CN117192502B - 基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,涉及锚泊船只走锚监测技术领域,包括雷达信息采集模块、服务器、比对分析模块、隐患反馈模块以及提示模块;雷达信息采集模块,采集目标雷达对锚泊船只信息监测时的多项信息,包括通信数据传输信息和目标反馈信息。本发明通过对目标雷达的运行状态进行监测,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性出现异常隐患时,通过锚泊船只走锚监测系统进行智能化感知,并提示相关工作人员及时排查,保证系统准确地监测锚泊船只的位置变化,避免船只发生漂移或走锚但系统未能及时检测和预警的情况发生,降低锚泊船只碰撞、事故等风险。
Description
技术领域
本发明涉及锚泊船只走锚监测技术领域,具体涉及基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统。
背景技术
锚泊船只走锚是指船只在锚泊状态下,由于外部因素的影响,导致其锚位脱离海床,使船只失去固定位置,从而发生漂移或移动的情况。这可能是由于风力、海流、潮汐、海浪等环境因素的变化所引起的。
船只走锚后可能会在水域中漂移,与其他船只、设施或障碍物碰撞,增加事故的风险;走锚的船只可能会堵塞航道,妨碍其他船只的安全通行;走锚可能会导致船只在与其他物体碰撞时受到损坏,造成财产损失。
现有技术大多是在船锚监测区域附近的固定点上加装目标雷达,用于持续扫描监测区域内的锚泊船只,通过雷达检测船只的位置、速度和方向等信息,实时地监测锚泊船只的位置、姿态和漂移情况,以便及时采取措施来防止走锚事件的发生。
现有技术存在以下不足:然而,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性出现异常隐患时,锚泊船只走锚监测系统无法智能化感知,随着目标雷达的继续运行,可能会导致系统无法准确地监测锚泊船只的位置变化,如果船只发生漂移或走锚,但系统未能及时检测和预警,就可能无法及时采取措施来阻止船只继续漂移,增加了碰撞、事故等风险。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是提供基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,本发明通过对目标雷达的运行状态进行监测,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性出现异常隐患时,通过锚泊船只走锚监测系统进行智能化感知,并提示相关工作人员及时排查,保证系统准确地监测锚泊船只的位置变化,避免船只发生漂移或走锚但系统未能及时检测和预警的情况发生,降低锚泊船只碰撞、事故等风险,以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,包括雷达信息采集模块、服务器、比对分析模块、隐患反馈模块以及提示模块;
雷达信息采集模块,采集目标雷达对锚泊船只信息监测时的多项信息,包括通信数据传输信息和目标反馈信息,采集后,将目标雷达对锚泊船只信息监测时的通信数据传输信息和目标反馈信息进行处理后传递至服务器;
服务器,将目标雷达对锚泊船只信息监测时经过处理后的通信数据传输信息和目标反馈信息进行综合分析,生成隐患评估系数,并将隐患评估系数传递至比对分析模块;
比对分析模块,将目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的隐患评估系数与预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对分析,生成高隐患信号或者低隐患信号,并将信号传递至隐患反馈模块;
隐患反馈模块,接收到目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的高隐患信号后,通过服务器获取后续若干个隐患评估系数进行综合分析,生成反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出不同的隐患风险提示。
优选的,目标雷达对锚泊船只信息监测时的通信数据传输信息包括传输时延异常隐匿指数,采集后,雷达信息采集模块将传输时延异常隐匿指数标定为,目标雷达对锚泊船只信息监测时的目标反馈信息包括信号强度变幅指数和频率偏移指数,采集后,雷达信息采集模块将信号强度变幅指数和频率偏移指数分别标定为/>和/>。
优选的,传输时延异常隐匿指数获取的逻辑如下:
A101、获取目标雷达进行数据传输时的最佳传输时延范围,并将最佳传输时延范围标定为;
A102、获取目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的若干个实际传输时延,并将实际传输时延标定为,x表示目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的实际传输时延的编号,x=1、2、3、4、……、m,m为正整数;
A103、将目标雷达进行数据传输时在T时间内获取的不处于最佳传输时延范围之间的实际传输时延重新标定为 />,y表示不处于最佳传输时延范围之间的实际传输时延的编号,y=1、2、3、4、……、n,n为正整数;
A104、计算传输时延异常隐匿指数,计算的表达式为:。
优选的,信号强度变幅指数获取的逻辑如下:
B101、获取目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度,并将实际信号强度标定为,k表示目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的实际信号强度的编号,k=1、2、3、4、……、M,M为正整数;
B102、通过在T时间内获取的若干个实际信号强度计算实际信号强度标准差和实际信号强度平均值,并将实际信号强度标准差和实际信号强度平均值分别标定为和 />,则:/>,其中,/>;
B103、计算信号强度变幅指数,计算的表达式为:,/>表示目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度的变异系数。
优选的,频率偏移指数获取的逻辑如下:
C101、获取目标雷达发射无线电波信号的预期频率,并将预期频率标定为;
C102、获取目标雷达发射无线电波信号时在T时间内不同时刻的实际发射频率,并将实际发射频率标定为 ,p表示目标雷达发射无线电波信号时在T时间内不同时刻的实际发射频率的编号,h=1、2、3、4、……、p,p为正整数;
C103、计算频率偏移指数,计算的表达式为:。
优选的,服务器获取到目标雷达对锚泊船只信息监测时的传输时延异常隐匿指数、信号强度变幅指数/>以及频率偏移指数/>后,建立数据分析模型,生成隐患评估系数/>,依据的公式为:/>,式中, />、 />、 />分别为传输时延异常隐匿指数 />、信号强度变幅指数/>以及频率偏移指数 />的预设比例系数,且 />、/>、/>均大于0。
优选的,比对分析模块将目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的隐患评估系数与预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对分析,若隐患评估系数大于等于隐患评估系数参考阈值,则通过比对模块生成高隐患风险信号,并将信号传递至隐患反馈模块,若隐患评估系数小于隐患评估系数参考阈值,则通过比对模块生成低隐患风险信号,并将信号传递至隐患反馈模块。
优选的,隐患反馈模块接收到目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的高隐患信号后,通过服务器获取后续若干个隐患评估系数建立分析集合,并将分析集合标定为I,则,f表示分析集合内的隐患评估系数的编号,f=1、2、3、4、……、u,u为正整数;
通过分析集合内的若干个隐患评估系数求出隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值,并将隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对,比对分为以下情况:
若隐患评估系数平均值大于等于隐患评估系数参考阈值,则生成一级反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出高隐患风险提示;
若隐患评估系数平均值小于隐患评估系数参考阈值且隐患评估系数标准差大于等于标准差参考阈值,则生成二级反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出不稳定隐患风险提示;
若隐患评估系数平均值小于隐患评估系数参考阈值且隐患评估系数标准差小于标准差参考阈值,则生成三级反馈信号,并将信号传递至提示模块,不通过提示模块发出隐患风险提示。
在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:
本发明通过对目标雷达的运行状态进行监测,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性出现异常隐患时,通过锚泊船只走锚监测系统进行智能化感知,并提示相关工作人员及时排查,保证系统准确地监测锚泊船只的位置变化,避免船只发生漂移或走锚但系统未能及时检测和预警的情况发生,降低锚泊船只碰撞、事故等风险;
本发明中的锚泊船只走锚监测系统在感知到目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性可能存在异常时,对目标雷达进行锚泊船只信息监测的状态进行综合分析,判断目标雷达对锚泊船只信息监测时的运行状态,当目标雷达对锚泊船只信息监测时的状态可能存在异常时,可对目标雷达的隐患进行进一步分析,了解目标雷达的运行状态是较差还是稳定性较差,便于知晓目标雷达运行状态异常的类型,进而便于维护人员对目标雷达进行提前维护,并且便于维护人员对目标雷达进行高效地检修,其次,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性可能存在偶然性的异常隐患时,隐患造成的影响短暂,并不会影响目标雷达对锚泊船只信息的监测,因此,不发出隐患风险提示,通过此方式提高隐患风险提示的准确性,便于目标雷达稳定高效地运行,进而便于目标雷达对锚泊船只信息监测高效地监测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统的模块示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了如图1所示的基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,包括雷达信息采集模块、服务器、比对分析模块、隐患反馈模块以及提示模块;
雷达信息采集模块,采集目标雷达对锚泊船只信息监测时的多项信息,包括通信数据传输信息和目标反馈信息,采集后,将目标雷达对锚泊船只信息监测时的通信数据传输信息和目标反馈信息进行处理后传递至服务器;
目标雷达对锚泊船只信息监测时的通信数据传输信息包括传输时延异常隐匿指数,采集后,雷达信息采集模块将传输时延异常隐匿指数标定为;
基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统中目标雷达进行数据传输的传输时延是指从数据发送端(雷达)发出数据到数据接收端(监测系统)接收并处理数据之间所经历的时间延迟;
基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统中目标雷达传输时延较高时,会导致目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性变差,最终可能影响系统无法准确地监测锚泊船只的位置变化,以下是详细解释:
位置更新滞后:高传输时延意味着从目标雷达发送到监测系统接收的数据需要更长的时间,因此,系统在接收到新数据之前可能会依赖旧的数据来估算目标的位置,这会导致位置更新滞后,系统无法及时捕捉到锚泊船只位置的变化,如果锚泊船只走锚并迅速改变位置,系统可能会错过这些变化;
数据过时:高传输时延会导致数据的时间戳不同步,监测系统可能会处理来自不同时间点的数据,从而使目标的状态信息过时,这可能导致监测系统基于不准确或过时的数据做出错误的决策,例如,将锚泊船只的位置误报为旧位置;
实时决策延迟:传输时延增加会导致监测系统中的实时决策延迟,在需要快速响应的应用中,如紧急情况下的锚泊船只管理,这种延迟可能导致不及时采取必要的行动,从而增加了安全风险;
数据丢失风险:如果传输时延非常高,数据包可能会在传输过程中丢失,这会导致信息的完整性和可用性受损,丢失关键数据可能使监测系统无法正确识别锚泊船只是否走锚或做出准确的位置估算;
传输时延较低通常有利于监测系统的实时性和响应速度,但在某些情况下,过低的传输时延也可能对监测系统造成一些不好的影响,以下是一些可能的不利影响:
网络稳定性问题:过低的传输时延可能对通信网络产生额外压力,可能导致网络稳定性问题,包括数据包丢失或延迟;
误解数据:非常低的传输时延可能导致数据到达监测系统的速度非常快,系统可能无法及时解释和处理这些数据,这可能导致对数据的误解或错误的决策;
频繁的位置更新:过低的传输时延会导致频繁的位置更新,即使目标的位置没有实际变化,这可能会导致监测系统频繁地记录和显示微小的位置变化,从而增加了数据的噪声;
因此,对锚泊船只走锚监测系统中目标雷达进行数据传输的传输时延进行监测,可及时发现目标雷达进行数据传输时延异常可能导致对锚泊船只信息监测不准确性的异常隐患;
传输时延异常隐匿指数获取的逻辑如下:
A101、获取目标雷达进行数据传输时的最佳传输时延范围,并将最佳传输时延范围标定为;
需要说明的是,在实际操作环境中进行现场测试,以评估目标雷达的实际性能,这包括在不同实际应用场景下测试传输时延的影响,例如不同气象条件、距离和目标速度等,测试时,考虑不同传输时延下的性能指标,包括实时性、位置准确性、目标追踪能力和数据处理效率等,综合确定目标雷达进行数据传输时的最佳传输时延范围,目标雷达进行数据传输时的最佳传输时延范围在此不做的限定,可根据实际环境和需求进行调整;
A102、获取目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的若干个实际传输时延,并将实际传输时延标定为,x表示目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的实际传输时延的编号,x=1、2、3、4、……、m,m为正整数;
需要说明的是,使用专业的测量设备,如网络分析仪、示波器和计时器,直接测量从雷达到监测系统的数据传输时延,这是一种准确的方法,可以提供实际的数字数据;
A103、将目标雷达进行数据传输时在T时间内获取的不处于最佳传输时延范围之间的实际传输时延重新标定为/>,y表示不处于最佳传输时延范围之间的实际传输时延的编号,y=1、2、3、4、……、n,n为正整数;
A104、计算传输时延异常隐匿指数,计算的表达式为:;
由传输时延异常隐匿指数的计算表达式可知,目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的传输时延异常隐匿指数的表现值越大,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越大,反之则表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越小;
目标雷达对锚泊船只信息监测时的目标反馈信息包括信号强度变幅指数和频率偏移指数,采集后,雷达信息采集模块将信号强度变幅指数和频率偏移指数分别标定为和 />;
基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统中目标雷达的信号强度指的是雷达系统发射的无线电波信号在传播过程中的强度或功率水平,这个信号强度是用来衡量雷达系统发射的电磁波在到达目标并返回接收天线时的强度;
目标雷达的信号强度在短时间内差异较大可能会对锚泊船只信息监测的准确性产生一定影响,具体影响程度取决于多种因素,以下是详细解释:
距离测量准确性:目标雷达通常使用信号的时间差来测量目标与雷达的距离,如果信号强度在短时间内快速变化,可能会导致距离测量的不稳定性,这可能导致目标的距离估算出现误差,从而影响对锚泊船只位置的精确监测;
目标检测稳定性:信号强度差异大可能导致目标检测的不稳定性,当信号强度剧烈变化时,目标可能在某些时间点被错误地识别为不存在,或者在某些时间点被错误地识别为多个目标,这可能导致漏检或虚警,从而影响监测的可靠性;
多径效应:快速信号强度变化可能与多径传播效应相关,多径效应是信号以不同路径反射到达雷达接收器的现象,这些不同路径上的信号可能具有不同的强度,这可能使目标的位置估算变得复杂,因为不同路径上的信号可能在不同时间到达接收器;
目标分类和特征提取:信号强度差异大可能会影响目标的分类和特征提取,在某些情况下,信号强度的剧烈变化可能导致目标无法准确分类或提取其特征,从而降低监测系统的性能;
因此,对锚泊船只走锚监测系统中目标雷达进行锚泊船只监测时的信号强度进行监测,可及时发现目标雷达的信号强度在短时间内差异较大可能导致对锚泊船只信息监测不准确性的异常隐患;
信号强度变幅指数获取的逻辑如下:
B101、获取目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度,并将实际信号强度标定为,k表示目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的实际信号强度的编号,k=1、2、3、4、……、M,M为正整数;
需要说明的是,信号接收器是专门设计用于接收雷达信号的设备,这些接收器通常具有高灵敏度,并能提供实时信号强度测量;
B102、通过在T时间内获取的若干个实际信号强度计算实际信号强度标准差和实际信号强度平均值,并将实际信号强度标准差和实际信号强度平均值分别标定为和 />,则:/>,其中, />;
B103、计算信号强度变幅指数,计算的表达式为:, />表示目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度的变异系数;
需要说明的是,变异系数的表现值越大,表明目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度的变化幅度越大,反之则表明目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度的变化幅度越小;
由信号强度变幅指数的计算表达式可知,目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的信号强度变幅指数的表现值越大,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越大,反之则表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越小;
基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统中目标雷达的频率偏移指的是雷达发射的无线电波信号的实际频率与预期频率之间的差异,这个频率偏移通常以赫兹(Hz)为单位表示,用于衡量信号频率相对于其标准频率的变化;
目标雷达发射的无线电波信号的实际频率与预期频率之间差异较大可能会导致目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性变差,以下是详细的解释:
多普勒效应影响:目标雷达通常使用多普勒效应来测量目标物体的速度,多普勒效应表明,当目标物体相对于雷达运动时,反射信号的频率会发生变化,频率偏移(差异)较大可能导致多普勒效应的测量不准确,从而影响对锚泊船只速度和方向的准确估算;
距离测量误差:目标雷达通常使用发射信号和接收到的反射信号之间的时间差来测量目标物体的距离,如果信号的实际频率与预期频率之间的差异较大,可能会引起测量误差,因为频率偏移会影响到信号的相位,从而影响时间测量的准确性;
信号处理困难:频率偏移较大可能需要更复杂的信号处理算法,以校正这种频率偏移,从而增加了系统的复杂性,如果信号处理不足够精确或频率偏移太大,可能会导致数据处理的错误;
目标识别问题:高频率偏移可能导致目标雷达无法准确识别目标的特征,因为高频率偏移可能会使目标的回波信号变得模糊或混淆,从而影响目标的识别和分类;
数据精度下降:高频率偏移可能降低测量数据的精度,在需要高精度的应用中,如锚泊船只监测,频率偏移可能会导致测量误差,从而影响对锚泊船只位置和状态的准确估算;
因此,对锚泊船只走锚监测系统中目标雷达进行锚泊船只监测时的发射频率进行监测,可及时发现目标雷达发射的实际频率与预期频率之间差异较大可能导致对锚泊船只信息监测不准确性的异常隐患;
频率偏移指数获取的逻辑如下:
C101、获取目标雷达发射无线电波信号的预期频率,并将预期频率标定为;
需要说明的是,获取目标雷达发射无线电波信号的预期频率最常见的方式是查阅目标雷达的规格和文档,制造商通常会在雷达的技术规格和用户手册中提供有关雷达工作频率的详细信息,包括预期的发射频率;
C102、获取目标雷达发射无线电波信号时在T时间内不同时刻的实际发射频率,并将实际发射频率标定为 ,p表示目标雷达发射无线电波信号时在T时间内不同时刻的实际发射频率的编号,h=1、2、3、4、……、p,p为正整数;
需要说明的是,频谱分析仪是一种专业的仪器,用于测量和显示无线电频谱中的信号,将频谱分析仪连接到雷达的天线或信号输出端口,并监测实时信号频谱,可实时获取雷达发射信号的实际频率以及在不同时刻的变化;
C103、计算频率偏移指数,计算的表达式为: ;
由频率偏移指数的计算表达式可知,目标雷达发射无线电波信号时在T时间内运行时生成的频率偏移指数的表现值越大,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越大,反之则表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越小;
服务器,将目标雷达对锚泊船只信息监测时经过处理后的通信数据传输信息和目标反馈信息进行综合分析,生成隐患评估系数,并将隐患评估系数传递至比对分析模块;
服务器获取到目标雷达对锚泊船只信息监测时的传输时延异常隐匿指数 、信号强度变幅指数/>以及频率偏移指数/>后,建立数据分析模型,生成隐患评估系数/>,依据的公式为:/>,式中,/>、/>、/>分别为传输时延异常隐匿指数 />、信号强度变幅指数/>以及频率偏移指数 />的预设比例系数,且/>、/>、均大于0;
由计算公式可知,目标雷达对锚泊船只信息监测时在T时间内生成的传输时延异常隐匿指数越大、信号强度变幅指数越大、频率偏移指数越大,即目标雷达对锚泊船只信息监测时在T时间内生成的隐患评估系数的表现值越大,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越大,目标雷达对锚泊船只信息监测时在T时间内生成的传输时延异常隐匿指数越小、信号强度变幅指数越小、频率偏移指数越小,即目标雷达对锚泊船只信息监测时在T时间内生成的隐患评估系数 />的表现值越小,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时出现准确性异常的隐患越小;
需要说明的是,上述T时间的选取为一个时间较为短暂的时间段,时间段内的时间在此不做具体的限定,可根据实际情况进行设定,其目的是监测目标雷达对锚泊船只信息监测时在T时间内的情况,从而通过此方式对目标雷达进行锚泊船只信息监测时在不同时段(T时间内)内的运行状态情况进行监测;
比对分析模块,将目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的隐患评估系数与预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对分析,生成高隐患信号或者低隐患信号,并将信号传递至隐患反馈模块;
比对分析模块将目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的隐患评估系数与预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对分析,若隐患评估系数大于等于隐患评估系数参考阈值,则通过比对模块生成高隐患风险信号,并将信号传递至隐患反馈模块,若隐患评估系数小于隐患评估系数参考阈值,则通过比对模块生成低隐患风险信号,并将信号传递至隐患反馈模块;
隐患反馈模块,接收到目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的高隐患信号后,通过服务器获取后续若干个隐患评估系数进行综合分析,生成反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出不同的隐患风险提示;
隐患反馈模块接收到目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的高隐患信号后,通过服务器获取后续若干个隐患评估系数建立分析集合,并将分析集合标定为I,则 ,f表示分析集合内的隐患评估系数的编号,f=1、2、3、4、……、u,u为正整数;
通过分析集合内的若干个隐患评估系数求出隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值(隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值的计算参考上述实际信号强度标准差和实际信号强度平均值,在此不再列举具体的计算公式),并将隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对,比对分为以下情况:
若隐患评估系数平均值大于等于隐患评估系数参考阈值,则生成一级反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出高隐患风险提示,当目标雷达对锚泊船只信息监测时生成一级反馈信号时,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时的运行状态较差,出现准确性异常的隐患较大,需要提前对目标雷达进行维护管理,保证目标雷达对锚泊船只信息进行高效地监测,确保目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性;
若隐患评估系数平均值小于隐患评估系数参考阈值且隐患评估系数标准差大于等于标准差参考阈值,则生成二级反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出不稳定隐患风险提示,当目标雷达对锚泊船只信息监测时生成二级反馈信号时,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时的运行状态稳定性较差,出现准确性异常的隐患同样较大,但是相比于一级反馈信号的隐患风险程度要小,同样需要提前对目标雷达进行维护管理,保证目标雷达对锚泊船只信息进行高效地监测,确保目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性;
若隐患评估系数平均值小于隐患评估系数参考阈值且隐患评估系数标准差小于标准差参考阈值,则生成三级反馈信号,并将信号传递至提示模块,不通过提示模块发出隐患风险提示,当目标雷达对锚泊船只信息监测时生成三级反馈信号时,表明目标雷达对锚泊船只信息监测时的运行状态较好,可能是目标雷达对锚泊船只信息监测时出现了偶然性的异常隐患,隐患造成的影响短暂,并不会影响目标雷达对锚泊船只信息的监测,因此,不发出隐患风险提示,通过此方式提高隐患风险提示的准确性;
本发明通过对目标雷达的运行状态进行监测,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性出现异常隐患时,通过锚泊船只走锚监测系统进行智能化感知,并提示相关工作人员及时排查,保证系统准确地监测锚泊船只的位置变化,避免船只发生漂移或走锚但系统未能及时检测和预警的情况发生,降低锚泊船只碰撞、事故等风险;
本发明中的锚泊船只走锚监测系统在感知到目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性可能存在异常时,对目标雷达进行锚泊船只信息监测的状态进行综合分析,判断目标雷达对锚泊船只信息监测时的运行状态,当目标雷达对锚泊船只信息监测时的状态可能存在异常时,可对目标雷达的隐患进行进一步分析,了解目标雷达的运行状态是较差还是稳定性较差,便于知晓目标雷达运行状态异常的类型,进而便于维护人员对目标雷达进行提前维护,并且便于维护人员对目标雷达进行高效地检修,其次,当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性可能存在偶然性的异常隐患时,隐患造成的影响短暂,并不会影响目标雷达对锚泊船只信息的监测,因此,不发出隐患风险提示,通过此方式提高隐患风险提示的准确性,便于目标雷达稳定高效地运行,进而便于目标雷达对锚泊船只信息监测高效地监测。
当目标雷达对锚泊船只信息监测的准确性出现异常隐患时,锚泊船只走锚监测系统无法智能化感知,随着目标雷达的继续运行,可能会导致系统无法准确地监测锚泊船只的位置变化,如果船只发生漂移或走锚,但系统未能及时检测和预警,就可能无法及时采取措施来阻止船只继续漂移,增加了碰撞、事故等风险
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,其特征在于,包括雷达信息采集模块、服务器、比对分析模块、隐患反馈模块以及提示模块;
雷达信息采集模块,采集目标雷达对锚泊船只信息监测时的多项信息,包括通信数据传输信息和目标反馈信息,采集后,将目标雷达对锚泊船只信息监测时的通信数据传输信息和目标反馈信息进行处理后传递至服务器;
目标雷达对锚泊船只信息监测时的通信数据传输信息包括传输时延异常隐匿指数,采集后,雷达信息采集模块将传输时延异常隐匿指数标定为,目标雷达对锚泊船只信息监测时的目标反馈信息包括信号强度变幅指数和频率偏移指数,采集后,雷达信息采集模块将信号强度变幅指数和频率偏移指数分别标定为/>和/>;
服务器,将目标雷达对锚泊船只信息监测时经过处理后的通信数据传输信息和目标反馈信息进行综合分析,生成隐患评估系数,并将隐患评估系数传递至比对分析模块;
服务器获取到目标雷达对锚泊船只信息监测时的传输时延异常隐匿指数、信号强度变幅指数/>以及频率偏移指数/>后,建立数据分析模型,生成隐患评估系数/>,依据的公式为: />,式中,/>、/>、/>分别为传输时延异常隐匿指数/>、信号强度变幅指数/>以及频率偏移指数/>的预设比例系数,且/>、/>、/>均大于0;
比对分析模块,将目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的隐患评估系数与预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对分析,生成高隐患信号或者低隐患信号,并将信号传递至隐患反馈模块;
隐患反馈模块,接收到目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的高隐患信号后,通过服务器获取后续若干个隐患评估系数进行综合分析,生成反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出不同的隐患风险提示。
2.根据权利要求1所述的基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,其特征在于,传输时延异常隐匿指数获取的逻辑如下:
A101、获取目标雷达进行数据传输时的最佳传输时延范围,并将最佳传输时延范围标定为;
A102、获取目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的若干个实际传输时延,并将实际传输时延标定为,x表示目标雷达进行数据传输时在T时间内生成的实际传输时延的编号,x=1、2、3、4、……、m,m为正整数;
A103、将目标雷达进行数据传输时在T时间内获取的不处于最佳传输时延范围之间的实际传输时延重新标定为/>,y表示不处于最佳传输时延范围之间的实际传输时延的编号,y=1、2、3、4、……、n,n为正整数;
A104、计算传输时延异常隐匿指数,计算的表达式为:。
3.根据权利要求2所述的基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,其特征在于,信号强度变幅指数获取的逻辑如下:
B101、获取目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度,并将实际信号强度标定为,k表示目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的实际信号强度的编号,k=1、2、3、4、……、M,M为正整数;
B102、通过在T时间内获取的若干个实际信号强度计算实际信号强度标准差和实际信号强度平均值,并将实际信号强度标准差和实际信号强度平均值分别标定为和/>,则:,其中,/>;
B103、计算信号强度变幅指数,计算的表达式为:,/>表示目标雷达接收雷达信号过程中在T时间内运行时生成的若干个实际信号强度的变异系数。
4.根据权利要求3所述的基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,其特征在于,频率偏移指数获取的逻辑如下:
C101、获取目标雷达发射无线电波信号的预期频率,并将预期频率标定为;
C102、获取目标雷达发射无线电波信号时在T时间内不同时刻的实际发射频率,并将实际发射频率标定为,p表示目标雷达发射无线电波信号时在T时间内不同时刻的实际发射频率的编号,h=1、2、3、4、……、p,p为正整数;
C103、计算频率偏移指数,计算的表达式为:。
5.根据权利要求4所述的基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,其特征在于,比对分析模块将目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的隐患评估系数与预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对分析,若隐患评估系数大于等于隐患评估系数参考阈值,则通过比对模块生成高隐患风险信号,并将信号传递至隐患反馈模块,若隐患评估系数小于隐患评估系数参考阈值,则通过比对模块生成低隐患风险信号,并将信号传递至隐患反馈模块。
6.根据权利要求5所述的基于目标雷达的锚泊船只走锚监测系统,其特征在于,隐患反馈模块接收到目标雷达对锚泊船只信息监测时生成的高隐患信号后,通过服务器获取后续若干个隐患评估系数建立分析集合,并将分析集合标定为I,则,f表示分析集合内的隐患评估系数的编号,f=1、2、3、4、……、u,u为正整数;
通过分析集合内的若干个隐患评估系数求出隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值,并将隐患评估系数标准差和隐患评估系数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的隐患评估系数参考阈值进行比对,比对分为以下情况:
若隐患评估系数平均值大于等于隐患评估系数参考阈值,则生成一级反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出高隐患风险提示;
若隐患评估系数平均值小于隐患评估系数参考阈值且隐患评估系数标准差大于等于标准差参考阈值,则生成二级反馈信号,并将信号传递至提示模块,通过提示模块发出不稳定隐患风险提示;
若隐患评估系数平均值小于隐患评估系数参考阈值且隐患评估系数标准差小于标准差参考阈值,则生成三级反馈信号,并将信号传递至提示模块,不通过提示模块发出隐患风险提示。
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