CN115766987A - 航标碰撞监测取证系统及取证方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航道维护管理技术领域，具体地指一种航标碰撞监测取证系统及取证方法。包括航标船体，航标船体上设置有，距离监测单元，用于监测航标船体四周船舶与航标船体的距离；碰撞监测单元，用于监测是否有船舶碰撞航标船体；证据留存单元，用于在发生碰撞时对碰撞船舶进行主动摄像和标记；通信单元，用于将摄像视频数据传输到监控中心；中央控制单元，根据距离检测单元、碰撞检测单元的监测信息对证据留存单元和通信单元进行控制。本发明可以在碰撞发生时进行视频录像和主动标记，能够识别并记录中远距离船舶的靠近过程及碰撞发生现场，多途径取证留存手段，更具有实用性、可行性，能够为航道安全及航道管理者执法提供强有力的数据支撑。

Description

航标碰撞监测取证系统及取证方法

技术领域

本发明涉及航道维护管理技术领域，具体地指一种航标碰撞监测取证系统及取证方法。

背景技术

航标主要用于船舶往来频繁、水文地理复杂的水域及港口，为船舶指示航线、转向点、禁航区等，是保障船舶安全、经济航行的重要设施，航标运行状况的好坏，将直接影响船舶的安全航行。

随着国家相关内河航道、海洋开发战略的实施，航标的数量和密度也随之增加，船只碰撞航标的情况时有发生，但以往由于航标缺乏监控设施，很难找到肇事船只及保存有力碰撞证据，难以追究肇事船舶责任，给航道安全带来极大隐患，及国家财产的极大损失。

为了解决上述问题，有专利号为“CN216748082U”的名为“长江航道航标碰损自动取证装置”的中国实用新型专利介绍了一种航标碰损的取证装置，该装置包括管状密封盒、多个雷达传感器、多个高清摄像头、开关控制系统、视频处理系统、电源模块和物联网4G系统；管状密封盒穿过数字航道终端一体灯固定设置在灯座下部，多个雷达传感器沿管状密封盒内部周向同一水平面安装，多个高清摄像头沿周向均匀固定设置在管状密封盒内部多个雷达传感器安装平面上端；开关控制系统、物联网4G系统和视频处理系统固定设置在管状密封盒内部，开关控制系统分别与多个雷达传感器、多个高清摄像头、物联网4G系统、和视频处理系统电连接，视频处理系统用于调制处理多个高清摄像头的视频信号，物联网4G系统用于视频处理系统调制后的船舶信息和碰撞画面发送至长江数字航道监控平台；电源模块与开关控制系统电连接，用于供电。该方案能够主动将碰撞画面传送到数字航道监控平台，方便取证。但是该方案存在诸多的缺陷，一方面，由于缺少中远距离感知预警机制来提前开启摄像头，导致摄像头长期开启或晚开，以致功耗过大难以长期工作或错过最佳拍摄取证时机；另一方面，由于航标船自身受风浪或撞击影响，导致视频清晰度不够且仅有视频证据较为单一，最终难以实际索赔成功。因而迫切需要对违反法规的碰撞肇事船舶进行多途径的、准确有力、环保可靠的证据取证，通过法律手段进行相应惩罚计索赔，从而减小损失，助力航道安全。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种航标碰撞监测取证系统及取证方法。

本发明的技术方案为：一种航标碰撞监测取证系统，包括航标船体，所述航标船体上设置有，

距离监测单元，所述距离监测单元用于监测航标船体四周船舶与航标船体的距离；

碰撞监测单元，所述碰撞监测单元用于监测是否有船舶碰撞航标船体；

证据留存单元，所述证据留存单元用于在发生碰撞时对碰撞船舶进行主动摄像和标记；

通信单元，所述通信单元用于将摄像视频数据传输到监控中心；

中央控制单元，所述中央控制单元根据距离检测单元、碰撞检测单元的监测信息对证据留存单元和通信单元进行控制。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述证据留存单元包括，

涂料喷射模块，所述涂料喷射模块用于在发生碰撞时向碰撞航标船体的船舶喷射涂料作为标记。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述中央控制单元包括，

预警识别模块，所述预警识别模块在航标船体周围第一设定距离内、第一设定时间内连续N次监测到船舶时判断进入到预警状态；

第一控制模块，所述第一控制模块在进入到预警状态时控制证据留存单元的摄像头开启进行视频拍摄、在非预警状态且没有发生碰撞时关闭摄像头。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述中央控制单元还包括，

碰撞识别模块，所述碰撞识别模块在航标船体周围第二设定距离内出现船舶且航标船体的加速度超过设定加速度时判断进入到碰撞状态；

第二控制模块，所述第二控制模块在进入到碰撞状态时控制涂料喷射模块向四周喷射涂料。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述中央控制单元还包括，

预警解除模块，所述预警解除模块用于在进入到预警状态后于航标船体周围第三设定距离内、第二设定时间内连续M次没有监测到船舶时解除预警状态；

第三控制模块，所述第三控制模块在解除预警状态后关闭摄像头和涂料喷射模块。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述证据留存单元包括，

三个摄像头，所述三个摄像头相互之间呈120°夹角分布，三个摄像头固定安装于航标船体上的竖向安装柱上。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述距离监测单元包括，

AIS收发模块，所述AIS收发模块用于在航标船体周围船舶AIS开启情况下基于船舶的AIS信号判断该船舶与航标船体的距离；

毫米波雷达，所述毫米波雷达用于在船舶AIS关闭情况下识别船舶与航标船体的距离。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证系统，所述碰撞监测单元包括，

加速度传感器，所述加速度传感器分布于航标船体的四周用于采集航标船体自身三轴加速度。

本发明还提供一种航标碰撞监测取证方法，利用如权利要求1～8任一一种航标碰撞监测取证系统进行取证，包括以下步骤：

S1、识别航标船体四周船舶与航标船体的距离，在距离航标船体第一设定距离内、第一设定时间内连续N次监测到船舶出现后，进入到预警状态，开始对航标船体四周进行视频录像；

S2、在距离航标船体第二设定距离内出现船舶，且航标船体的加速度超过设定加速度时，进入到碰撞状态，开始向四周喷射涂料对碰撞航标船体的船舶做标记；

S3、将获取的视频录像数据传输到监控中心。

根据本发明提供的一种航标碰撞监测取证方法，在进入到预警状态后，若在距离航标船体第三设定距离内、第二设定时间内连续M次没有监测到船舶出现后，解除预警，不再进行视频录像和涂料喷射。

本发明的优点有：1、本发明的取证系统能够主动探测航标船体与周围船舶的距离，并主动判断是否发生碰撞，在发生碰撞时会对碰撞的船舶进行主动摄像和标记，多途径的取证留存手段，更具有实用性、可行性，能够为航道安全及航道管理者执法提供强有力的数据支撑；

2、本发明的证据留存单元包括涂料喷射模块，涂料喷射模块能够在发生碰撞时向周围的船舶喷射涂料进行主动的标记，丰富碰撞监测的取证留存手段，便于后续的追溯；

3、本发明通过预警识别模块判断周围船舶是否进入到航标船体的预警范围内，提前开启证据留存单元的摄像头，能够识别并记录中远距离船舶的靠近过程及碰撞发生现场，另外在非预警状态且没有发生碰撞时是关闭摄像头的，日常的功耗极低；

4、本发明的碰撞识别是通过安装在航标船体上的加速度传感器来获取航标船体的加速度，通过将加速度与设定加速度进行比对，判断是否出现碰撞，判断识别的过程简单且准确，而且一旦发生碰撞立马控制涂料喷射模块向四周喷射涂料，对碰撞船舶进行标记；

5、本发明在进入到预警状态后，如果没有发生碰撞，且航标船体周围的传播离开，可以主动解除预警，关闭摄像头和涂料喷射模块，节约能量，维持整个系统的低功耗运行；

6、本发明的证据留存单元包括三个摄像头，三个摄像头相互间隔分布，能够方便的获取航标船体周围船舶的航行情况，碰撞发生时，能够清晰无误的记录船舶撞击航标船体的过程，方便后续的追踪调查；

7、本发明的距离检测单元包括AIS收发模块和毫米波雷达，AIS收发模块能够在船舶AIS开启情况下获取船舶与航标船体的距离，而毫米波雷达能够在AIS关闭情况下主动探测船舶与航标船体的距离，获取距离的方式更加丰富，可以应对各种情况；

8、本发明的碰撞监测单元通过检测航标船体的三轴加速度，将获取的加速度与设定加速度进行比对就可以准确的判断出航标船体是否发生碰撞，整个判断的过程简单且准确；

9、本发明的取证方法包括视频取证和涂料喷射的标记取证，两种取证模式相辅相成，极大程度丰富了取证的手段，便于后续的追踪调查，为航道安全及航道管理者执法提供强有力的数据支撑；

10、本发明在解除预警后，即可将摄像机、涂料喷射模块等耗电设备关闭，可以节约大量能量，使整个系统能够在极低功耗运行较长时间。

本发明的取证系统结构简单，日常功耗极低，能够长时间运行，可以在碰撞发生时进行视频录像和主动标记，能够识别并记录中远距离船舶的靠近过程及碰撞发生现场，多途径取证留存手段，更具有实用性、可行性，能够为航道安全及航道管理者执法提供强有力的数据支撑。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于方位或位置关系，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装置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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本申请提供一种航标碰撞监测取证系统，本申请的取证系统可以主动监测航标船体周围船舶与航标船体的距离，在船舶与航标船体发生碰撞后，开启航标船体上的摄像头对碰撞船舶进行视频记录，并主动向碰撞的船舶喷射涂料做标记，极大程度丰富了碰撞取证留存的手段，方便后续的追踪调查。具体的本身申请的取证系统包括航标船体、距离检测单元、碰撞监测单元、证据留存单元、通信单元和中央控制单元。航标船体是整个航标的主体部分，以上的单元模块都是安装在航标船体上。

距离监测单元用于监测航标船体四周船舶与航标船体的距离，碰撞监测单元用于监测是否有船舶碰撞航标船体，证据留存单元用于在发生碰撞时对碰撞船舶进行主动摄像和标记，通信单元用于将摄像视频数据传输到监控中心，中央控制单元根据距离检测单元、碰撞检测单元的监测信息对证据留存单元和通信单元进行控制。

具体的，距离监测单元监测航标船体周围船舶距离航标船体的距离，当周围有船舶进入到距离航标船体的一定距离内，就可以提前做好准备，当航标船体周围的船舶出现距离和频次满足设定要求后，就可以开启证据留存单元提前对进入到航标船体周围的船舶进行录像，当碰撞监测单元监测到船舶碰撞航标船体后，证据留存单元立即对碰撞的船舶进行主动标记，此时留存的证据有证据留存单元的视频和标记两种，视频数据信息会通过通信单元发送到监控中心，方便调用查阅，船舶上的标记方便后续的追踪调查。中央控制单元接收距离检测单元、碰撞监测单元的监测信息，对监测信息进行处理后，会对证据留存单元和通信单元进行控制。

在本申请的一些实施例中，本实施例对上述的证据留存单元进行了优化，具体的，本实施例的证据留存单元包括涂料喷射模块，涂料喷射模块用于在发生碰撞时向碰撞航标船体的船舶喷射涂料作为标记。

涂料喷射模块包括交流大功率齿轮泵喷射机构及2个步进电机，步进电机可使得喷口在水平和竖直两个方向移动，进而喷射出特定图案或曲线作为碰撞明显特征进行留存，喷射距离可达5m以上。

涂料喷射模块进行有色环保涂料喷涂，单次喷射10～30秒，同一船舶，10分钟内仅喷射1次。

在本申请另外一些实施例中，本实施例对上述的证据留存单元做了进一步的优化，具体的本申请的证据留存单元还包括三个摄像头，，三个摄像头相互之间呈120°夹角分布，三个摄像头固定安装于航标船体上的竖向安装柱上。三个摄像头的高度及角度可根据实际航道环境进行适应性的调整。

在本申请的优选的实施例中，本实施例对上述的距离监测单元进行了优化，具体的距离监测单元包括AIS收发模块和毫米波雷达，AIS收发模块用于在航标船体周围船舶AIS开启情况下基于船舶的AIS信号判断该船舶与航标船体的距离，毫米波雷达用于在船舶AIS关闭情况下识别船舶与航标船体的距离。

AIS收发模块包括AIS收发一体机，当周围船舶装备且开启其自身AIS时，航标船体上的AIS收发一体机可实时接收并解析计算航标船体与船舶当前距离，并将距离发送至中央处理单元，重点监测与航标船体间距2000m(实际应用时，不限于这一数值，可以根据实际航道宽度调整)以内的船舶。当船舶违反航道规定私自关闭自身AIS设备或AIS数据更新率较慢时，可以通过航标船体上的多个毫米波雷达进行距离探测，航标船体上可以设置四组毫米波雷达，分别位于航标船体两侧和前后，这样能够准确获取航标船体四周的船舶的距离，毫米波雷达可监测200m以内的船舶目标。

在本申请的进一步的实施例中，本实施例对上述的碰撞监测单元进行了优化，具体的碰撞监测单元包括加速度传感器，加速度传感器分布于航标船体的四周用于采集航标船体自身三轴加速度。加速度传感器可以检测航标船体的三轴加速度，并将获得的加速度信息传递给中央控制单元，中央控制单元将其与设定加速度进行比对，判断是否出现碰撞。

在本申请的一些实施例中，本实施例对上述的中央控制单元进行了优化，具体的中央控制单元包括预警识别模块和第一控制模块，预警识别模块在航标船体周围第一设定距离(本实施例的第一设定距离为2000m，可以根据实际情况进行调整)内、第一设定时间(可以设定为1min，可以根据实际情况进行调整)内连续N次(可以设定为三次，根据实际情况调整，距离检测单元对周围船舶的距离探测是有一定的频率，比如没10s探测一次)监测到船舶时判断进入到预警状态。第一控制模块在进入到预警状态时控制证据留存单元的摄像头开启进行视频拍摄、在非预警状态且没有发生碰撞时关闭摄像头。此时开启摄像头可以记录船舶靠近航标船体的过程，为证据留存提供更大的支撑。

在本申请的另外一些实施例中，本实施例继续对上述的中央控制单元进行优化，具体的中央控制单元包括碰撞识别模块和第二控制模块，碰撞识别模块在航标船体周围第二设定距离(本实施例的第二设定距离为3m，可以根据实际情况进行调整)内出现船舶且航标船体的加速度超过设定加速度(本实施例的设定加速度为30m/s²，即三倍的重力加速度，可以根据实际情况进行调整)时判断进入到碰撞状态，为避免出现误触发，本实施例在航标船体上安装有多个加速度传感器，在进行碰撞探测时，需要两个以上的加速度传感器监测到的加速度都超过设定加速度时，才会判断出现碰撞情况。

一旦出现碰撞情况，第二控制模块在进入到碰撞状态时控制涂料喷射模块向四周喷射涂料。

在本申请的进一步实施例中，本实施例对上述的中央控制单元进行了优化，具体的中央控制单元还包括预警解除模块和第三控制模块，预警解除模块用于在进入到预警状态后于航标船体周围第三设定距离(本实施例的第三设定距离为1000m，可以根据实际情况进行调整)内、第二设定时间内连续M次(本实施例的M可以为5，可以根据实际情况进行调整)没有监测到船舶时解除预警状态，第三控制模块在解除预警状态后关闭摄像头和涂料喷射模块。即本实施例的摄像头只在预警状态和碰撞状态情况下开启，涂料喷射模块仅在碰撞模块下开启，其他时间保持断电状态，这样能够避免上述模块长期待机消耗能量，可以使整个系统低功耗运行较长时间。

本申请的通信单元支持4G、5G、蓝牙多信道通信，可接收中央控制单元指令，将保存的视频数据远程传输至指定监控中心。蓝牙通信可用于工作人员日常维护，工作人员可通过蓝牙APP软件下发维护指令，以暂停视频监测及取证功能，方便航道工作船靠近航标船体进行日常维护，维护完成驶离后，重新开启取证功能。蓝牙可关闭检测功能，方便日常靠近维护。

还包括电源管理单元，电源管理单元包括蓄电池、太阳能板、直流电源转换模块、大功率直流转220V交流逆变器、开关控制板等级结构，负责为各个单元提供适配的能源及电量循环补给。

本申请还提供一种航标碰撞监测取证方法，包括以下步骤：

S1、识别航标船体四周船舶与航标船体的距离，在距离航标船体第一设定距离内、第一设定时间内连续N次监测到船舶出现后，进入到预警状态，开始对航标船体四周进行视频录像；

S2、在距离航标船体第二设定距离内出现船舶，且航标船体的加速度超过设定加速度时，进入到碰撞状态，开始向四周喷射涂料对碰撞航标船体的船舶做标记；

S3、将获取的视频录像数据传输到监控中心。

在进入到预警状态后，若在距离航标船体第二设定距离内、第二设定时间内连续M次没有监测到船舶出现后，解除预警，不再进行视频录像和涂料喷射。

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 (10)

1.一种航标碰撞监测取证系统，包括航标船体，其特征在于：所述航标船体上设置有，

距离监测单元，所述距离监测单元用于监测航标船体四周船舶与航标船体的距离；

碰撞监测单元，所述碰撞监测单元用于监测是否有船舶碰撞航标船体；

证据留存单元，所述证据留存单元用于在发生碰撞时对碰撞船舶进行主动摄像和标记；

通信单元，所述通信单元用于将摄像视频数据传输到监控中心；

中央控制单元，所述中央控制单元根据距离检测单元、碰撞检测单元的监测信息对证据留存单元和通信单元进行控制。

2.如权利要求1所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述证据留存单元包括，

涂料喷射模块，所述涂料喷射模块用于在发生碰撞时向碰撞航标船体的船舶喷射涂料作为标记。

3.如权利要求2所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述中央控制单元包括，

预警识别模块，所述预警识别模块在航标船体周围第一设定距离内、第一设定时间内连续N次监测到船舶时判断进入到预警状态；

第一控制模块，所述第一控制模块在进入到预警状态时控制证据留存单元的摄像头开启进行视频拍摄、在非预警状态且没有发生碰撞时关闭摄像头。

4.如权利要求3所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述中央控制单元还包括，

碰撞识别模块，所述碰撞识别模块在航标船体周围第二设定距离内出现船舶且航标船体的加速度超过设定加速度时判断进入到碰撞状态；

第二控制模块，所述第二控制模块在进入到碰撞状态时控制涂料喷射模块向四周喷射涂料。

5.如权利要求4所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述中央控制单元还包括，

预警解除模块，所述预警解除模块用于在进入到预警状态后于航标船体周围第三设定距离内、第二设定时间内连续M次没有监测到船舶时解除预警状态；

第三控制模块，所述第三控制模块在解除预警状态后关闭摄像头和涂料喷射模块。

6.如权利要求1所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述证据留存单元包括，

三个摄像头，所述三个摄像头相互之间呈120°夹角分布，三个摄像头固定安装于航标船体上的竖向安装柱上。

7.如权利要求1所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述距离监测单元包括，

AIS收发模块，所述AIS收发模块用于在航标船体周围船舶AIS开启情况下基于船舶的AIS信号判断该船舶与航标船体的距离；

毫米波雷达，所述毫米波雷达用于在船舶AIS关闭情况下识别船舶与航标船体的距离。

8.如权利要求1所述的一种航标碰撞监测取证系统，其特征在于：所述碰撞监测单元包括，

加速度传感器，所述加速度传感器分布于航标船体的四周用于采集航标船体自身三轴加速度。

9.一种航标碰撞监测取证方法，其特征在于：利用如权利要求1～8任一一种航标碰撞监测取证系统进行取证，包括以下步骤：

S1、识别航标船体四周船舶与航标船体的距离，在距离航标船体第一设定距离内、第一设定时间内连续N次监测到船舶出现后，进入到预警状态，开始对航标船体四周进行视频录像；

S2、在距离航标船体第二设定距离内出现船舶，且航标船体的加速度超过设定加速度时，进入到碰撞状态，开始向四周喷射涂料对碰撞航标船体的船舶做标记；

S3、将获取的视频录像数据传输到监控中心。

10.如权利要求9所述的一种航标碰撞监测取证方法，其特征在于：在进入到预警状态后，若在距离航标船体第三设定距离内、第二设定时间内连续M次没有监测到船舶出现后，解除预警，不再进行视频录像和涂料喷射。