CN115456569B - 一种船舶污染物收集转运监控方法及监管机器人和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶污染物收集转运监控方法及监管机器人和系统，属于船舶污染物收集转运技术领域。现有的转运方案，无法适用于多方船舶之间的污染物数据处理，并且转运效率低。本发明的一种船舶污染物收集转运监控方法，通过构建流量处理模型、固体计算模型、转运筛选模型、数据监管模型，生成转运参数以及待转运数据，并对转运参数以及待转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，并对电子联单进行电子签章，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理。同时本发明能够适用于多方设备之间的污染物数据处理，并能实现污染物数据的采集、传输、校验、反馈，使得船舶水污染物收集转运过程能够准确进行，并能有效提升转运效率。

Description

一种船舶污染物收集转运监控方法及监管机器人和系统

技术领域

本发明涉及一种船舶污染物收集转运监控方法及监管机器人和系统，属于船舶污染物收集转运技术领域。

背景技术

海洋生态环境治理是一个全球性难题，其中船舶垃圾对海洋环境造成的污染较为严重，船舶垃圾不单单只是生活垃圾，还会有一些油污废水、乳化液、废机油等液态废弃物产生，由于船舶对于废弃物的储存空间有限，一般都会直接排放，从而造成海洋环境大范围地污染，目前没有较好的方案能够解决海上船舶污染物收集与转运。

中国专利(公布号CN 112982346 A)公开了一种智能海洋云仓设备及船舶水污染物收集转运系统，涉及船舶水污染物转运的技术领域，智能海洋云仓设备包括：控制终端、传输机构，以及污染物存储设备；其中，控制终端与传输机构电连接和/或通信连接，传输机构与污染物存储设备连接；污染物存储设备包括至少一个污染物储罐；传输机构包括与每个污染物储罐对应的传输管路；控制终端用于控制传输管路的通断状态，以控制污染物在智能海洋云仓设备中流通。

上述方案主要涉及智能海洋云仓设备及船舶水污染物收集转运系统，但由于水污染物收集转运时，涉及到产废船、收集船以及云仓设备等多方设备之间的转运任务发布、有效接单、资源协调以及污染物数据采集、数据传输、数据校验、数据反馈等方面，但上述方案以及现有技术，没有公开相应可行的转运方法，将影响船舶水污染物收集转运的准确进行以及转运效率。

进一步，上述方案只是涉及水污染物的收集转运，但海上船舶污染物不仅有水污染物，还有固态废弃物，然而上述方案未公开如何对固态废弃物进行收集转运，将影响船舶固态污染物收集转运的准确进行以及转运效率。

更进一步，在实际应用过程中，重量数据容易受到人为干涉，在垃圾转运过程中导致前后称量数据不准确；并且在称重环节，人为进行称量还是会导致输入的重量数据存在偏差，因而导致后续收集转运过程重量数据出现误差，无法进行修正更改，影响污染物的准确转运。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的一在于提供一种通过构建流量处理模型、固体计算模型、转运筛选模型、数据监管模型，生成转运参数以及待转运数据，并对转运参数以及待转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，并对电子联单进行电子签章，得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理，切实可行的船舶污染物收集转运监控方法。

本发明的目的二在于提供一种能够适用于产废船、转运船以及云仓设备等多方设备之间的转运任务发布、有效接单、资源协调，并能实现污染物数据的采集、传输、校验、反馈，使得船舶水污染物收集转运过程能够准确进行，并能有效提升转运效率的船舶污染物收集转运监控方法。

本发明的目的三在于提供一种通过构建固体计算模型，对固态废弃物进行称量；固体计算模型通过设置压力点判断单元判断固态废弃物组的外形轮廓，是否超出预设范围，有效避免固态废弃物超量称重；同时通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳，有效避免在海上称重时，因海浪波动引起称重面倾斜，导致的称重数据误差；并通过生命体征识别单元，对传感器矩阵周边的生命体征进行识别，判断是否有人进行干涉，进而能有效避免称重数据不准确；最后利用预设时间段判断重量数据是否保持不变，确定称量状态是否稳定，从而确保系统自动录入的数据无人为干涉，使得称量数据准确、可靠的船舶污染物收集转运监控方法。

本发明的目的四在于提供一种通过设置视频监控模块、二维码打印模块、GPS定位模块、电子联单模块、流量监测模块、信息绑定模块、重量统计模块、信息上传模块，能够生成转运数据，并对转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，进而可得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理，切实可行的监管机器人。

本发明的目的五在于提供一种通过在转运船或/和产废船上安装监管机器人，可以实现海上船舶污染物的收集转运过程的监控，通过监管机器人对船舶转运过程的固液废弃物的流量与重量数据进行采集，并同步到监管机器人进行储存，同时将采集的废弃物信息与转运任务过程信息上传至云平台进行统计分析，便于监管部门对海上船舶的监管；另外监管机器人在转运任务完成后，会调取后台的电子联单模板，自动将废弃物转运信息填写，并进行电子签章，得到电子凭证，方便船舶污染物被接收方查看本次转运污染物的详细信息的船舶污染物收集转运监控方法及系统。

为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

一种船舶污染物收集转运监控方法，

包括以下步骤：

第一步，构建流量处理模型，对液体废弃物的流量进行计算，得到待转运流量；

构建固体计算模型，对固态废弃物进行计算，得到固态废弃物的待转运重量；

第二步，根据第一步中的待转运流量和待转运重量，获得待转运数据；

第三步，根据第二步中的转运数据，构建转运筛选模型；

所述转运筛选模型，用于筛选转运船，并对转运船的身份进行验证，生成转运参数；

第四步，将第三步中的转运参数以及待转运数据通过区块链技术上传至云平台，并构建数据监管模型对转运参数以及待转运数据进行监管和校核，得到监管校核结果；

第五步，根据第四步中的监管校核结果，生成电子联单；

第六步，将第五步中的电子联单进行电子签章，得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控。

本发明经过不断探索以及试验，通过构建流量处理模型、固体计算模型、转运筛选模型、数据监管模型，生成转运参数以及待转运数据，并对转运参数以及待转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，并对电子联单进行电子签章，得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理，切实可行。

进一步，本发明能够适用于产废船、转运船以及云仓设备等多方设备之间的转运任务发布、有效接单、资源协调，并能实现污染物数据的采集、传输、校验、反馈，使得船舶水污染物收集转运过程能够准确进行，并能有效提升转运效率。

同时，本发明通过区块链技术进行转运参数以及待转运数据的传输，使得转运参数以及待转运数据具有不可篡改的特性，实现转运全过程的有效监控，避免数据被篡改。

作为优选技术措施：

所述第一步中，流量处理模型，用于对待转运的液体废弃物进行计算统计，其构建方法如下：

步骤11，获取液态废弃物流经管道时的水压变化数据；

步骤12，根据步骤11中的水压变化数据，求得液态废弃物的流量值；

步骤13，利用差压变送器将步骤12中的流量值转变成标准电流信号；

步骤14，将步骤13中的电流信号输入数据处理装置进行处理，得到显示信号；

步骤15，将步骤14中的显示信号反馈至控制面板，显示出流体的流量。

作为优选技术措施：

所述流量值的计算公式如下

q_m为流体的质量流量；

C为流出系数；

ε为流体经过流量计后的流速膨胀系数；

β为径比；

D为测量管道的内径；

ΔP为上下游取压口侧取的差压值；

ρ₁为流体的密度；

所述β＝d/D，

其中，d为孔板的孔径；

D为管道内径。

作为优选技术措施：

所述固体计算模型的构建方法如下：

获取固态废弃物的分类信息；

根据分类信息，对待转运的固态废弃物进行分拣，并得到若干固态废弃物组的初始固态数据；

所述初始固态数据包括固态废弃物组编号或/和预估外形轮廓尺寸或/和预估重量；

根据初始固态数据，构建压力点判断单元；

所述压力点判断单元，通过构造传感器矩阵，判断固态废弃物组的外形轮廓；并通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳；

构建生命体征识别单元，对传感器矩阵周边的生命体征进行识别；

当存在生命体征时，提醒操作人员退回到安全范围内；

当不存在生命体征时，提醒操作人员对固态废弃物组的外形轮廓进行缩小；

对若干固态废弃物组分别进行称重，得到重量数组；

将重量数组进行相加，得到固态废弃物的待转运重量。本发明构建固体计算模型，对固态废弃物进行称量。固体计算模型通过设置压力点判断单元判断固态废弃物组的外形轮廓，是否超出预设范围，有效避免固态废弃物超量称重；同时通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳，有效避免在海上称重时，因海浪波动引起称重面倾斜，使得电子秤受力不均，导致的称重数据误差；并通过生命体征识别单元，对传感器矩阵周边的生命体征进行识别，判断是否有人进行干涉，进而能有效避免称重数据不准确；最后利用预设时间段判断重量数据是否保持不变，确定称量状态是否稳定，从而确保系统自动录入的数据无人为干涉，使得称量数据准确、可靠。作为优选技术措施：

判断固态废弃物组外形轮廓的方法如下：

根据固态废弃物组的预估外形轮廓，确定传感器的数量N*N，N>4；

并将N*N个传感器间隔布置，其布置面积为A；

固态废弃物组的竖向投影面积为B；

所述A>B；

当所有传感器都检测到信号时，表示待测的固态废弃物组的外形轮廓超出称量范围；

当一边的传感器检测到信号，相对边的传感器未检测到信号时，表示待测的固态废弃物组未放置称量的中心位置；

所述传感器为压力传感器或红外传感器或激光传感器；

所述生命体征识别单元，包括以下内容：

对固态废弃物组的称量环境进行热成像，得到多个图像；

根据多个图像判断是否存在人体；

当图像中存在人体时，计算图像中孤立的热度点与人体之间的距离；

若距离小于间距阈值时，则判定为人为干涉，提示操作者退回安全范围内；

当图像中未存在人体时，并且固态废弃物组的重量数据在预设时间段内未发生变化，则录入称重数据。

作为优选技术措施：

通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳的方法如下：

获取若干传感器压力值；

将传感器压力值按大小排序后，按照检测时间点网格区域的分布特点，将排序后的传感器压力值分成若干组，计算每一组的压力分数和权重；

根据每一组的压力分数和权重，计算综合压力分数scoreF，若Q＜scoreF≤1，则满足固态废弃物及其包装袋放置位置在称量范围内的条件，否则不满足；

分数scoreF的计算公式如下：

其中，w表示传感器阵列的非零压力值数据的样本分组数，K_i表示第i组样本的权重，S_i表示第i组样本的压力分数，0＜S_i≤1；U_i表示第i组样本的变异系数，U表示总变异系数，F_i,k表示第i组样本中第k个传感器压力值，F_i表示第i组样本中传感器压力值的均值，m表示每一组传感器的数量。

进一步地，第i组样本的压力分数S_i的获取方法为：

首先，计算w组压力分数：

之后，对压力分数{score₁F,score₂F,...,score_wF}升序排序，记为{S₁,S₂,…,S_w}，其中，S_w表示排序后的第w组的压力分数，该分数对应于第w组样本。

作为优选技术措施：

所述第三步中，转运筛选模型的构建方法如下：

步骤31，获取若干转运船的装载参数以及与产废船的相距距离数据，建立转运船数据库；

步骤32，根据待转运数据，从步骤31中的转运船数据库中筛选出装载能力匹配以及相距距离合适的某转运船；

并根据待转运数据，生成转运任务单；

所述转运任务单上的信息至少包括产废船的经纬度信息、对接人员信息、转运时间、废弃物类型和废弃物容量信息；

步骤33，将转运任务单传输至步骤32中的某转运船，并获取某转运船的回复信息；

当回复信息为能接单时，进行步骤34，当回复信息为不能接单时，执行步骤32；

步骤34，对步骤33中能接单的某转运船的身份信息进行验证；

当身份验证失败时，执行步骤32；

当身份验证通过时，转运船筛选成功，执行步骤35；

步骤35，当步骤34中的筛选成功后，将某转运船的装载参数、身份信息、筛选成功标志打包成转运参数。

作为优选技术措施：

所述第四步中，数据监管模型的构建方法，包括以下步骤：

步骤41，获取污染物转运规定数据；

步骤42，根据步骤41中的污染物转运规定数据，对转运参数以及待转运数据进行审核；

当审核的结果为可行时，执行步骤43；

当校核结果为不可行时，重新选择转运船或调整待转运数据；

步骤43，根据步骤42中的审核结果，生成电子联单；

所述电子联单上的信息包括船舶类型、船舶型号、操作人员、转运人员、作业时间、固液废弃物的流量与重量、经纬度；

步骤44，将步骤43中的电子联单进行电子签章，得到具有二维码的电子凭证；

所述固态废弃物为生活垃圾；

所述液体废弃物为废矿物油、生活污水、油污水；

所述电子凭证上的信息包括被接收船名称、废矿物油总量、油污水总量、生活垃圾重量、生活污水总量、接收船名称、日期、被接收方、接收方、电子联单二维码；

步骤45，利用步骤44中的电子凭证，获取产废船的作业员的反馈信息；

当反馈信息为确认无误时，执行步骤47,；

当反馈信息为存在异议时，得到异议数据，执行步骤46；

步骤46，根据步骤45中的异议数据，结合此次转运的过程视频、收集的废弃物总流量与重量、接收船舶、被接收船舶、接收人员、被接收人员、转运时间信息进行审核判断；

当审核判断的结果为电子凭证数据有误时，对电子凭证上的信息进行修正，并执行步骤45；

当审核判断的结果为电子凭证数据准确无误时，将审核判断的结果发送至产废船上的作业员，并执行步骤47；

步骤47，完成垃圾转运的派单任务。

为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：

一种监管机器人，应用上述的一种船舶污染物收集转运监控方法；

其包括视频监控模块、二维码打印模块、GPS定位模块、电子联单模块、流量监测模块、信息绑定模块、重量统计模块、信息上传模块。

所述视频监控模块，用于对作业员操作规范进行监控；

所述二维码打印模块，用于对记录作业的电子凭证进行打印；

所述GPS定位模块，用于对产废船的位置进行定位；

所述电子联单模块，用于生成产废船与转运船签署的电子合约；

所述流量监测模块，用于监测液体废弃物转运的流量；

所述信息绑定模块，利用二维码技术绑定设备与船舶信息；

所述重量统计模块，用于统计固态废弃物的重量，其包括处理单元、红外热成像采集单元、报警单元、称重单元；

处理单元，用于获取装有固态废弃物组的包装袋的外形轮廓，其在称重单元上设置压力传感器矩阵，判断装有固态废弃物组的包装袋放置位置是否超出称量范围，以及判断称重面是否平稳；

热成像单元，用于对固态废弃物组的称量环境进行热成像，并得到多个图像，完成图像中是否存在人体的判断；

报警单元，用于发出警报信息或/和声音；

称重单元，用于得到待测的固态废弃物组的重量；

当图像中存在人体时，处理单元判断图像中孤立的热度点与人体的间距，当间距小于距离阈值时，则判定为人为干涉，并通过报警单元发出警报，提示操作者对装有固态废弃物组的包装袋进行减量，并且退回安全范围内；

当图像中未存在人体时，并且称重单元的称重数据在预设时间段内未发生变化时，将称重数据传输至信息上传模块；

所述信息上传模块，配置4G通信单元，用于将数据信息上传至云平台进行统计分析管理。

本发明经过不断探索以及试验，设置视频监控模块、二维码打印模块、GPS定位模块、电子联单模块、流量监测模块、信息绑定模块、重量统计模块、信息上传模块，能够生成转运数据，并对转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，进而可得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理，切实可行。

进一步，本发明能够装配在产废船、转运船以及云仓设备上，并能实现污染物数据的采集、传输、校验、反馈，使得船舶水污染物收集转运过程能够准确进行，并能有效提升转运效率。

更进一步，本发明构建重量统计模块，用于统计固态废弃物的重量，其包括处理单元、红外热成像采集单元、报警单元、称重单元。重量统计模块通过设置处理单元判断固态废弃物组的外形轮廓，是否超出预设范围，有效避免固态废弃物超量称重；同时通过传感器判断称重面是否平稳，能够有效避免在海上称重时，因海浪波动引起称重面倾斜，导致的称重数据误差；并通过红外热成像采集单元，对生命体征进行识别，判断是否有人进行干涉，进而能有效避免称重数据不准确；最后利用预设时间段判断重量数据是否保持不变，确定称量状态是否稳定，从而确保系统自动录入的数据无人为干涉，使得称量数据准确、可靠。

作为优选技术措施：

所述流量监测模块设有若干管道；

每个管道上装配两个压力传感器和一个流量计；

所述流量计装配在两个压力传感器之间的位置。

为实现上述目的之一，本发明的第三种技术方案为：

一种船舶污染物收集转运监控系统，包括上述的一种监管机器人、云平台；

所述监管机器人分为转运监管机器人、产废监管机器人；

转运监管机器人，用于装配在转运船上；

产废监管机器人，用于装配在产废船上；

云平台，用于染物数据的处理以及监管。

本发明通过在转运船或/和产废船上安装监管机器人，可以实现海上船舶污染物的收集转运过程的监控，通过监管机器人对船舶转运过程的固液废弃物的流量与重量数据进行采集，并同步到监管机器人进行储存，同时将采集的废弃物信息与转运任务过程信息上传至云平台进行统计分析，便于监管部门对海上船舶的监管；另外监管机器人在转运任务完成后，会调取后台的电子联单模板，自动将废弃物转运信息填写，并进行电子签章，得到电子凭证，方便船舶污染物被接收方查看本次转运污染物的详细信息。

为实现上述目的之一，本发明的第四种技术方案为：

一种船舶污染物收集转运监控方法，采用上述的一种船舶污染物收集转运监控系统；

其包括以下步骤：

S1：转运船接收到垃圾转运的派单任务，前往产废船的经纬度坐标位置；

S2：S1中的转运船到达产废船位置附近，通过转运监管机器人输入开始转运作业的指令；

S3：S2中的转运监管机器人对作业过程中废弃物的流量信息与重量信息进行计量统计，并同步至控制面板上显示；

S4：S3中的作业完成后，通过控制面板上输入作业完成指令，打印电子凭证，并将电子联单信息与作业过程信息上传至云平台进行统计分析；

S5：转运船的被接收方扫描S4中的电子凭证的二维码，确认转运信息无误后，完成垃圾转运的派单任务；

S6：S5中的转运船返回港口，将收集的废弃物转运至港口的海洋云仓内进行贮存。

本发明通过在转运船和产废船上安装监管机器人，实现海上船舶污染物的收集转运过程的监控，通过监管机器人对船舶转运过程的固液废弃物的流量与重量数据进行采集，并同步到监管机器人进行储存，同时将采集的废弃物信息与转运任务过程信息上传至云平台进行统计分析，便于监管部门对海上船舶的监管；另外监管机器人在转运任务完成后，会调取后台的电子联单模板，自动将废弃物转运信息填写，并进行电子签章，得到电子凭证，方便船舶污染物被接收方查看本次转运污染物的详细信息。

作为优选技术措施：

所述S1中：派单任务的生成以及处理，包括以下步骤：

S11，产废船通过产废监管机器人提交垃圾转运请求，或者通过产废船上的通讯工具提交转运请求；

S12，云平台接收到S11中的转运请求信息后，生成转运任务单；

所述转运任务单上的信息包括产废船的经纬度信息、对接人员信息、转运时间、废弃物类型、废弃物容量信息；

S13，云平台根据符合容量需求和距离的转运船，将S12中的转运任务单下发至转运船上的转运监管机器人，或转运人员的通讯工具上；

转运监管机器人通过语音播报的形式提醒转运人员有新的派单任务；

S14，转运人员通过操作转运监管机器人上的控制面板或通讯工具确认接收S13中的派单任务，并前往产废船的经纬度坐标位置。

作为优选技术措施：

所述S2中：转运作业的开始流程，包括以下步骤：

S21，转运船到达产废船位置附近，靠近停留在产废船的一侧，将运输管递接给产废船的人员，运输管分为废矿物油运输管、生活污水运输管、油污水运输管；

S22，产废船上的人员将S21中的运输管投入至对应废弃物类型的储存罐中；

转运船上的人员将运输管接到转运监管机器人对应废弃物类型的一侧管口中，完成废弃物进口管道的安装；

转运监管机器人的另一侧管口由转运船上的转运人员接到对应的废弃物储存罐，完成废弃物出口管道的安装；

S23，S22中的转运监管机器人的进口管道和出口管道安装完成后，转运人员通过转运监管机器人的控制面板上输入开始转运作业的指令。

作为优选技术措施：

所述S3中：流量信息与重量信息的计量统计，包括以下内容：

转运船上的泵开始工作，将产废船上的液体废弃物通过管道经转运监管机器人计量抽入至转运船上的废弃物储存罐内，转运监管机器人每个进出管口中间都设置有流量计，用于监测转运的液态废弃物的流量与总量，并将实时的流量数据通过转运监管机器人的控制面板显示；

同时，产废船的固态废弃物，放置在转运监管机器人的称重单元上进行重量称量；

当固态废弃物及其包装袋覆盖称重单元上的压力传感器矩阵时，通过处理模块判断压力传感器矩阵亮度情况，并以压力传感器矩阵四边为边界线；

若一边的压力传感器矩阵边界线有压力点亮起，相对边的边界线无压力点亮起，则通过报警模块提示操作者，固态废弃物及其包装袋未放置称重单元的中心位置；

当两边的压力传感器矩阵边界线都存在压力点亮起时，则认定为超出称量范围，提醒操作人员对固态废弃物的外形轮廓进行缩小；

当两边的压力传感器矩阵边界线未存在压力点亮起，并且固态废弃物及其包装袋的重量数据在预设时间段内未发生变化时，则通过热成像模块对固态废弃物称量环境热成像得到多个图像；并利用处理模块判断图像中是否存在人体；

若图像中存在人体时，处理模块判断图像中孤立的热度点与人体的间距，当间距小于距离阈值时，则判定为人为干涉，并通过报警模块发出警报，提示操作者退回安全范围内；

若图像中未存在人体时，将固态废弃物的重量信息实时上传至控制面板显示；

转运作业的过程通过转运监管机器人或/和产废监管机器人的摄像头进行视频录制，视频录制开始与停止时间由转运监管机器人开始作业与完成作业指令控制，录制内容覆盖作业员的操作规范、固态废弃物称重与出入仓画面、液态废弃物出入仓画面，用于后期转运数据错误的申诉。

作为优选技术措施：

所述S4中：作业完成后处理，包括以下内容；

通过转运监管机器人的控制面板输入作业完成指令；

转运监管机器人调取电子联单模板并填写船舶信息、对接人员、出入仓废弃物总量、作业开始与完成时间，并进行电子签章，生成二维码后通过二维码打印机，打印电子凭证；

电子凭证上的信息包括被接收船名称、废矿物油总量、油污水总量、固态废弃物重量、生活污水总量、接收船名称、日期、被接收方、接收方、电子联单二维码信息；

同时电子凭证与转运监管机器人监管的数据信息上传至云平台进行统计分析，用于后期监管部门对港口船舶的管理；

根据流量信息与重量信息，构建积分积累模型；

所述积分积累模型包括以下内容：

积分值与流量值或重量值成正比，并与实物奖品或/和法定货币挂钩；

当流量值、重量信息作假或录入错误时，扣除相应的积分值；

当积分值积累到一定数量时，消耗相应的积分值，能兑换成实物奖品或法定货币。

作为优选技术措施：

所述S5中：转运信息的确认过程，包括以下内容：

产废船的工作人员通过扫描纸质的电子凭证上的电子联单二维码查看此次转运任务的废弃物总流量与重量；

当产废船的工作人员发现电子联单记录的数据有误时，通过通讯工具或产废监管机器人进行申诉，并将此次转运的过程视频、收集的废弃物总流量与重量、接收船舶、被接收船舶、接收人员、被接收人员、转运时间信息上传云平台进行审核；

如果审核判断数据有误，则进行修正。

作为优选技术措施：

所述S6中：贮存的过程如下：

S61，转运船返回港口，靠近距离最近的海洋云仓，通过运输管经转运监管机器人与海洋云仓的管道口对接，海洋云仓上的管口设置有不同类型的液态废弃物对接口；

所述海洋云仓为海洋垃圾的贮存点，其设置有控制面板以及泵，并配置有与海洋云仓设备对应的二维码；

液态废弃物对接口包括废矿物油接口、生活污水接口、油污水接口；

S62，通过操作面板扫描S61中的二维码，开始转运贮存作业，海洋云仓内的泵开始工作，将转运船的液态废弃物抽入至海洋云仓内进行贮存；

同时将固态垃圾经过分类后投入对应垃圾分类的贮存罐内；

贮存罐配置有重量传感器，实时反馈给海洋云仓的控制面板；

S63，S62中的转运任务完成后，在海洋云仓的控制面板上输入贮存任务完成指令，完成此次的垃圾转运贮存作业，并将液态废弃物的流量总量信息与固态废弃物的重量信息反馈至海洋云仓的控制面板与云平台处理，用于后期垃圾处置的物流管理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明经过不断探索以及试验，通过构建流量处理模型、固体计算模型、转运筛选模型、数据监管模型，生成转运参数以及待转运数据，并对转运参数以及待转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，并对电子联单进行电子签章，得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理，切实可行。

进一步，本发明能够适用于产废船、转运船以及云仓设备等多方设备之间的转运任务发布、有效接单、资源协调，并能实现污染物数据的采集、传输、校验、反馈，使得船舶水污染物收集转运过程能够准确进行，并能有效提升转运效率。

更进一步，本发明构建固体计算模型，对固态废弃物进行称量。固体计算模型通过设置压力点判断单元判断固态废弃物组的外形轮廓，是否超出预设范围，有效避免固态废弃物超量称重；同时通过传感器判断称重面是否平稳，能够有效避免在海上称重时，因海浪波动引起称重面倾斜，导致的称重数据误差；并通过生命体征识别单元，对传感器矩阵周边的生命体征进行识别，判断是否有人进行干涉，进而能有效避免称重数据不准确；最后利用预设时间段判断重量数据是否保持不变，确定称量状态是否稳定，从而确保系统自动录入的数据无人为干涉，使得称量数据准确、可靠。

再进一步，本发明设置视频监控模块、二维码打印模块、GPS定位模块、电子联单模块、流量监测模块、信息绑定模块、重量统计模块、信息上传模块，能够生成转运数据，并对转运数据进行监管和校核；进而根据监管校核结果，生成电子联单，进而可得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控，方案科学、合理，切实可行。

进而，本发明通过在转运船或/和产废船上安装监管机器人，可以实现海上船舶污染物的收集转运过程的监控，通过监管机器人对船舶转运过程的固液废弃物的流量与重量数据进行采集，并同步到监管机器人进行储存，同时将采集的废弃物信息与转运任务过程信息上传至云平台进行统计分析，便于监管部门对海上船舶的监管；另外监管机器人在转运任务完成后，会调取后台的电子联单模板，自动将废弃物转运信息填写，并进行电子签章，得到电子凭证，方便船舶污染物被接收方查看本次转运污染物的详细信息。

附图说明

图1为本发明海洋垃圾收集系统的结构示图；

图2为本发明船舶污染物收集转运监控方法的一种流程图；

图3为本发明监管机器人的一种结构示图；

图4为本发明船舶污染物收集转运监控方法的一种流程图：

图5为本发明船舶污染物收集转运监控方法的一种流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“或/和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明海洋垃圾收集系统的一种具体实施例：

海洋垃圾收集端包括船舶，用于将海洋上的垃圾进行收集。船舶类型包括海洋垃圾收集船、产废船、转运船等。海洋垃圾收集船能够对海洋上的垃圾进行打捞收集；产废船是满足日常作业的船舶，例如出海、转运、海上运输等，容易产出废机油、油污水、生活垃圾、船舶垃圾等海洋垃圾；转运船能够与海洋垃圾收集船或产废船进行对接，将垃圾转运到转运船上的垃圾贮存箱内。

海洋垃圾贮存端包括海洋云仓，海洋云仓设置在港口，用于与海上船舶进行对接，接收船舶上的垃圾，进行贮存。海洋云仓配置多种类型垃圾的贮存室，例如油污水、废机油、固态垃圾等，满足海洋垃圾的贮存条件。

海洋垃圾转运端包括运输车，运输车配置能够与海洋云仓对接的管道接口，将海洋云仓贮存的垃圾转运至运输车上的废料收集罐内。

海洋垃圾处置端设置有固态垃圾处置站点、污水处置站点等，固态垃圾处置站点用于回收海洋垃圾中的固态垃圾，进行压缩、粉碎、焚烧等垃圾处理；污水处置站点用于将海洋垃圾中的废水进行净化处理，达到排放标准。

海洋垃圾收集端将海洋上的垃圾进行收集，或对产废船上的垃圾进行收集贮存，可安排转运船对垃圾贮存容量超标的船舶进行垃圾的转运，帮助海洋垃圾收集船或产废船日常作业，在海上完成船舶间的垃圾转运工作；船舶返回港口后可将海洋垃圾贮存至海洋垃圾贮存端，具体地，港口设置多个海洋云仓，船舶可以选择距离最近港口的海洋云仓，与海洋云仓的垃圾收集端口对接，将船舶上的垃圾输入至海洋云仓的贮存室内，由海洋垃圾转运端根据港口垃圾的转运需求，定期或自主的安排运输车对港口的海洋云仓进行垃圾的转运工作；运输车将从海洋云仓收集到固态垃圾和/或废水运输至海洋垃圾的处置端，具体地，运输车可以是废水收集车、固态垃圾收集车、固液垃圾收集车，运输车根据收集的垃圾类型将垃圾转运至对应的海洋垃圾处置端，固态垃圾处置站点对海洋垃圾中固态的垃圾进行处理，将能可回收利用的垃圾进行分类处理，处理后可转运至再生利用的企业使用，将不可回收的垃圾进行粉碎、焚烧、填埋等处理，达到垃圾处理的标准，降低垃圾污染的影响；污水处置站点对海洋垃圾中的液态垃圾进行净化处理，包括油水分离、过滤、净化等处理，达到废水排放的标准，或将净化后的废水，达到使用标准再转运至再生利用的企业使用。

港口设置停留多种类型的船舶，例如渔船、运输船、转运船、作业船等，船舶出海作业过程中，容易产生例如油污水、废机油、乳化液、固态垃圾等废弃物。船舶上设置有监管机器人，监管机器人用于绑定船舶名称、船籍港、规格型号、性质、联系人、即时位置、航速、朝向等信息，以及入港申报信息。

如图2所示，本发明船舶污染物收集转运监控方法的一种具体实施例：

一种船舶污染物收集转运监控方法，

包括以下步骤：

第一步，构建流量处理模型，对液体废弃物的流量进行计算，得到待转运流量；

构建固体计算模型，对固态废弃物进行计算，得到固态废弃物的待转运重量；

所述固体计算模型的构建方法如下：

步骤一，获取固态废弃物的分类信息；

步骤二，根据步骤一中的分类信息，对待转运的固态废弃物进行分拣，并得到若干固态废弃物组的初始固态数据；

所述初始固态数据包括固态废弃物组编号或/和预估外形轮廓尺寸或/和预估重量；

步骤三，根据步骤二中的初始固态数据，构建压力点判断单元；

所述压力点判断单元，通过构造传感器矩阵，判断固态废弃物组的外形轮廓，是否超出预设范围；并通过传感器判断称重面是否平稳；

当称重面不平稳时，执行步骤三；

当称重面平稳且超出预设范围时，执行步骤四；

当称重面平稳且未超出预设范围时，执行步骤五；

步骤四，构建生命体征识别单元，对传感器矩阵周边的生命体征进行识别；

当存在生命体征时，提醒操作人员退回到安全范围内，并执行步骤三；

当不存在生命体征时，提醒操作人员对固态废弃物组的外形轮廓进行缩小，并执行步骤三；

步骤五，对若干固态废弃物组分别进行称重，得到重量数组；

步骤六，将步骤五中的重量数组进行相加，得到固态废弃物的待转运重量；

第二步，根据第一步中的待转运流量和待转运重量，获得待转运数据；

第三步，根据第二步中的转运数据，构建转运筛选模型；

所述转运筛选模型，用于筛选转运船，并对转运船的身份进行验证，生成转运参数；

第四步，将第三步中的转运参数以及待转运数据通过区块链技术上传至云平台，并构建数据监管模型对转运参数以及待转运数据进行监管和校核，得到监管校核结果；

第五步，根据第四步中的监管校核结果，生成电子联单；

第六步，将第五步中的电子联单进行电子签章，得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控。

本发明压力点判断单元的一种具体实施例：

压力点判断单元通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳。

获取传感器阵列的非零压力值数据，对非零压力值进行升序排列。以16*16的压力传感器矩阵为例，在满足外形轮廓判断的前提下，最多有15*15个传感器存在压力值数据；获取15*15个传感器中的非零压力值，按照压力值大小进行排序，记为P＝{p₁,p₂,…,p_i,…,p_n}，其中P为非零压力值数据，p_i为排序为前i的传感器压力值，n为非零压力值的数量。

根据非零压力值的大小和数量划分为w组样本，每一组样本包含m个压力值，记为：P＝{p₁,p₂,…,p_i,…,p_n}＝{F₁,F₂,…,F_w}＝{F_1,1,F_1,2,…,F_1,m,F_2,1,F_2,2,…,F_2,m,…,F_w,1,F_w,2,…,F_w,m}。若n无法等分为w份，即余数非零且小于m，则F_w＝{p_n-m+1,…,p_n-1,p_n}。

计算压力分数：

…

其中，score_wF表示排序前的第w组压力分数；

对压力分数{score₁F,score₂F,...,score_wF}升序排序，记为{S₁,S₂,…,S_w}，其中，S_w表示排序后的第w组的压力分数，该分数对应于第w组样本；

每一组样本的分数权重为：

综合压力分数scoreF的计算公式如下：

其中，w表示传感器阵列的非零压力值数据的样本分组数，K_i表示第i组样本的权重，S_i表示第i组样本的压力分数，0＜S_i≤1；U_i表示第i组样本的变异系数，U表示总变异系数，F_i,k表示第i组样本中第k个传感器压力值，

表示第i组样本中传感器压力值的均值，m表示每一组传感器的数量。

本实施例中，以w＝3为例，三组的压力分数分别为：

对三组压力分数升序排序，排序结果{S₁,S₂,S₃}作为各组样本的压力分数，结合各组样本的权重值计算综合压力分数scoreF，若Q＜scoreF≤1，则满足称重面稳定性判断的条件，否则不满足。Q为稳定性阈值，一般取Q＝0.8。

如图3所示，本发明监管机器人的一种具体实施例：

一种监管机器人，应用上述的一种船舶污染物收集转运监控方法；

其包括视频监控模块、二维码打印模块、GPS定位模块、电子联单模块、流量监测模块、信息绑定模块、重量统计模块、信息上传模块。

所述视频监控模块，用于对作业员操作规范进行监控；

所述二维码打印模块，用于对记录作业的电子凭证进行打印；

所述GPS定位模块，用于对产废船的位置进行定位；

所述电子联单模块，用于生成产废船与转运船签署的电子合约；

所述流量监测模块，用于监测液体废弃物转运的流量；

所述信息绑定模块，利用二维码技术绑定设备与船舶信息；

所述重量统计模块，用于统计固态废弃物的重量，其包括处理单元、红外热成像采集单元、报警单元、称重单元；

处理单元，用于获取装有固态废弃物组的包装袋的外形轮廓，其在称重单元上设置压力传感器矩阵，判断装有固态废弃物组的包装袋放置位置是否超出称量范围；

热成像单元，用于对固态废弃物组的称量环境进行热成像，并得到多个图像，完成图像中是否存在人体的判断；

报警单元，用于发出警报信息或/和声音；

称重单元，用于得到待测的固态废弃物组的重量；

当图像中存在人体时，处理单元判断图像中孤立的热度点与人体的间距，当间距小于距离阈值时，则判定为人为干涉，并通过报警单元发出警报，提示操作者对装有固态废弃物组的包装袋进行减量，并且退回安全范围内；

当图像中未存在人体时，并且称重单元的称重数据在预设时间段内未发生变化时，将称重数据传输至信息上传模块。

本发明船舶污染物收集转运监控系统的一种具体实施例：

一种船舶污染物收集转运监控系统，包括上述的一种监管机器人、云平台；

所述监管机器人分为转运监管机器人、产废监管机器人；

转运监管机器人，用于装配在转运船上；

产废监管机器人，用于装配在产废船上；

云平台，用于染物数据的处理以及监管。

如图4，本发明船舶污染物收集转运监控方法的第二种具体实施例：

一种船舶污染物收集转运监控方法，采用上述的一种船舶污染物收集转运监控系统；

其包括以下步骤：

S1：转运船接收到垃圾转运的派单任务，前往产废船的经纬度坐标位置；

S2：S1中的转运船到达产废船位置附近，通过转运监管机器人输入开始转运作业的指令；

S3：S2中的转运监管机器人对作业过程中废弃物的流量信息与重量信息进行计量统计，并同步至控制面板上显示；

S4：S3中的作业完成后，通过控制面板上输入作业完成指令，打印电子凭证，并将电子联单信息与作业过程信息上传至云平台进行统计分析；

S5：转运船的被接收方扫描S4中的电子凭证的二维码，确认转运信息无误后，完成垃圾转运的派单任务；

S6：S5中的转运船返回港口，将收集的废弃物转运至港口的海洋云仓内进行贮存。

本发明监管机器人工作模式的一种具体实施例：

监管机器人的工作模式，包括以下内容：

S1：转运船通过传输管道对接监管机器人出管口，产废船产出废料通过传输管道对接监管机器人的进管口；

管口类型分为废矿物油、生活污水、油污水，作业员将对应类型的液态废弃物对接到监管机器人对应的管道口，实现液态废弃物的分类，同时对不同类型液态废弃物的转运的流量进行统计管控；

S2：对象对接人员扫描监管机器人设备的二维码，进入入仓作业界面；

监管机器人在出厂时预先将设备上的二维码与设备的信息进行了绑定，设备安装在船舶上，从而实现对船舶的定位、作业时间、转运废弃物流量重量、操作人员信息等；

S21：液态废弃物通过监管机器人的流量计对转运的流量进行数据统计；

通过流量计进行统计，流量计选用电磁流量计、楔形流量计等；当液态废弃物流经流量计时，其上、下游侧之间就会产生压力根据伯努利方程，经推导可得到流量基本方程式：

q_m为流体的质量流量(kg/h)；

C为流出系数；

ε为流体经过流量计后的流速膨胀系数；

β为径比(β＝d/D，d＝孔板的孔径(mm)，D：管道内径(mm))；

D为测量管道的内径(mm)；

ΔP为上下游取压口侧取的差压值(KPa)；

ρ₁为流体的密度(Kg/m3)。

利用差压变送器将差压值AP转变成标准电流信号，再经过数据处理装置将数值反馈至控制面板显示出流体的流量或总量；

S22：固态废弃物通过人工分拣，放置于监管机器人的称重传感器地磅进行称重，将重量数据反馈至控制面板显示出固态废弃物的重量或总量；

S23：视频监控对作业过程的作业员操作规范进行视频录制，监管机器人对视频文件进行存储；

S3：入仓作业完成后，由作业员在操作界面上选择完成作业，监管机器人通过热敏二维码打印机打印作业的电子凭证；

转运任务完成后，监管机器人自动调取后台该节点的电子联单模板，将作业过程的监管信息自动生成在电子联单上，电子联单的信息包括船舶类型、船舶型号、操作人员、转运人员、作业时间、固液废弃物的流量与重量、经纬度等信息，作业完成后，打印二维码电子凭证之前系统自动生成电子签章，用于后续的海洋垃圾监管的凭证信息；

S4：作业员通过手机APP扫描二维码电子凭证，查看电子联单信息，确认信息是否有误，若有误可进行申报，后台自动调取作业过程的视频，人工进行审核。

如图5所示，本发明船舶污染物收集转运监控方法的第三种实施例：

一种船舶污染物收集转运监控方法，包括以下内容：

转运船的接收方扫描二维码进入用户界面，安卓工控机对身份进行验证，身份验证失败通过手机端APP进行人工申诉，更改派单的接收方联系人信息，身份验证通过，派单接收方联系人匹配成功进入操作界面，人工输入接收对象的基本信息，身份信息录入完成后进入开始作业界面，在进出管道口的两端安装压力传感器组，进行系统检测，如果出现异常数值，发出警报；如果检测数值正常，则进行废弃物流量数据采集，具体包括以下内容：

1.检测水管与管道接口安装的气密性：先通过压力传感器组采集压力数据，通过RS485协议将数据上传至安卓工控机进行分析，将进出端口的压强与预先设定的阈值范围进行比对，从而判断哪根水管与管道接口安装密封性没达到标准；

2.水管与管道接口安装的气密性达标后，由安卓工控机发出控制指令控制转运船的泵开始工作，流量计将采集的流量数据通过RS485协议上传至安卓工控机显示实时流量信息，安卓工控机对压力数据与流量数据进行统计分析，判断异常现象；

若前后压力差大，说明管阻大或背压小，有异物堵塞，通过压力数据变化值的大小进一步确认前管道出现异常现象，反之则后管道出现异常现象；

3.通讯模块自检：间隔1min，截取10s的信号频段，判断连续时间段的波峰与波谷的极差，若超过三次截取的信号频段极差大于1，则将采集的数据暂存至存储模块，防止数据在远程传输过程的丢失，后期可通过人工操作通讯模块自检，评估运行环境正常后，再将数据上传至云平台。

通过指令输入端输入完成作业指令，对录入的废弃物数量信息进行核对，若接收方与被接收方有异议，对该转运任务单进行标识，后期将该转运任务的视频监管信息与废弃物流量信息同步到云平台，由人工审核，并调取电子联单模板，自动填写录入的信息。

当信息确认结果为“N”，则对该电子联单进行异常标识，由热敏打印机打印电子凭证，待人工审核完成后，可扫描电子凭证上的二维码，查看修正后的电子联单。

当信息确认结果为“Y”时，后台调取电子联单模板，自动填写数据，直接生成标准的电子联单二维码，并通过热敏打印机打印电子凭证，进而转运任务结束。

本发明船舶污染物收集转运监控方法的第四种实施例：

一种船舶污染物收集转运监控方法，包括以下步骤：

S1：转运船接收到垃圾转运的派单任务，前往产废船的经纬度坐标位置，其具体包括以下内容：

产废船通过监管机器人提交垃圾转运请求，或者通过产废船上的渔民通过手机APP提交转运的请求，云平台接收到转运请求信息后，生成转运任务单，任务单信息包括产废船的经纬度信息、对接人员信息、转运时间、废弃物类型、废弃物容量信息等，云平台根据符合容量需求和距离的转运船，将垃圾转运的任务单下发至转运船上的监管机器人，或转运人员的手机APP上，监管机器人通过语音播报的形式提醒转运人员有新的派单任务，转运人员通过操作监管机器人上的控制面板或手机APP确认接收派单任务，前往产废船的经纬度坐标位置。

S2：转运船到达产废船位置附近，通过监管机器人输入开始转运作业的指令，其具体包括以下内容：

转运船到达产废船位置附近，靠近停留在产废船的一侧，将运输管递接给产废船的人员，运输管分为废矿物油、生活污水、油污水运输管等，由产废船上的人员将多类运输管投入至对应废弃物类型的储存罐中，转运船上的人员负责将运输管接到监管机器人对应废弃物类型的管口，完成废弃物进口管道的安装；监管机器人另一侧出口的管道由转运船上的转运人员接到对应的废弃物储存罐，完成废弃物出口管道的安装；确认监管机器人上进出管口与管道的安装完成后，转运人员通过监管机器人的控制面板上输入开始转运作业的指令。

S3：监管机器人对作业过程中废弃物的流量信息与重量信息进行计量统计，并同步至控制面板上显示，其具体包括以下内容：

转运船上的泵开始工作，将产废船上的废弃物通过管道经监管机器人计量抽入至转运船上的废弃物储存罐内，监管机器人每个进出管口中间都设置有流量计，用于监测转运的液态废弃物的流量与总量，并将实时的流量数据通过监管机器人的控制面板显示；同时，产废船的固态废弃物，通过产废船的人员搬运给转运船的人员，由转运船的人员将固态废弃物放置在监管机器人的称重传感器地磅上进行重量称量，并将固态废弃物的重量信息实时上传至控制面板显示；转运作业的过程会通过监管机器人的摄像头进行视频录制，视频录制开始与停止时间由监管机器人开始作业与完成作业指令控制，录制内容覆盖作业员的操作规范、固态废弃物称重与出入仓画面、液态废弃物出入仓画面，用于后期转运数据错误的申诉。

S4：作业完成后通过控制面板上输入作业完成指令，打印电子凭证，并将电子联单信息与作业过程信息上传至云平台进行统计分析，其具体包括以下内容：

转运船上的作业人员通过监管机器人的控制面板输入作业完成指令，监管机器人调取后台的电子联单模板并自动填写船舶信息、对接人员、出入仓废弃物总量、作业开始与完成时间等，并进行电子签章，生成二维码后通过热敏二维码打印机，打印电子凭证，电子凭证信息包括被接收船名称、含油污水总量、生活垃圾重量、生活污水总量、接收船名称、日期、被接收方、接收方、电子联单二维码等信息；同时电子联单信息与监管机器人监管的数据信息上传至云平台进行统计分析，用于后期监管部门对港口船舶的管理。

S5：转运船的被接收方扫描电子凭证的二维码，确认转运信息无误后，完成垃圾转运的派单任务，其具体包括以下内容：

产废船的被接收方通过扫描纸质的电子凭证上的电子联单二维码可以查看此次转运任务的废弃物总流量与重量，若觉得电子联单记录的数据有误可通过手机APP进行申诉，将会把此次转运的过程视频、收集的废弃物总流量与重量、接收船舶、被接收船舶、接收人员、被接收人员、转运时间等信息上传云平台人工审核，由人工审核判断数据是否有误，若确认有误由云平台操作的人员进行修正。

S6：转运船返回港口，将收集的垃圾转运至港口的海洋云仓内进行贮存，其具体包括以下内容：

海洋云仓是海洋垃圾的贮存点，海洋云仓上设置有控制面板，并配置有与海洋云仓设备对应的二维码；转运船返回港口，靠近距离最近的海洋云仓，通过运输管经监管机器人与海洋云仓的管道口对接，海洋云仓上的管口设置有不同类型的液态废弃物对接口，例如废矿物油、生活污水、油污水等，海洋云仓内设置有泵，由作业员通过操作面板扫描二维码，开始转运作业，海洋云仓内的泵开始工作，将转运船的液态废弃物抽入至海洋云仓内进行贮存；海洋云仓配置有固态垃圾的贮存罐，由作业员将固态垃圾投入对应垃圾分类的投放口，海洋云仓固态垃圾的贮存罐配置有重量传感器，实时反馈给海洋云仓的控制面板；转运任务完成后由作业员在海洋云仓的控制面板上输入转运任务完成指令，完成此次的垃圾转运作业，并将液态废弃物的流量总量信息与固态废弃物的重量信息反馈至海洋云仓的控制面板与云平台处理，用于后期垃圾处置的物流管理。

应用本发明方法的一种设备实施例：

一种计算机设备，其包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的一种船舶污染物收集转运监控方法。

应用本发明方法的一种计算机介质实施例：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的一种船舶污染物收集转运监控方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

包括以下步骤：

第一步，构建流量处理模型，对液体废弃物的流量进行计算，得到待转运流量；

构建固体计算模型，对固态废弃物进行计算，得到固态废弃物的待转运重量；第二步，根据第一步中的待转运流量和待转运重量，获得待转运数据；

所述固体计算模型的构建方法如下：

获取固态废弃物的分类信息；

根据分类信息，对待转运的固态废弃物进行分拣，并得到若干固态废弃物组的初始固态数据；

所述初始固态数据包括固态废弃物组编号或/和预估外形轮廓尺寸或/和预估重量；

根据初始固态数据，构建压力点判断单元；

所述压力点判断单元，通过构造传感器矩阵，判断固态废弃物组的外形轮廓；并通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳；

构建生命体征识别单元，对传感器矩阵周边的生命体征进行识别；

当存在生命体征时，提醒操作人员退回到安全范围内；

当不存在生命体征时，提醒操作人员对固态废弃物组的外形轮廓进行缩小；

对若干固态废弃物组分别进行称重，得到重量数组；

将重量数组进行相加，得到固态废弃物的待转运重量；

判断固态废弃物组外形轮廓的方法如下：

根据固态废弃物组的预估外形轮廓，确定传感器的数量N*N，N>4；

并将N*N个传感器间隔布置，其布置面积为A；

固态废弃物组的竖向投影面积为B；

所述A>B；

当所有传感器都检测到信号时，表示待测的固态废弃物组的外形轮廓超出称量范围；

当一边的传感器检测到信号，相对边的传感器未检测到信号时，表示待测的固态废弃物组未放置称量的中心位置；

所述传感器为压力传感器或红外传感器或激光传感器；

所述生命体征识别单元，包括以下内容：

对固态废弃物组的称量环境进行热成像，得到多个图像；

根据多个图像判断是否存在人体；

当图像中存在人体时，计算图像中孤立的热度点与人体之间的距离；

若距离小于间距阈值时，则判定为人为干涉，提示操作者退回安全范围内；

当图像中未存在人体时，并且固态废弃物组的重量数据在预设时间段内未发生变化，则录入称重数据；

第三步，根据第二步中的转运数据，构建转运筛选模型；

所述转运筛选模型，用于筛选转运船，并对转运船的身份进行验证，生成转运参数；

第四步，将第三步中的转运参数以及待转运数据通过区块链技术上传至云平台，并构建数据监管模型对转运参数以及待转运数据进行监管和校核，得到监管校核结果；

第五步，根据第四步中的监管校核结果，生成电子联单；

第六步，将第五步中的电子联单进行电子签章，得到船舶污染物收集转运的电子凭证，实现船舶污染物收集转运监控。

2.如权利要求1所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述第一步中，流量处理模型，用于对待转运的液体废弃物进行计算统计，其构建方法如下：

步骤11，获取液态废弃物流经管道时的水压变化数据；

步骤12，根据步骤11中的水压变化数据，求得液态废弃物的流量值；

步骤13，利用差压变送器将步骤12中的流量值转变成标准电流信号；

步骤14，将步骤13中的电流信号输入数据处理装置进行处理，得到显示信号；

步骤15，将步骤14中的显示信号反馈至控制面板，显示出流体的流量。

3.如权利要求2所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述流量值的计算公式如下

q_m为流体的质量流量；

C为流出系数；

ε为流体经过流量计后的流速膨胀系数；

β为径比；

D为测量管道的内径；

ΔP为上下游取压口侧取的差压值；

ρ₁为流体的密度；

所述β＝d/D，

其中，d为孔板的孔径；

D为管道内径。

4.如权利要求1所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

通过传感器的压力值分布情况判断称重面是否平稳的方法如下：

获取若干传感器压力值；

将传感器压力值按大小排序后，按照检测时间点网格区域的分布特点，将排序后的传感器压力值分成若干组，计算每一组的压力分数和权重；

根据每一组的压力分数和权重，计算综合压力分数scoreF，若Q＜scoreF≤1，则满足称重面稳定性判断的条件，否则不满足；

分数scoreF的计算公式如下：

其中，w表示传感器阵列的非零压力值数据的样本分组数，K_i表示第i组样本的权重，S_i表示第i组样本的压力分数，0＜S_i≤1；U_i表示第i组样本的变异系数，U表示总变异系数，F_i,k表示第i组样本中第k个传感器压力值，

表示第i组样本中传感器压力值的均值，m表示每一组传感器的数量。

5.如权利要求1所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述第三步中，转运筛选模型的构建方法如下：

步骤31，获取若干转运船的装载参数以及与产废船的相距距离数据，建立转运船数据库；

步骤32，根据待转运数据，从步骤31中的转运船数据库中筛选出装载能力匹配以及相距距离合适的某转运船；

并根据待转运数据，生成转运任务单；

所述转运任务单上的信息至少包括产废船的经纬度信息、对接人员信息、转运时间、废弃物类型和废弃物容量信息；

步骤33，将转运任务单传输至步骤32中的某转运船，并获取某转运船的回复信息；

当回复信息为能接单时，进行步骤34，当回复信息为不能接单时，执行步骤32；

步骤34，对步骤33中能接单的某转运船的身份信息进行验证；

当身份验证失败时，执行步骤32；

当身份验证通过时，转运船筛选成功，执行步骤35；

步骤35，当步骤34中的筛选成功后，将某转运船的装载参数、身份信息、筛选成功标志打包成转运参数。

6.如权利要求1所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述第四步中，数据监管模型的构建方法，包括以下步骤：

步骤41，获取污染物转运规定数据；

步骤42，根据步骤41中的污染物转运规定数据，对转运参数以及待转运数据进行审核；

当审核的结果为可行时，执行步骤43；

当校核结果为不可行时，重新选择转运船或调整待转运数据；

步骤43，根据步骤42中的审核结果，生成电子联单；

所述电子联单上的信息包括船舶类型、船舶型号、操作人员、转运人员、作业时间、固液废弃物的流量与重量、经纬度；

步骤44，将步骤43中的电子联单进行电子签章，得到具有二维码的电子凭证；

所述固态废弃物为生活垃圾；

所述液体废弃物为废矿物油、生活污水、油污水；

所述电子凭证上的信息包括被接收船名称、废矿物油总量、油污水总量、生活垃圾重量、生活污水总量、接收船名称、日期、被接收方、接收方、电子联单二维码；

步骤45，利用步骤44中的电子凭证，获取产废船的作业员的反馈信息；

当反馈信息为确认无误时，执行步骤47；

当反馈信息为存在异议时，得到异议数据，执行步骤46；

步骤46，根据步骤45中的异议数据，结合此次转运的过程视频、收集的废弃物总流量与重量、接收船舶、被接收船舶、接收人员、被接收人员、转运时间信息进行审核判断；

当审核判断的结果为电子凭证数据有误时，对电子凭证上的信息进行修正，并执行步骤45；

当审核判断的结果为电子凭证数据准确无误时，将审核判断的结果发送至产废船上的作业员，并执行步骤47；

步骤47，完成垃圾转运的派单任务。

7.一种监管机器人，其特征在于，

应用如权利要求1-6任一所述的一种船舶污染物收集转运监控方法；

其包括视频监控模块、二维码打印模块、GPS定位模块、电子联单模块、流量监测模块、信息绑定模块、重量统计模块、信息上传模块；

所述视频监控模块，用于对作业员操作规范进行监控；

所述二维码打印模块，用于对记录作业的电子凭证进行打印；

所述GPS定位模块，用于对产废船的位置进行定位；

所述电子联单模块，用于生成产废船与转运船签署的电子合约；

所述流量监测模块，用于监测液体废弃物转运的流量；

所述信息绑定模块，利用二维码技术绑定设备与船舶信息；

所述重量统计模块，用于统计固态废弃物的重量，其包括处理单元、红外热成像采集单元、报警单元、称重单元；

处理单元，用于获取装有固态废弃物组的包装袋的外形轮廓，其在称重单元上设置压力传感器矩阵，判断装有固态废弃物组的包装袋放置位置是否超出称量范围；

热成像单元，用于对固态废弃物组的称量环境进行热成像，并得到多个图像，完成图像中是否存在人体的判断；

报警单元，用于发出警报信息或/和声音；

称重单元，用于得到待测的固态废弃物组的重量；

当图像中存在人体时，处理单元判断图像中孤立的热度点与人体的间距，当间距小于距离阈值时，则判定为人为干涉，并通过报警单元发出警报，提示操作者对装有固态废弃物组的包装袋进行减量，并且退回安全范围内；

当图像中未存在人体时，并且称重单元的称重数据在预设时间段内未发生变化时，将称重数据传输至信息上传模块；

所述信息上传模块，配置4G通信单元，用于将数据信息上传至云平台进行统计分析管理。

8.如权利要求7所述的一种监管机器人，其特征在于，

所述流量监测模块设有若干管道；

每个管道上装配两个压力传感器和一个流量计；

所述流量计装配在两个压力传感器之间的位置。

9.一种船舶污染物收集转运监控系统，其特征在于，

包括如权利要求7-8任一所述的一种监管机器人、云平台；

所述监管机器人分为转运监管机器人、产废监管机器人；

转运监管机器人，用于装配在转运船上；

产废监管机器人，用于装配在产废船上；

云平台，用于染物数据的处理以及监管。

10.一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

采用权利要求9所述的一种船舶污染物收集转运监控系统；

其包括以下步骤：

S1：转运船接收到垃圾转运的派单任务，前往产废船的经纬度坐标位置；

S2：S1中的转运船到达产废船位置附近，通过转运监管机器人输入开始转运作业的指令；

S3：S2中的转运监管机器人对作业过程中废弃物的流量信息与重量信息进行计量统计，并同步至控制面板上显示；

S4：S3中的作业完成后，通过控制面板上输入作业完成指令，打印电子凭证，并将电子联单信息与作业过程信息上传至云平台进行统计分析；

S5：转运船的被接收方扫描S4中的电子凭证的二维码，确认转运信息无误后，完成垃圾转运的派单任务；

S6：S5中的转运船返回港口，将收集的废弃物转运至港口的海洋云仓内进行贮存。

11.如权利要求10所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述S1中：派单任务的生成以及处理，包括以下步骤：

S11，产废船通过产废监管机器人提交垃圾转运请求，或者通过产废船上的通讯工具提交转运请求；

S12，云平台接收到S11中的转运请求信息后，生成转运任务单；

所述转运任务单上的信息包括产废船的经纬度信息、对接人员信息、转运时间、废弃物类型、废弃物容量信息；

S13，云平台根据符合容量需求和距离的转运船，将S12中的转运任务单下发至转运船上的转运监管机器人，或转运人员的通讯工具上；

转运监管机器人通过语音播报的形式提醒转运人员有新的派单任务；

S14，转运人员通过操作转运监管机器人上的控制面板或通讯工具确认接收S13中的派单任务，并前往产废船的经纬度坐标位置。

12.如权利要求10所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述S2中：转运作业的开始流程，包括以下步骤：

S21，转运船到达产废船位置附近，靠近停留在产废船的一侧，将运输管递接给产废船的人员，运输管分为废矿物油运输管、生活污水运输管、油污水运输管；

S22，产废船上的人员将S21中的运输管投入至对应废弃物类型的储存罐中；

转运船上的人员将运输管接到转运监管机器人对应废弃物类型的一侧管口中，完成废弃物进口管道的安装；

转运监管机器人的另一侧管口由转运船上的转运人员接到对应的废弃物储存罐，完成废弃物出口管道的安装；

S23，S22中的转运监管机器人的进口管道和出口管道安装完成后，转运人员通过转运监管机器人的控制面板上输入开始转运作业的指令。

13.如权利要求10所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述S3中：流量信息与重量信息的计量统计，包括以下内容：

转运船上的泵开始工作，将产废船上的液体废弃物通过管道经转运监管机器人计量抽入至转运船上的废弃物储存罐内，转运监管机器人每个进出管口中间都设置有流量计，用于监测转运的液态废弃物的流量与总量，并将实时的流量数据通过转运监管机器人的控制面板显示；

同时，产废船的固态废弃物，放置在转运监管机器人的称重单元上进行重量称量；

当固态废弃物及其包装袋覆盖称重单元上的压力传感器矩阵时，通过处理模块判断压力传感器矩阵亮度情况，并以压力传感器矩阵四边为边界线；

若一边的压力传感器矩阵边界线有压力点亮起，相对边的边界线无压力点亮起，则通过报警模块提示操作者，固态废弃物及其包装袋未放置称重单元的中心位置；

当两边的压力传感器矩阵边界线都存在压力点亮起时，则认定为超出称量范围，提醒操作人员对固态废弃物的外形轮廓进行缩小；

当两边的压力传感器矩阵边界线未存在压力点亮起，并且固态废弃物及其包装袋的重量数据在预设时间段内未发生变化时，则通过热成像模块对固态废弃物称量环境热成像得到多个图像；并利用处理模块判断图像中是否存在人体；

若图像中存在人体时，处理模块判断图像中孤立的热度点与人体的间距，当间距小于距离阈值时，则判定为人为干涉，并通过报警模块发出警报，提示操作者退回安全范围内；

若图像中未存在人体时，将固态废弃物的重量信息实时上传至控制面板显示；

转运作业的过程通过转运监管机器人或/和产废监管机器人的摄像头进行视频录制，视频录制开始与停止时间由转运监管机器人开始作业与完成作业指令控制，录制内容覆盖作业员的操作规范、固态废弃物称重与出入仓画面、液态废弃物出入仓画面，用于后期转运数据错误的申诉。

14.如权利要求10-13任一所述的一种船舶污染物收集转运监控方法，其特征在于，

所述S4中：作业完成后处理，包括以下内容；

通过转运监管机器人的控制面板输入作业完成指令；

转运监管机器人调取电子联单模板并填写船舶信息、对接人员、出入仓废弃物总量、作业开始与完成时间，并进行电子签章，生成二维码后通过二维码打印机，打印电子凭证；

电子凭证上的信息包括被接收船名称、废矿物油总量、油污水总量、固态废弃物重量、生活污水总量、接收船名称、日期、被接收方、接收方、电子联单二维码信息；

同时电子凭证与转运监管机器人监管的数据信息上传至云平台进行统计分析，用于后期监管部门对港口船舶的管理；

根据流量信息与重量信息，构建积分积累模型；

所述积分积累模型包括以下内容：

积分值与流量值或重量值成正比，并与实物奖品或/和法定货币挂钩；

当流量值、重量信息作假或录入错误时，扣除相应的积分值；

当积分值积累到一定数量时，消耗相应的积分值，能兑换成实物奖品或法定货币；

所述S5中：转运信息的确认过程，包括以下内容：

产废船的工作人员通过扫描纸质的电子凭证上的电子联单二维码查看此次转运任务的废弃物总流量与重量；

当产废船的工作人员发现电子联单记录的数据有误时，通过通讯工具或产废监管机器人进行申诉，并将此次转运的过程视频、收集的废弃物总流量与重量、接收船舶、被接收船舶、接收人员、被接收人员、转运时间信息上传云平台进行审核；

如果审核判断数据有误，则进行修正；

所述S6中：贮存的过程如下：

S61，转运船返回港口，靠近距离最近的海洋云仓，通过运输管经转运监管机器人与海洋云仓的管道口对接，海洋云仓上的管口设置有不同类型的液态废弃物对接口；

所述海洋云仓为海洋垃圾的贮存点，其设置有控制面板以及泵，并配置有与海洋云仓设备对应的二维码；

液态废弃物对接口包括废矿物油接口、生活污水接口、油污水接口；

S62，通过操作面板扫描S61中的二维码，开始转运贮存作业，海洋云仓内的泵开始工作，将转运船的液态废弃物抽入至海洋云仓内进行贮存；

同时将固态垃圾经过分类后投入对应垃圾分类的贮存罐内；

贮存罐配置有重量传感器，实时反馈给海洋云仓的控制面板；

S63，S62中的转运任务完成后，在海洋云仓的控制面板上输入贮存任务完成指令，完成此次的垃圾转运贮存作业，并将液态废弃物的流量总量信息与固态废弃物的重量信息反馈至海洋云仓的控制面板与云平台处理，用于后期垃圾处置的物流管理。

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