CN114827217A - 一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统，属于海上自动化救援技术领域。系统包含自巡抵救生圈、可穿戴人员设备、测高基准设备、人员落水识别基站、通讯基站和服务器，服务器通过可穿戴人员设备发回的测距数据测算出作业人员在海上平台的实时位置；通过对比测高基准设备与可穿戴人员设备发回的气压数据，判定人员落水事件的发生。服务器一旦判定人员落水事件发生则进行报警并提示救援人员落水事件的发生位置。救援人员根据提示抛投自巡抵救生圈入水，服务器自动命令自巡抵救生圈前往营救落水人员，自巡抵救生圈将落水人员带回海上平台。本发明能够实现海上平台人员落水后的快速报警、定位与救援，提高落水人员生还概率。

Description

一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统

技术领域

本发明属于海上自动化救援技术领域，具体涉及一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统，用于自动检测海上平台作业人员落水突发事件，并进行报警与自动救援。

背景技术

石油产业在全国的经济发展中占据重要位置，是国家经济的发展的动脉，海上采油的快速发展使得海上作业安全风险激增。在海上平台作业过程中，因恶劣天气或人为疏忽导致的人员落水事件突发性强，且不易发觉，更难以进行及时有效地救援。

海上平台人员落水后，受风向、海潮、洋流等因素影响，漂流方向无显著规律，在夜间、大雾等情况下更难以被快速准确地定位。随着时间流逝，落水人员遭遇低温侵袭、动物攻击、风浪拍打而溺水等多种危险因素的概率大幅增加，生还概率也随之降低。

目前，海上平台多采用安全教育、作业佩戴安全绳和定点查岗等主动安全措施预防人员落水，尚不具备快速发现人员落水的能力，在突发人员落水时，无法及时有效地获知紧急情况，耽误救援时机；而在发现人员落水后，多采用人工抛投救生圈、船舶救捞或直升机搜救的方式进行被动救援，救援力量部署时间长，受天气、海况等环境因素影响大，在恶劣环境下，救援任务本身的危险系数高，救援人员的安全亦难以保障。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统，能够实现海上平台人员落水后的快速报警、定位与救援，提高落水人员生还概率。

一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统，包含自巡抵救生圈、可穿戴人员设备、测高基准设备、人员落水识别基站、通讯基站和服务器；

所述自巡抵救生圈用于在人员落水后，根据服务器指令自动前往落水人员处进行救援，并在接到落水人员后，拖曳落水人员至海上平台；

所述可穿戴人员设备由海上平台工作人员在作业时穿戴，测量实时气压数据，并发送给服务器，供服务器进行人员落水判断；可穿戴人员设备在人员正常作业时，向服务器发送人员实时所在位置与附近人员落水识别基站的距离，供服务器进行人员定位；在人员落水时，向服务器发送人员实时所在位置，供服务器定位并进行救援；

所述测高基准设备用于向服务器提供海上平台甲板最低处气压数值，作为人员落水高度判断基准；

所述人员落水识别基站用于对可穿戴人员设备发送测距信号，供可穿戴人员设备测量与该人员落水识别基站之间的距离；

通讯基站用于实现服务器与可穿戴人员设备、自巡抵救生圈之间的远程无线通信；

所述服务器通过接收各系统设备的遥测数据和向各系统设备发送指令，实现海上平台的作业人员定位、落水判断与自动化救援。

进一步地，所述自巡抵救生圈包括自巡抵救生圈主控模块、电子罗盘模块、GNSS(全球导航卫星系统)模块、远程无线通信模块、电子调速器模块、电机模块、电源模块和主体结构；自巡抵救生圈主控模块负责接收、回复与处理服务器的控制指令，根据控制指令要求控制自巡抵救生圈执行救援动作；电子罗盘模块用于提供自巡抵救生圈的实时航向信息给主控模块；GNSS模块负责提供自巡抵救生圈的实时卫星定位信息给主控模块；远程无线通信模块负责与通讯基站进行远程无线通信，为自巡抵救生圈主控模块与服务器之间提供不依赖外部电信设施的无线通信链路；电子调速器模块由两个电子调速器组成，负责接驱动电机模块以特定转速转动，自巡抵救生圈主控模块通过脉宽信号调制方式对电子调速器模块进行控制；所述电机模块由两个电机组成，电机转轴连接自巡抵救生圈的两个螺旋桨，以传递功率，驱动自巡抵救生圈前进；所述电源模块由多组锂电池和充电管理电路构成，负责自巡抵救生圈的供电与充电管理；所述主体结构为自巡抵救生圈的机械工装结构，是自巡抵救生圈主控模块、电子罗盘模块、GNSS模块、远程无线通信模块、电子调速器模块、电机模块和电源模块的整合工装外壳。

进一步地，所述可穿戴人员设备包括可穿戴人员设备主控模块、ToF(飞行时间)测距模块、LTE模块、GNSS模块、远程无线通信模块、气压传感模块、温度传感模块、电源模块和主体结构；所述可穿戴人员设备主控模块负责接收、回复与处理服务器的控制指令，并根据指令执行相应的救援动作；所述TOF测距模块负责监听、响应和执行人员落水识别基站的测距请求；所述LTE模块负责可穿戴人员设备主控模块与服务器之间的通信；所述GNSS模块负责人员落水后的定位；所述远程无线通信模块负责与通讯基站进行远程无线通信，为可穿戴人员设备主控模块与服务器之间提供不依赖外部电信设施的无线通信链路；所述气压传感模块负责实时气压的测量；所述温度传感模块负责实时气温的测量；所述电源模块由单块锂电池和充电管理电路构成，负责可穿戴人员设备的供电与充电管理，充电管理电路包含充电用DC接口，在人员下班后通过适配器对锂电池充电；所述主体结构为可穿戴人员设备的机械工装结构，是可穿戴人员设备主控模块、TOF测距模块、LTE模块、GNSS模块、远程无线通信模块和电源模块的整合工装外壳。

进一步地，所述测高基准设备包括测高基准设备主控模块、气压传感模块、温度传感模块、LTE模块、电源模块和主体结构；所述主控模块负责接收、回复与处理服务器的指令，并根据指令执行相应的测量动作；所述气压传感模块负责实时气压的测量；所述温度传感模块负责实时气温的测量；所述测高基准设备主控模块根据实时温度对气压数值进行补偿后，并将补偿后的气压数据通过LTE模块发送给服务器；所述电源模块负责对外部供电进行整流降压并供给测高基准设备使用；所述主体结构为测高基准设备的机械工装结构，是测高基准设备主控模块、气压传感模块、温度传感模块、LTE模块和电源模块的整合工装外壳。

进一步地，所述人员落水识别基站包括人员落水识别基站主控模块、TOF测距模块、电源模块和主体结构；所述人员落水识别基站主控模块负责控制TOF测距模块按固定周期发送测距请求，并在可穿戴人员设备回应请求后进行距离测量；所述电源模块由锂电池组成；所述主体结构为人员落水识别基站的机械工装结构，是人员落水识别基站主控模块、TOF测距模块和电源模块的整合工装外壳。

进一步地，所述通讯基站包括通讯基站主控模块、远程无线通信模块、电源模块和主体结构；通讯基站主控模块负责转换、处理和转发服务器与可穿戴人员设备或自巡抵救生圈之间的通信数据；所述远程无线通信模块负责与落水后的可穿戴人员设备和自巡抵救生圈进行通信；所述电源模块负责对外部供电进行整流降压并供给通讯基站使用；所述主体结构为通讯基站的机械工装结构，是通讯基站主控模块、远程无线通信模块和电源模块的整合工装外壳。

进一步地，所述服务器为一台普通台式电脑，通过RS485串行接口与通讯基站相连，服务器为所述海上平台人员落水报警与自动搜救系统的指令中枢，负责收集、整合各系统设备的信息，基于这些信息自动检测、判断人员落水事件的发生，并进行声光报警与自动搜救。

进一步地，所述穿戴人员设备通过LTE数据链路将自身的ToF测距信息和气压数据上传至服务器；所述测高基准设备通过LTE数据链路将采集到的气压数据上传至服务器。

进一步地，所述自巡抵救生圈安置于海上平台甲板处，以便在人员落水时抛投入水，进行营救；所述可穿戴人员设备由海上平台工作人员在进行作业时穿戴；所述测高基准设备安装于海上平台底层甲板最低处；所述人员落水识别基站安装于海上平台各层甲板边角处；所述通讯基站与服务器安装于海上平台监控中心内，通讯基站与服务器均使用外部供电，通讯基站与服务器之间使用RS485总线进行数据交换，服务器通过以太网连接至互联网。

进一步地，所述人员落水识别基站通过人员落水识别基站主控模块周期性唤醒TOF测距模块并发射测距请求，当有可穿戴人员设备回应测距请求时，TOF测距模块将完成对可穿戴人员设备的距离测量；人员落水识别基站主控模块和ToF测距模块在发送间隙内均保持低功耗待机状态。

进一步地，所述自巡抵救生圈中的主控模块通过对比自身GNSS定位信息、可穿戴人员设备的GNSS定位信息和电子罗盘提供的实时航向信息，控制自巡抵救生圈航行至落水人员身边；所述自巡抵救生圈在上电后将立刻开启GNSS模块进行寻星操作，GNSS模块在完成寻星操作后所输出的GNSS定位数据为自巡抵救生圈的初始定位信息；所述自巡抵救生圈具有坐标动态保持功能，自巡抵救生圈主控模块能够在抵达落水人员坐标位置或返回海上平台靠船排坐标位置后，通过GNSS模块实时监测自身的坐标，一旦与落水人员坐标或海上平台靠船排坐标距离大于设定阈值，则启动电机模块，修正自巡抵救生圈的位置，始终将自巡抵救生圈保持在落水人员或靠船排的一定距离内，大大减轻了风浪等外部环境因素对自巡抵救生圈救援效果的影响。

进一步地，所述服务器基于可穿戴人员设备回传的ToF测距信息进行人员甲板位置分析，将甲板空间拟合为一维的线段，通过两点定位精确地得出人员在甲板上的实时位置，由于每条甲板两端仅有2个人员落水识别基站，通过2条距离信息并不能确定人员的确切位置，海上平台甲板均为紧贴平台中心建筑或设备的狭长走道，通过。该位置在人员落水后将成为重要的搜救参考信息，能帮助救援人员初步锁定人员落水发生地点与落水方向。

进一步地，所述服务器基于测高基准设备回传的气压数据设定人员落水报警气压值，测高基准设备的气压数据与人员落水报警气压值之间可以设置一个固定的气压偏置值(P_offset)，以控制实际人员落水报警的临界高度；所述服务器通过互联网获取可穿戴人员设备的实时气压值(P1)和测高基准设备的气压值(P0)，并进行比较，若可穿戴人员设备的气压值大于测高基准设备的气压值与气压偏置值之和，即P1＞P0+P_offset时，则判定佩戴该可穿戴人员设备的工作人员的实时高度已经低于实际人员落水报警的临界高度，即该人员已经落水；所述服务器在判定有人员落水后将立刻进行声光报警，并通过通讯基站查询落水人员所佩戴可穿戴人员设备的GNSS定位信息和自巡抵救生圈的初始定位信息；所述服务器在获取可穿戴人员设备的GNSS定位信息和自巡抵救生圈的初始定位信息后，将可穿戴人员设备的GNSS定位信息发送给自巡抵救生圈，命令自巡抵救生圈自动前往坐标进行营救；所述服务器在根据可穿戴人员设备和自巡抵救生圈的GNSS定位信息进行判断，若二者距离小于设定的阈值则开始进行返航倒计时，并在返航倒计时结束后，命令自巡抵救生圈返回海上平台靠船排坐标，以便救援人员使用缆绳钩进行救捞。

有益效果：

1、本发明通过测高基准设备、人员落水识别基站和可穿戴人员设备实现了平台人员落水检测以及自动化报警，自巡抵救生圈在服务器的控制下完成自动化救援行动，通过结合海上平台人员落水检测、自动化报警与救援，实现了自动化落水快速报警和不依赖人工操作水平的无人化救援，大大提升了恶劣海况、夜晚、大雾等严酷环境中的救援效率，能够切实有效地提升海上平台落水人员的生还概率。

2、本发明的自巡抵救生圈由服务器统一控制，自巡抵救生圈主控模块负责接收、回复与处理服务器的控制指令，根据控制指令要求控制自巡抵救生圈执行救援动作，能够实现多台自巡抵救生圈同时对落水人员进行救援；远程无线通信模块负责与通讯基站进行远程无线通信，为自巡抵救生圈主控模块与服务器之间提供不依赖外部电信设施的无线通信链路，救援流程与数据通信互不干扰；服务器自动规划每台自巡抵救生圈的营救和返航路线，不会出现水面碰撞风险。

3、本发明可穿戴人员设备中的TOF测距模块负责监听、响应和执行人员落水识别基站的测距请求，通过ToF测距方式对海上平台作业人员进行高精度、高刷新率的实时定位，一旦发生人员落水事件，可快速锁定人员落水的甲板，便于落水人员的搜寻。

4、本发明使用基于扩频的远程无线调制技术作为可穿戴人员设备(人员落水后)与自巡抵救生圈的通信方案，可在不依赖电信运营商网络的情况下，实现3公里以上的海上通信，大大增加了海上无线远距离通信的数据可靠性。

5、本发明使用LTE数据链路作为可穿戴人员设备(正常工作状态)与测高基准设备的无线通信方案，利用了海上平台现有的移动运营商基站作为信号接入点，实现了毫秒级的数据传输延迟，大大增加了人员定位和气压数据的实时性与置信程度，提高了人员落水判断的准确率。

6、本发明通过将ToF测距、GNSS定位、LTE通信和远程无线通信模块集成在可穿戴人员设备之中，并由可穿戴人员设备的主控模块自动控制，大大降低了佩戴人员的学习成本；大大减少了这些定位、通信设备在使用过程中对作业人员动作的挡害情况，对海上平台作业无影响。

7、本发明通过对比可穿戴人员设备的实时气压值与设定的人员落水报警气压值进行人员落水判断，由于仅判断相对气压偏置值，对气压传感器的绝对精度要求较低。且本发明所用气压比较方案的可靠性远高于电子围栏、加速度分析等落水判断方法，在更小的体积内实现了与水浸传感方案相同的准确性。

8、本发明中部署数量最大的系统设备为人员落水识别基站，但海上平台布线均有安全规范与防爆标准，大量的系统布线将带来复杂而庞大的施工作业量，不利于实际实施。本发明中ToF测距请求方为人员落水识别基站，ToF测距请求响应方为可穿戴人员设备。人员落水识别基站中的主控模块控制ToF测距模块以固定周期发送测距请求信号；主控模块和ToF测距模块在发送间隙内均保持低功耗待机状态。通过这种方式可以避免TOF测距模块持续监听测距请求，进而大幅降低工作能耗，使人员落水识别基站可以采用锂电池供电，大大降低人员落水识别基站在海上平台部署的实施难度，简化了应用的实际工程施工量。

9、本发明中服务器将可穿戴人员设备的GNSS定位信息发送给自巡抵救生圈，自巡抵救生圈中的主控模块通过对比自身GNSS定位信息、可穿戴人员设备的GNSS定位信息和电子罗盘提供的实时航向信息，控制自巡抵救生圈航行至落水人员身边。自巡抵救生圈的导航与行进全程不依赖人工操控或远程自动操控，在大大提升救援精度、显著缩短救援时间的同时，大幅降低了海上远程无线通信的开销。使系统能够克服远程无线通信链路带宽较低的问题，实现同时指挥多个自巡抵救生圈前往营救多位落水人员的功能，解决了多位海上平台作业人员同时落水情况下，难以同时进行施救的问题。

附图说明

图1为本发明的海上平台人员落水报警与自动搜救系统的系统架构图；

图2为本发明的海上平台人员落水报警与自动搜救系统的工作流程图；

图3为本发明自巡抵救生圈的结构框图；

图4为本发明可穿戴人员设备的结构框图；

图5为本发明测高基准设备的结构框图；

图6为本发明人员落水识别基站的结构框图；

图7为本发明通讯基站的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统的应用实例，如图1所示，系统包含1套自巡抵救生圈、3套可穿戴人员设备、1套测高基准设备、4套人员落水识别基站、1套通讯基站和1套服务器。图1仅示意海上平台中的某一层的系统设备部署情况。一个海上平台可由多个功能平台组成，每个功能平台可由多层组成。人员落水基站部署于该层甲板边角处；测高基准设备部署于该层甲板最低位置；服务器与通信基站部署于海上平台指挥室内；可穿戴人员设备1、3由两名工作人员佩戴，落水人员佩戴可穿戴人员设备2。

工作流程和原理如图2所示，测高基准设备的主控模块3通过气压传感模块2以固定周期测量该层甲板最低处气压数值，同时通过温度传感模块2测量该层甲板最低处气温数值。主控模块3在对气压数值进行温度补偿之后，将气压数据通过LTE模块2上传服务器。

在无人员落水的正常情况下，系统对可穿戴人员设备1和可穿戴人员设备3进行测距。人员落水识别基站1、人员落水识别基站2、人员落水识别基站3和人员落水识别基站4均以固定周期发送测距请求信号，由于ToF测距信号频段高，测距请求信号载波的绕射能力极弱，无法被有遮挡的可穿戴人员设备收到。此时只有人员落水识别基站1、人员落水识别基站2和人员落水识别基站3的测距请求被可穿戴人员设备接收。

可穿戴人员设备1、3的TOF测距模块处于连续的监听工作状态，当主控模块2收到来自人员落水识别基站的测距请求后，将回复测距请求，并进行一次测距。测距完成后，主控模块2通过LTE模块1将本次测距数据上传至服务器。

如图1所示，可穿戴人员设备1在30ms内分别响应人员落水识别基站1和人员落水识别基站2的测距请求，并上传2次测距的结果至服务器；可穿戴人员设备3在30ms内分别响应人员落水识别基站2和人员落水识别基站3的测距请求，并上传2次测距的结果至服务器；服务器根据每个可穿戴人员设备的测距结果，计算出可穿戴人员设备在该层海上平台甲板处的精确位置。

可穿戴人员设备1、3的主控模块2通过气压传感模块1以固定周期测量实时气压数值，同时通过温度传感模块1测量实时气温数值。主控模块2在对气压数值进行温度补偿之后，将气压数据通过LTE模块1上传给服务器。在收到新的气压数据后，服务器会对比可穿戴人员设备1、3与测高基准设备的气压数据，由于此时可穿戴人员设备1、3实际高度高于测高基准设备，气压数值将低于测高基准设备的气压值与气压偏置值之和，因此，服务器判定可穿戴人员设备1、3的高度大于实际人员落水报警的临界高度，处于安全状态。

在人员落水的紧急情况下，此时可穿戴人员设备2实际高度低于测高基准设备，气压数值将高于测高基准设备的气压数值与气压偏置值之和，服务器判定可穿戴人员设备2已低于实际人员落水报警的临界高度，处于落水状态，服务器将立刻发出声光报警，提示有人员落水。救援人员将自巡抵救生圈上电后，在人员落水一侧甲板处抛投自巡抵救生圈入水。

服务器用过通讯基站询问自巡抵救生圈与可穿戴人员设备2的GNSS定位信息。当服务器判定自巡抵救生圈与可穿戴人员设备2中的GNSS模块均寻星完成，定位坐标有效后，通过通讯基站命令自巡抵救生圈前往可穿戴人员设备2所处位置。在整个救援流程中，服务器将以固定周期询问自巡抵救生圈与可穿戴人员设备2的实时GNSS定位信息。

自巡抵救生圈中的主控模块1通过对比自身坐标、可穿戴人员设备的坐标和电子罗盘提供的实时航向信息，驱动电机模组，使自巡抵救生圈前往可穿戴人员设备2坐标进行救援。途中，服务器将不断询问可穿戴人员设备2的GNSS定位信息，并同步更新给自巡抵救生圈。自巡抵救生圈中的主控模块1在收到最新的穿戴人员设备2的GNSS定位信息后调整自身航速和航向，在航行过程中保持动态修正。

自巡抵救生圈抵近穿戴人员设备2坐标后进行待机，服务器通过比对自巡抵救生圈与可穿戴人员设备2的GNSS定位信息，发现二者坐标的直线距离小于2m后，开始进行返航计时，落水人员应在返航计时期间抓住自巡抵救生圈。在返航计时结束后，服务器命令自巡抵救生圈返回预设的海上平台靠船排坐标。自巡抵救生圈抵近海上平台靠船排坐标后进行待机。救援人员只需在靠船排处等候，对落水人员进行最后的救捞即可。

在自巡抵救生圈进行待机时，坐标动态保持功能将开启。主控模块1通过GNSS模块1持续获取自身的GNSS坐标，并与服务器命令抵近的坐标进行比较，若自身的GNSS坐标与抵近坐标间的直线距离小于5米，主控模块1将不进行位置修正，电机模块将不工作；若自身的GNSS坐标与抵近坐标间的直线距离大于等于5米，主控模块1向电子调速器模块发出PWM信号，以驱动电机模块，推进自巡抵救生圈驶向抵近坐标，到达抵近坐标后主控模块1控制自巡抵救生圈再次待机。

如图3所示，自巡抵救生圈主体结构中安装有主控模块1、电子罗盘模块、GNSS模块1、远程无线通信模块1、电子调速器模块、电机模块和电源模块。电源模块负责为其他模块供电。主控模块1具有3路通用串行异步收发接口，电子罗盘模块、GNSS模块1和远程无线通信模块1分别通过3路通用串行异步收发接口与主控模块1进行数据交换。主控模块1通过PWM方式驱动电子调速器模块，进而控制电机模块改变输出功率，最终实现对自巡抵救生圈主体结构航行速度以及差速转弯的控制。

如图4所示，可穿戴人员设备主体结构中安装有主控模块2、TOF测距模块1、LTE模块1、GNSS模块2、远程无线通信模块2、气压传感模块1、温度传感模块1和电源模块。电源模块负责为其他模块供电。主控模块2具有3路通用串行异步收发接口，远程无线通信模块2、GNSS模块2和LTE模块1分别通过3路通用串行异步收发接口与主控模块2进行数据交换；TOF测距模块1通过SPI接口与主控模块2进行数据交换；气压传感模块1、温度传感模块1通过IIC总线与主控模块2进行数据交换。

如图5所示，测高基准设备主体结构中安装有主控模块3、气压传感模块2、温度传感模块2、LTE模块2和电源模块。电源模块负责为其他模块供电。LTE模块2通过通用串行异步收发接口与主控模块3进行数据交换；气压传感模块2、温度传感模块2通过IIC总线与主控模块3进行数据交换。

如图6所示，人员落水识别基站主体结构中安装有主控模块4、TOF测距模块2和电源模块。电源模块负责为其他模块供电。TOF测距模块2通过SPI接口与主控模块4进行数据交换.

如图7所示，通讯基站主体结构中安装有主控模块5、远程无线通信模块3和电源模块。电源模块负责为其他模块供电。远程无线通信模块3通过通用串行异步收发接口与主控模块5进行数据交换。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，包含自巡抵救生圈、可穿戴人员设备、测高基准设备、人员落水识别基站、通讯基站和服务器；

所述自巡抵救生圈用于在人员落水后，根据服务器指令自动前往落水人员处进行救援，并在接到落水人员后，拖曳落水人员至海上平台；

所述可穿戴人员设备由海上平台工作人员在作业时穿戴，测量实时气压数据，并发送给服务器，供服务器进行人员落水判断；可穿戴人员设备在人员正常作业时，向服务器发送人员实时所在位置与附近人员落水识别基站的距离，供服务器进行人员定位；在人员落水时，向服务器发送人员实时所在位置，供服务器定位并进行救援；

所述测高基准设备用于向服务器提供海上平台甲板最低处气压数值，作为人员落水高度判断基准；

所述人员落水识别基站用于对可穿戴人员设备发送测距信号，供可穿戴人员设备测量与该人员落水识别基站之间的距离；

通讯基站用于实现服务器与可穿戴人员设备、自巡抵救生圈之间的远程无线通信；

所述服务器通过接收各系统设备的遥测数据和向各系统设备发送指令，实现海上平台的作业人员定位、落水判断与自动化救援。

2.如权利要求1所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，自巡抵救生圈包括自巡抵救生圈主控模块、电子罗盘模块、GNSS模块、远程无线通信模块、电子调速器模块、电机模块、电源模块和主体结构；所述自巡抵救生圈主控模块负责接收、回复与处理服务器的控制指令，根据控制指令要求控制自巡抵救生圈执行救援动作；所述电子罗盘模块用于提供自巡抵救生圈的实时航向信息给主控模块；所述GNSS模块负责提供自巡抵救生圈的实时卫星定位信息给主控模块；远程无线通信模块负责与通讯基站进行远程无线通信，为自巡抵救生圈主控模块与服务器之间提供不依赖外部电信设施的无线通信链路；所述电子调速器模块由两个电子调速器组成，负责接驱动电机模块以特定转速转动，自巡抵救生圈主控模块通过脉宽信号调制方式对电子调速器模块进行控制；所述电机模块由两个电机组成，电机转轴连接自巡抵救生圈的两个螺旋桨，以传递功率，驱动自巡抵救生圈前进；所述电源模块由锂电池和充电管理电路构成，负责自巡抵救生圈的供电与充电管理；所述主体结构为自巡抵救生圈的机械工装结构，是自巡抵救生圈主控模块、电子罗盘模块、GNSS模块、远程无线通信模块、电子调速器模块、电机模块和电源模块的整合工装外壳。

3.如权利要求2所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述可穿戴人员设备包括可穿戴人员设备主控模块、ToF测距模块、LTE模块、GNSS模块、远程无线通信模块、气压传感模块、温度传感模块、电源模块和主体结构；所述可穿戴人员设备主控模块负责接收、回复与处理服务器的控制指令，并根据指令执行相应的救援动作；所述TOF测距模块负责监听、响应和执行人员落水识别基站的测距请求；所述LTE模块负责可穿戴人员设备主控模块与服务器之间的通信；所述GNSS模块负责人员落水后的定位；所述远程无线通信模块负责与通讯基站进行远程无线通信，为可穿戴人员设备主控模块与服务器之间提供不依赖外部电信设施的无线通信链路；所述气压传感模块负责实时气压的测量；所述温度传感模块负责实时气温的测量；所述电源模块由单块锂电池和充电管理电路构成，负责可穿戴人员设备的供电与充电管理，充电管理电路包含充电用DC接口，在人员下班后通过适配器对锂电池充电；所述主体结构为可穿戴人员设备的机械工装结构，是可穿戴人员设备主控模块、TOF测距模块、LTE模块、GNSS模块、远程无线通信模块和电源模块的整合工装外壳。

4.如权利要求1所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述测高基准设备包括测高基准设备主控模块、气压传感模块、温度传感模块、LTE模块、电源模块和主体结构；所述主控模块负责接收、回复与处理服务器的指令，并根据指令执行相应的测量动作；所述气压传感模块负责实时气压的测量；所述温度传感模块负责实时气温的测量；所述测高基准设备主控模块根据实时温度对气压数值进行补偿后，并将补偿后的气压数据通过LTE模块发送给服务器；所述电源模块负责对外部供电进行整流降压并供给测高基准设备使用；所述主体结构为测高基准设备的机械工装结构，是测高基准设备主控模块、气压传感模块、温度传感模块、LTE模块和电源模块的整合工装外壳。

5.如权利要求4所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述人员落水识别基站包括人员落水识别基站主控模块、TOF测距模块、电源模块和主体结构；所述人员落水识别基站主控模块负责控制TOF测距模块按固定周期发送测距请求，并在可穿戴人员设备回应请求后进行距离测量；所述电源模块由锂电池组成；所述主体结构为人员落水识别基站的机械工装结构，是人员落水识别基站主控模块、TOF测距模块和电源模块的整合工装外壳。

6.如权利要求5所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述通讯基站包括通讯基站主控模块、远程无线通信模块、电源模块和主体结构；通讯基站主控模块负责转换、处理和转发服务器与可穿戴人员设备或自巡抵救生圈之间的通信数据；所述远程无线通信模块负责与落水后的可穿戴人员设备和自巡抵救生圈进行通信；所述电源模块负责对外部供电进行整流降压并供给通讯基站使用；所述主体结构为通讯基站的机械工装结构，是通讯基站主控模块、远程无线通信模块和电源模块的整合工装外壳。

7.如权利要求6所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述服务器通过RS485串行接口与通讯基站相连，服务器为所述海上平台人员落水报警与自动搜救系统的指令中枢，负责收集、整合各系统设备的信息，基于这些信息自动检测、判断人员落水事件的发生，并进行声光报警与自动搜救。

8.如权利要求7所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述穿戴人员设备通过LTE数据链路将自身的ToF测距信息和气压数据上传至服务器；所述测高基准设备通过LTE数据链路将采集到的气压数据上传至服务器。

9.如权利要求8所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述自巡抵救生圈安置于海上平台甲板处，以便在人员落水时抛投入水，进行营救；所述可穿戴人员设备由海上平台工作人员在进行作业时穿戴；所述测高基准设备安装于海上平台底层甲板最低处；所述人员落水识别基站安装于海上平台各层甲板边角处；所述通讯基站与服务器安装于海上平台监控中心内，通讯基站与服务器均使用外部供电，通讯基站与服务器之间使用RS485总线进行数据交换，服务器通过以太网连接至互联网。

10.如权利要求9所述的海上平台人员落水报警与自动搜救系统，其特征在于，所述人员落水识别基站通过人员落水识别基站主控模块周期性唤醒TOF测距模块并发射测距请求，当有可穿戴人员设备回应测距请求时，TOF测距模块将完成对可穿戴人员设备的距离测量；人员落水识别基站主控模块和ToF测距模块在发送间隙内均保持低功耗待机状态。

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