，提高养殖巡检生产工艺数字化、信息化管理水平，实现“智慧渔业养殖工船”的设计目标，是养殖工船亟待解决的一项技术问题。因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种养殖工船作业人员安全巡检系统及方法，用于解决现有的巡检方式巡检作业人员劳动强度及事故风险高，巡检险情处理不及时，人员安全难以保障，信息化管理水平低的问题。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：
一种养殖工船作业人员安全巡检系统，包括远程监控站、信号采集控制柜、启动按钮、报警器、巡检器、视频摄像机、水密门限开关位、完成按钮，
所述远程监控站与信号采集控制柜连接，远程监控站包括显示器、计算机服务器主机、打印机、电源，所述显示器用于显示巡检过程中采集到的各类数据信息；所述计算机服务器主机用于存储、读取、识别巡检各类巡检信号，保存巡检日志；所述打印机用于打印养殖巡检日志和考勤记录等；所述电源用于为巡检系统供电；
所述信号采集控制柜分别与启动按钮、报警器、巡检器、视频摄像机、水密门限开关位、完成按钮连接，信号采集控制柜包括信号采集模块、数据通讯接口模块、交换机、硬盘录像机，所述信号采集模块用于采集各类数据；所述数据通讯接口模块用于数据的记录、处理和传输；所述交换机用于采集和传输视频图像等信号并为视频摄像机提供电能；硬盘录像机用于数据的输入、输出和存储。
本发明的进一步设置为：所述巡检系统还包括启动按钮；
所述启动按钮与信号采集控制柜连接，用于输入巡检开始及计时指令。
本发明的进一步设置为：所述巡检系统还包括警报器；
所述报警器与信号采集控制柜连接，用于在巡检系统数据或巡检状态异常时，发出声光警报，便于人员快速进行故障排查和险情处理。
本发明的进一步设置为：所述巡检系统还包括视频摄像机；
所述视频摄像机设置在养殖水舱内，用于视频监控、实时记录在养殖水舱区域的人员活动状况。
本发明的进一步设置为：所述巡检系统还包括水密门限位开关；
所述水密门限位开关设置在各个养殖水舱出入口水密门上，用于提供各个养殖水舱水密门的开/闭状态信息，反应养殖巡检人员进出养殖水舱的巡检作业状态。
本发明的进一步设置为：所述巡检系统还包括巡检器；
所述巡检器分别设置在各个养殖水舱、养殖设备间和饲料舱等需要巡检的场所，用于对巡检人员进行位置确认、人员信息录入、人脸或指纹考勤、活动计时、报警、复位等活动状态的信号采集和记录。
本发明的进一步设置为：所述巡检系统还包括完成按钮；
所述完成按钮与信号采集控制柜连接，用于输入巡检完成指令。
一种养殖工船作业人员安全巡检方法，包括以下步骤：
步骤1：开始巡检，通过启动按钮发送巡检启动指令给信号采集控制柜、远程监控站以及规定的巡检器，开始巡检周期；
步骤2：收集数据，巡检周期开始时，接到巡检指令的远程监控站通过巡检器获取巡检人员状态信息；通过视频摄像机实时记录在养殖水舱区域的人员活动状况；同时通过水密门限位开关获取各个养殖水舱水密门的开/闭状态信息；
步骤3：数据判断，对收集到的数据进行逻辑判断，如果判定收集到的数据异常，报警器发出警报，如果数据正常则进入下一步骤；
步骤4：巡检完成，巡检完成后通过完成按钮发送巡检完成指令到远程监控站，一个巡检周期结束。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的巡检系统及方法能够让巡检人员在单个巡检周期内，有序、安全的对各个养殖水舱、舱鱼、设备、饲料等各个巡检点、位置、设备进行巡检、考勤打卡；通过远程监控各个巡检点的巡检器、视频监控、水密门限位开关等传感器信号数据，生成电子化巡检日志，实时监控巡检人员活动状态，保障人员安全，提高巡检信息化、数字化管理水平。当巡检人员在巡检过程中，巡检状态数据异常时，系统第一时间发出报警，提醒人员快速处理巡检过程中遇到故障和险情，提高巡检人员的劳动强度以及工作风险。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的原理图。
附图说明：1-远程监控站2-报警器3-信号采集控制柜4-启动按钮5-水密门限位开关6-视频摄像机7-巡检器8-完成按钮
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1至图2所示，本发明提出的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，包括远程监控站1、信号采集控制柜3、启动按钮4、报警器2、巡检器7、视频摄像机6、水密门限开关位5、完成按钮8，
所述远程监控站1与信号采集控制柜3连接，远程监控站1包括显示器、计算机服务器主机、打印机、电源，所述显示器用于显示巡检过程中采集到的各类数据信息；所述计算机服务器主机用于存储、读取、识别巡检各类巡检信号，保存巡检日志；所述打印机用于打印养殖巡检日志和考勤记录等；所述电源用于为巡检系统远程监控站供电，在本实施例中所述电源采用船用UPS电源，用于向巡检系统远程监控站提供不间断DC24V电源；
所述信号采集控制柜3分别与启动按钮4、报警器2、巡检器7、视频摄像机6、水密门限开关位5、完成按钮8连接，信号采集控制柜3包括信号采集模块、数据通讯接口模块、交换机、硬盘录像机，所述信号采集模块用于采集各类数据；所述数据通讯接口模块用于数据的记录、处理和传输；所述交换机用于采集和传输视频图像信号并为信号采集控制柜提供电能；硬盘录像机用于数据的输入、输出和存储，本实例中所述信号采集控制柜电源采用船上AC220V电源供电。
所述巡检系统还包括启动按钮4；所述启动按钮4与信号采集控制柜3连接，用于向系统输入巡检启动及计时指令。
所述巡检系统还包括报警器2；所述报警器2与信号采集控制柜3连接，用于在巡检系统数据或巡检状态异常时，发出声光警报，便于人员快速进行故障排查和险情处理，在本实施例中，所述报警器2的数量为两个，采用船用声光报警器。
所述巡检系统还包括视频摄像机6；所述视频摄像机6设置在养殖水舱内，通过以太网与信号采集控制柜3连接，用于视频监控、实时记录在养殖水舱区域的人员活动状况。
所述巡检系统还包括水密门限位开关5；所述水密门限位开关5通过I/O接口设置在各个养殖水舱出入口水密门上，用于提供各个养殖水舱水密门的开/闭状态信息，反应养殖巡检人员进出养殖水舱的巡检作业状态。
所述巡检系统还包括巡检器7；所述巡检器7分别设置在各个养殖水舱、养殖设备间和饲料舱等需要巡检的场所，用于对巡检人员进行位置确认、人员信息录入、人脸或指纹考勤、活动计时、报警、复位等活动状态的信号采集和记录，在本实施例中，巡检器的数量为4个，通过RS485接口与信号采集控制柜连接。
所述巡检系统还包括完成按钮8；所述完成按钮8与信号采集控制柜3连接，用于输入巡检完成指令。
一种养殖工船作业人员安全巡检方法，包括以下步骤：
步骤1：开始巡检，通过启动按钮发送巡检启动指令给信号采集控制柜、远程监控站以及规定的巡检器，开始巡检周期；
步骤2：收集数据，巡检周期开始时，接到巡检指令的远程监控站通过巡检器获取巡检人员状态信息；通过视频摄像机实时记录在养殖水舱区域的人员活动状况；同时通过水密门限位开关获取各个养殖水舱水密门的开/闭状态信息；
步骤3：数据判断，对收集到的数据进行逻辑判断，如果判定收集到的数据异常，信号采集控制柜控制警报器发出警报，如果数据正常则进入下一步骤；
步骤4：巡检完成，巡检完成后通过完成按钮发送巡检完成指令到远程监控站，一个巡检周期结束。
根据养殖生产工艺流程，巡检人员需要每天、多次，对养殖区域的必要处所、位置、舱鱼、设备、饲料等，进行周期性的巡检，随时掌握关键设备情况和舱鱼的状态、摄食情况，并记录在案，根据鱼的状态及摄食情况，合理、及时地调整饲养方案。
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
1)巡检系统位置的定义和传感器设置：参见图1，系统可根据巡检位置重要程度，设置养殖工船巡检区域位置的安全等级。其中养殖水舱区域为一级处所(例如：No.1养殖水舱，No.2养殖水舱，……)，巡检安全性要求最高；非养殖水舱区域(例如：养殖设备间、饲料舱等区域)为二级处所，巡检安全性要求次之。系统根据一级处所、二级处所，按次序设置相应的巡检点(位置1～位置4，等等)，同时设置各类信号采集传感器。
一级处所(各养殖水舱)的信号采集传感器包括：巡检器(PB1～PB2)、视频摄像机(DS1～DS2)、水密门限位开关(LS1～LS2)；二级处所(养殖设备间、饲料舱等区域)的信号采集传感器包括：巡检器(PB3～PB4)，二级处所的信号采集传感器也可根据实际需求进行拓展。
2)巡检任务启动：参见图1，当养殖人员在一个周期内开始执行养殖巡检任务时，从养殖监控室出发，在进入养殖区域入口处(或者规定的位置)，按下启动按钮(BT1)，养殖巡检系统开始计时。启动及计时信号通过信号采集控制柜(SAU),传输至各个监控站(RM1～RM2)，计时信号同时传输给巡检位置1的巡检器(PB1)。养殖巡检人员需按照巡检顺序，依次在各个巡检点开始进行巡检。
3)位置1安全巡检：
当巡检人员未按规定时间到达位置1(例如No.1养殖水舱)时进行考勤打卡时，此时系统会认定巡检人员在此途中可能发生险情。巡检器(PB1)会根据计时的设定值，将报警信号传输至信号采集控制柜(SAU)和远程监控站(RM1～RM2),报警器1和报警器2发出报警信号，提醒人员进行位置1处的险情排查。
当巡检人员在规定时间内到达一级处所巡检位置1时(例如No.1养殖水舱)，巡检人员通过巡检器(PB1)的刷脸或者指纹功能，进行考勤打卡，巡检器1开始重新计时。巡检人员打开水密门，水密门限位开关(LS1)动作，水密门开启状态信号同步送至信号采集控制柜(SAU),并远传传输至远程监控站(RM1～RM2)；视频监控摄像机(DS1)实时采集、录取巡检人员在位置1的活动状态，并通过信号采集控制柜(SAU)，采集图像、视频信号，实时远传至远程监控站(RM1～RM2)；当位置1无人员活动状态时，摄像机可处于休眠省电模式。
巡检人员需要在计时规定的时间完成No.1养殖水舱内的舱鱼、设备、水舱环境的巡检，并关闭水密门、进行巡检器(PB1)的离开考勤打卡。当超出规定仍未执行离开考勤打卡的时间时，巡检器(PB1)发出预报警，巡检人员此时按下巡检器(PB1)复位按钮，预报警停止，巡检人员可继续在该处所执行巡检任务。此时巡检器将按照设定时间值重新计时，超出预设定的时间将再次发出预报警。巡检人员需要再次复位按钮，方可再次关闭巡检器预报警。
当巡检人员没有及时按下巡检器(PB1)的复位按钮时，巡检器(PB1)延时(例如1min)发出报警信号，报警信号通过信号采集控制柜(SAU),远传至各远程监控站(RM1～RM2)，同时报警器1和报警器2也发出声光报警，提醒其他人员紧急处理可能存在的事故和危险。
当巡检人员完成No.1养殖水舱的巡检任务后，离开No.1养殖水舱，关闭水密门。水密门限位开关(LS1)同步动作，水密门的闭合状态信号传输至信号采集控制柜(SAU)，并发送至远程监控站(PC1)。巡检人员通过巡检器(PB1)的人脸或指纹识别录入，完成No.1养殖水舱的巡检离开考勤打卡。
4)位置2安全巡检：当巡检人员离开位置1，未按规定时间到达位置2，报警器1及报警器2将再次发出声光报警。同样的，系统会认定巡检人员在此途中可能发生险情，提醒其他人员紧急处理该位置可能存在的事故和危险。当巡检人员按规定时间到达位置2时，在位置2重复位置1的工作流程。
5)其他巡检位置的巡检：巡检人员可按上述步骤重复位置1或位置2的工作流程，开展其他位置的巡检任务。在二级处所时(例如养殖设备间)，巡检人员只需在规定时间内完成巡检器(PB3～PB4)的考勤流程即可，巡检器(PB3～PB4)的信号和报警功能与位置1、位置2一致。
6)系统巡检任务的完成：
当在一个巡检周期内，执行完所有位置点的巡检后，巡检人员返回规定位置，按下完成按钮(BT2)，将完成巡检信号传输至远程监控站(RM1～RM2)，此即完成一个周期内的巡检任务。远程监控站(RM1～RM2)记录下该周期内巡检人员的考勤信息、巡检时长等信息，并生成电子日志。
7)巡检系统数据信号的采集、传输及管理：
参见图1及图2，系统可划分为信息层、数据层、报警/处理层。现场位置的水密门限位开关(LS1～LS4)采用I/O数据模块通信，视频监控摄像机(DS1～DS2)采用以太网传输；巡检器(PB1～PB4)采用RS485串口信号传输。信息层的各类采集信号，集中传输至数据层的信号采集控制柜(SAU)，并通过以太网接口，将信号传输至报警/处理层的远程监控站(RM1～RM2)；远程监控站(RM1～RM2)之间也通过以太网进行数据通信。
系统可在远程监控站(RM1～RM2)PC终端进行巡检监控、记录、存储巡检人员考勤信息、养殖水舱水密门状态、视频数据、巡检器数据、数据打印及巡检生产日志管理等任务。
巡检系统数据接口和拓展功能：各个远程监控站(RM1～RM2)的PC终端(PC1～PC2)具有数据通讯接口，可通过手机终端APP和岸基进行采集、存储、查看巡检日志，进行智慧管理。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本文中，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种养殖工船作业人员安全巡检系统，包括远程监控站、信号采集控制柜、启动按钮、报警器、巡检器、视频摄像机、水密门限开关位、完成按钮，其特征在于，
所述远程监控站与信号采集控制柜连接，远程监控站包括显示器、计算机服务器主机、打印机、电源，所述显示器用于显示巡检过程中采集到的各类数据信息；所述计算机服务器主机用于存储、读取、识别巡检各类巡检信号，保存巡检日志；所述打印机用于打印养殖巡检日志和考勤记录等；所述电源用于为巡检系统供电；
所述信号采集控制柜分别与启动按钮、报警器、巡检器、视频摄像机、水密门限开关位、完成按钮连接，信号采集控制柜包括信号采集模块、数据通讯接口模块、交换机、硬盘录像机，所述信号采集模块用于采集各类数据；所述数据通讯接口模块用于数据的记录、处理和传输；所述交换机用于采集和传输视频图像信号并为视频摄像机提供电能；硬盘录像机用于数据的输入、输出和存储。
2.根据权利要求1所述的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括启动按钮；
所述启动按钮与信号采集控制柜连接，用于输入巡检开始及计时指令。
3.根据权利要求1所述的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括警报器；
所述报警器与信号采集控制柜连接，用于在巡检系统数据或巡检状态异常时，发出声光警报，便于人员快速进行故障排查和险情处理。
4.根据权利要求1所述的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括视频摄像机；
所述视频摄像机设置在养殖水舱内，用于视频监控、实时记录在养殖水舱区域的人员活动状况。
5.根据权利要求1所述的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括水密门限位开关；
所述水密门限位开关设置在各个养殖水舱出入口水密门上，用于提供各个养殖水舱水密门的开/闭状态信息，反应养殖巡检人员进出养殖水舱的巡检作业状态。
6.根据权利要求1所述的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括巡检器；
所述巡检器分别设置在各个养殖水舱、养殖设备间和饲料舱等需要巡检的场所，用于对巡检人员进行位置确认、人员信息录入、人脸或指纹考勤、活动计时、报警、复位等活动状态的信号采集和记录。
7.根据权利要求1所述的一种养殖工船作业人员安全巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括完成按钮；
所述完成按钮与信号采集控制柜连接，用于输入巡检结束和计时完成指令。
8.一种养殖工船作业人员安全巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开始巡检，通过启动按钮发送巡检启动指令给信号采集控制柜、远程监控站以及规定的巡检器，开始巡检周期；
步骤2：收集数据，巡检周期开始时，接到巡检指令的远程监控站通过巡检器获取巡检人员状态信息；通过视频摄像机实时记录在养殖水舱区域的人员活动状况；同时通过水密门限位开关获取各个养殖水舱水密门的开/闭状态信息；
步骤3：数据判断，对收集到的数据进行逻辑判断，如果判定收集到的数据异常，报警器发出警报，如果数据正常则进入下一步骤；
步骤4：巡检完成，巡检完成后通过完成按钮发送巡检完成指令到远程监控站，一个巡检周期结束。
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