一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，包括航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)、岸基信息處理子系統(tǒng)、北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)和AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)；所述航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)與岸基信息處理子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過AIS基站鏈路進(jìn)行通訊。本發(fā)明專利技術(shù)的岸基信息處理中心能夠及時(shí)判斷接收的能見度信息是否異常，并通過對(duì)能見度告警級(jí)別、告警方式、發(fā)送方式設(shè)置，及時(shí)提醒船舶即將或已經(jīng)進(jìn)入霧區(qū)，提升船舶霧航能力，減少應(yīng)霧引起的航班延誤造成的經(jīng)濟(jì)損失，預(yù)防應(yīng)霧引起的海上突發(fā)事故的發(fā)生。

Navigation safety augmentation system for navigation of ship in harbor

The invention discloses a ship navigation safety in fog in the port navigation augmentation system, including navigation information acquisition and transmission subsystem, information processing subsystem, the Beidou based ship application subsystem and AIS ship application subsystem; the navigation information acquisition and transmission subsystem and shore based information processing subsystem through Beidou satellite link communication between the base information processing subsystem and application subsystem of Beidou shipborne communication through Beidou satellite link between the shore based information processing subsystem and AIS ship application subsystem communicate through AIS base station link. Shore based information processing center of the invention can be used to judge the visibility information received is abnormal, and by setting the alarm level, visibility alarm mode transmission mode, a timely reminder of the vessel is to be or has entered the fog area, enhance the ability of navigation in fog, fog should reduce caused by flight delays caused economic losses, prevention should be the occurrence of fog the sea accident.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種船舶霧航系統(tǒng)，尤其涉及一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在港口水域，一旦能見度下降到一定程度，船舶交通管理系統(tǒng)(VTS)中心就會(huì)發(fā)出停航通知，引導(dǎo)船舶就近拋錨避霧。港口因能見度不良導(dǎo)致大型船舶停航或滯航，影響港口生產(chǎn)，也給水上交通安全監(jiān)管帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著通信和導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，船舶通過配備GPS定位儀、ARPA雷達(dá)、甚高頻(VHF)通信、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)等設(shè)備，結(jié)合岸基航海保障系統(tǒng)和VTS助航服務(wù)，提高了船舶在能見度不良水域航行時(shí)的安全性。但是，港口內(nèi)的霧不僅具有突發(fā)性，而且在港口的分布也不規(guī)律，例如，有時(shí)錨地的能見度為2海里，而港區(qū)里視線不足0.5海里，這將導(dǎo)致駕駛員或值班員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)船舶即將或已經(jīng)進(jìn)入霧區(qū)，進(jìn)而影響船舶霧航安全。目前主要的應(yīng)對(duì)措施就是通過駕駛員或值班員瞭望，看是否會(huì)有明顯的現(xiàn)象表明能見度不良，如白天時(shí)水天線會(huì)變模糊或變近、夜晚時(shí)航行燈周圍會(huì)出現(xiàn)明顯的“毛狀物”等情況。然而由于駕駛員或值班員長時(shí)間處于這種瞭望狀態(tài)，容易疲憊，注意力、判斷力、決策能力下降，出現(xiàn)僥幸心理，難以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠及時(shí)判斷接收的能見度信息是否異常和及時(shí)掌握港口航道內(nèi)能見度狀態(tài)，提升船舶霧航能力，減少應(yīng)霧引起的航班延誤造成的經(jīng)濟(jì)損失，預(yù)防應(yīng)霧引起的海上突發(fā)事故的發(fā)生。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，包括航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)：通過在海上航標(biāo)上安裝能見度儀來采集港口航道的能見度信息，通過在海上航標(biāo)上安裝北斗通訊設(shè)備來采集港口觀測位置，將港口觀測位置及其所在位置的能見度信息打包成可供岸基信息處理子系統(tǒng)接收的北斗短報(bào)文，并經(jīng)北斗衛(wèi)星向岸基信息處理子系統(tǒng)傳輸；岸基信息處理子系統(tǒng)：接收航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星發(fā)送的北斗短報(bào)文，經(jīng)過處理分別打包成可供北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)接收的北斗短報(bào)文和可供AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)接收的AIS報(bào)文，并經(jīng)北斗衛(wèi)星和AIS基站分別向各應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)；北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)：接收岸基信息處理子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的北斗消息，并經(jīng)過處理將觀測位置及其所在位置的能見度信息顯示和告警；AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)：接收岸基信息處理子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的AIS消息，并經(jīng)過處理將觀測位置及其所在位置的能見度信息顯示和告警；所述航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)與岸基信息處理子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過AIS基站鏈路進(jìn)行通訊。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)包括：能見度傳感器：采用前向散射型能見度儀，所述前向散射型能見度儀安裝在海上航標(biāo)平臺(tái)上；能見度參數(shù)采集與配置模塊：按照設(shè)定的工作時(shí)序，自動(dòng)采集、處理能見度觀測數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)通過北斗通訊模塊實(shí)時(shí)發(fā)送到岸基信息處理子系統(tǒng)；航標(biāo)參數(shù)采集與配置模塊：根據(jù)能見度參數(shù)采集與配置模塊采集結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，自動(dòng)采集、處理用于采集能見度觀測的時(shí)間及位置數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)通過北斗通訊模塊實(shí)時(shí)發(fā)送到岸基信息處理子系統(tǒng)；北斗通訊模塊：為能見度參數(shù)采集與配置模塊和航標(biāo)參數(shù)采集與配置模塊提供統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，并將采集到的能見度參數(shù)和航標(biāo)參數(shù)匯總后通過北斗短報(bào)文實(shí)時(shí)發(fā)送到岸基信息處理子系統(tǒng)。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述岸基信息處理子系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)接收模塊：用于接收航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星發(fā)送的北斗短報(bào)文；第一數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊：根據(jù)數(shù)據(jù)接收模塊接收的北斗短報(bào)文，按照規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行解析并生成能見度觀測數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行存儲(chǔ)；告警決策模塊：根據(jù)第一數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊解析和存儲(chǔ)的觀測位置和能見度值進(jìn)行異常判斷和能見度狀態(tài)判斷并將能見度狀態(tài)分等級(jí)告警；當(dāng)觀測位置和能見度值異常時(shí)，發(fā)送異常告警指令并停止能見度狀態(tài)的判斷進(jìn)行維護(hù)處理；若無異?；蛴挟惓５S護(hù)處理后則根據(jù)能見度值判斷能見度狀態(tài)，當(dāng)觀測的能見度值小于給定的值時(shí)，發(fā)送狀態(tài)告警指令；數(shù)據(jù)分發(fā)模塊：將第一數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊解析和存儲(chǔ)的能見度觀測數(shù)據(jù)和告警決策模塊的告警指令匯總打包成能見度觀測告警數(shù)據(jù)，并向第一電子海圖模塊、北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)和AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)分發(fā)能見度觀測數(shù)據(jù)和告警信息；第一電子海圖模塊：用于顯示能見度觀測數(shù)據(jù)和發(fā)出告警信息；遠(yuǎn)程配置模塊：用于對(duì)航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，包括能見度參數(shù)采樣間隔、采樣時(shí)間、觀測時(shí)次、處理方式、能見度精度、航標(biāo)參數(shù)采集日期、航標(biāo)參數(shù)采集時(shí)間、航標(biāo)編號(hào)、經(jīng)緯度及方位參數(shù)。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述告警決策模塊的告警類別包括：異常告警和狀態(tài)告警，告警方式包括聲音告警和文字提示；所述異常告警根據(jù)觀測位置和能見度值及觀測位置曲線圖和能見度值曲線圖進(jìn)行綜合判斷觀測位置及能見度值是否異常，所述異常告警包括：觀測位置偏移、能見度值有數(shù)據(jù)但數(shù)據(jù)偏大或偏小、能見度值數(shù)據(jù)波動(dòng)超出預(yù)設(shè)閥值或有跳變現(xiàn)象及能見度值數(shù)據(jù)不變；所述狀態(tài)告警根據(jù)能見度值判斷能見度狀態(tài)并將能見度狀態(tài)分等級(jí)告警，告警內(nèi)容包括告警等級(jí)、能見度值和能見度狀態(tài)，所述能見度狀態(tài)包括能見度優(yōu)良、能見度中等、能見度不良、和能見度低劣狀態(tài)，所述能見度低劣狀態(tài)分為0級(jí)、1級(jí)和2級(jí)三個(gè)告警級(jí)別，所述能見度不良狀態(tài)分為3級(jí)和4級(jí)兩個(gè)告警級(jí)別，所述能見度中等分為5級(jí)和6級(jí)兩個(gè)告警級(jí)別。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊按船舶是北斗船舶或AIS船舶兩類分別發(fā)送數(shù)據(jù)，并采用分區(qū)域或者分組的方式向相關(guān)船舶分別發(fā)送數(shù)據(jù)。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊通過標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口向岸基信息處理子系統(tǒng)的電子海圖模塊發(fā)送能見度觀測數(shù)據(jù)和告警信息；所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊通過北斗通訊模塊經(jīng)北斗衛(wèi)星以北斗短報(bào)文的方式向北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)的北斗船舶發(fā)送能見度觀測數(shù)據(jù)和告警信息；所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口連接AIS基站以AIS報(bào)文消息6或12尋址的方式發(fā)送能見度觀測數(shù)據(jù)和告警信息，或者所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口連接AIS基站以AIS報(bào)文消息8或14廣播的方式向AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)的AIS船舶發(fā)送能見度觀測數(shù)據(jù)和告警信息。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述第一電子海圖模塊通過點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕采用列表的形式顯示能見度觀測數(shù)據(jù)。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述第一電子海圖模塊通過點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕在電子海圖上顯示一個(gè)圓，圓心為觀測位置，半徑為能見度值。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)包括：北斗數(shù)據(jù)接收模塊：用于接收岸基信息處理子系統(tǒng)通過北斗通訊模塊經(jīng)北斗衛(wèi)星發(fā)送的北斗短報(bào)文；第二數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊：根據(jù)北斗數(shù)據(jù)接收模塊接收的北斗短報(bào)文，按照規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行解析并生成能見度觀測告警數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行存儲(chǔ)；第二電子海圖模塊：根據(jù)第二數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊解析和存儲(chǔ)的能見度觀測告警數(shù)據(jù)，用于顯示能見度觀測數(shù)據(jù)和發(fā)出告警信息。上述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，包括：航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)：通過在海上航標(biāo)上安裝能見度儀來采集港口航道的能見度信息，通過在海上航標(biāo)上安裝北斗通訊設(shè)備來采集港口觀測位置，將港口觀測位置及其所在位置的能見度信息打包成可供岸基信息處理子系統(tǒng)接收的北斗短報(bào)文，并經(jīng)北斗衛(wèi)星向岸基信息處理子系統(tǒng)傳輸；岸基信息處理子系統(tǒng)：接收航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星發(fā)送的北斗短報(bào)文，經(jīng)過處理分別打包成可供北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)接收的北斗短報(bào)文和可供AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)接收的AIS報(bào)文，并經(jīng)北斗衛(wèi)星和AIS基站分別向各應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)；北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)：接收岸基信息處理子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的北斗消息，并經(jīng)過處理將觀測位置及其所在位置的能見度信息顯示和告警；AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)：接收岸基信息處理子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的AIS消息，并經(jīng)過處理將觀測位置及其所在位置的能見度信息顯示和告警；所述航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)與岸基信息處理子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過AIS基站鏈路進(jìn)行通訊。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，包括：航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)：通過在海上航標(biāo)上安裝能見度儀來采集港口航道的能見度信息，通過在海上航標(biāo)上安裝北斗通訊設(shè)備來采集港口觀測位置，將港口觀測位置及其所在位置的能見度信息打包成可供岸基信息處理子系統(tǒng)接收的北斗短報(bào)文，并經(jīng)北斗衛(wèi)星向岸基信息處理子系統(tǒng)傳輸；岸基信息處理子系統(tǒng)：接收航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星發(fā)送的北斗短報(bào)文，經(jīng)過處理分別打包成可供北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)接收的北斗短報(bào)文和可供AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)接收的AIS報(bào)文，并經(jīng)北斗衛(wèi)星和AIS基站分別向各應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)；北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)：接收岸基信息處理子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的北斗消息，并經(jīng)過處理將觀測位置及其所在位置的能見度信息顯示和告警；AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)：接收岸基信息處理子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的AIS消息，并經(jīng)過處理將觀測位置及其所在位置的能見度信息顯示和告警；所述航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)與岸基信息處理子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過北斗衛(wèi)星鏈路進(jìn)行通訊，所述岸基信息處理子系統(tǒng)與AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)之間通過AIS基站鏈路進(jìn)行通訊。2.如權(quán)利要求1所述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，所述航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)包括：能見度傳感器：采用前向散射型能見度儀，所述前向散射型能見度儀安裝在海上航標(biāo)平臺(tái)上；能見度參數(shù)采集與配置模塊：按照設(shè)定的工作時(shí)序，自動(dòng)采集、處理能見度觀測數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)通過北斗通訊模塊實(shí)時(shí)發(fā)送到岸基信息處理子系統(tǒng)；航標(biāo)參數(shù)采集與配置模塊：根據(jù)能見度參數(shù)采集與配置模塊采集結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，自動(dòng)采集、處理用于采集能見度觀測的時(shí)間及位置數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)通過北斗通訊模塊實(shí)時(shí)發(fā)送到岸基信息處理子系統(tǒng)；北斗通訊模塊：為能見度參數(shù)采集與配置模塊和航標(biāo)參數(shù)采集與配置模塊提供統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，并將采集到的能見度參數(shù)和航標(biāo)參數(shù)匯總后通過北斗短報(bào)文實(shí)時(shí)發(fā)送到岸基信息處理子系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求1所述的港口內(nèi)船舶霧航安全航行增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，所述岸基信息處理子系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)接收模塊：用于接收航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)經(jīng)北斗衛(wèi)星發(fā)送的北斗短報(bào)文；第一數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊：根據(jù)數(shù)據(jù)接收模塊接收的北斗短報(bào)文，按照規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行解析并生成能見度觀測數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行存儲(chǔ)；告警決策模塊：根據(jù)第一數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊解析和存儲(chǔ)的觀測位置和能見度值進(jìn)行異常判斷和能見度狀態(tài)判斷并將能見度狀態(tài)分等級(jí)告警；當(dāng)觀測位置和能見度值異常時(shí)，發(fā)送異常告警指令并停止能見度狀態(tài)的判斷進(jìn)行維護(hù)處理；若無異常或有異常但維護(hù)處理后則根據(jù)能見度值判斷能見度狀態(tài)，當(dāng)觀測的能見度值小于給定的值時(shí)，發(fā)送狀態(tài)告警指令；數(shù)據(jù)分發(fā)模塊：將第一數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)模塊解析和存儲(chǔ)的能見度觀測數(shù)據(jù)和告警決策模塊的告警指令匯總打包成能見度觀測告警數(shù)據(jù)，并向第一電子海圖模塊、北斗船載應(yīng)用子系統(tǒng)和AIS船載應(yīng)用子系統(tǒng)分發(fā)能見度觀測數(shù)據(jù)和告警信息；第一電子海圖模塊：用于顯示能見度觀測數(shù)據(jù)和發(fā)出告警信息；遠(yuǎn)程配置模塊：用于對(duì)航標(biāo)信息采集與傳輸子系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，包括能見度參數(shù)采樣間隔、采樣時(shí)間、觀測時(shí)次、處理方式、...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張國興，陳滌非，王南南，彭樹林，宋煒，吳巖，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海埃威航空電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31