一種智慧航標的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智慧航標，具體涉及大數據領域、船舶安全領域，其基于船舶安全領域數學模型、船舶碰撞風險計算模型、船舶擱淺風險計算模型和船舶傾覆風險計算模型而建立。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著船舶自動識別系統的發展和信息技術的不斷提升，目前已建立相當數量的存儲海量AIS(Automatic Identificat1n System，船舶自動識別系統)數據的數據庫。由于目前針對海量AIS數據的研究也越來越多，因此根據這些研究成果所建立的各種模型可服務于船舶管理。
[0003]近年來隨著e-Navigat1n(電子航海)概念的提出，對海上服務提出了新的要求。而現有技術中所使用的傳統航標，由于功能簡單，并不能滿足各種新的需求。
[0004]因此，目前亟需提出一種新型智慧航標，需要針對電子航海海上服務集(MSP)在我國的具體應用，不僅利用現有的研究成果，并且符合中國現階段的發展實際。同時，該智慧航標提供現場信息服務，能夠自動識別周圍的違章遇險船舶，并及時將預警信息發送給目標船舶，使其起到一個海上智能VTS(Vessel Traffic System，船舶交通管理)的作用，輔助案臺進行現場海上交通管理，同時提高案臺VTS船舶碰撞風險識別成功率，降低虛警率。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種智慧航標，可以有效減輕VTS的壓力，在岸臺控制中心通信不暢的環境下，可自主承擔現場水文環境信息服務;特別在惡劣海況的情況下，能為現場船舶提示交通風險，對提高海上交通安全具有重要作用，并且可以有效提高VTS交通組織服務的效率。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種智慧航標，其包含:航標通信系統;航標監控系統，其通過航標通信系統與岸臺控制中心通信連接，采集并監測該智慧航標周圍的水文環境信息和航行船舶信息，通過航標通信系統將水文環境信息和航行船舶信息傳輸至岸臺控制中心;航標智能系統，其與所述的航標監控系統通信連接，并通過航標通信系統與岸臺控制中心通信連接，根據航標監控系統采集到的信息并結合歷史信息，動態建立交通流模型，自動識別周圍的違章船舶和遇險船舶，為周圍船舶提供海上信息服務，承擔船舶航行的現場交通指揮;岸臺控制中心對當前接收到的水文環境信息、航行船舶信息進行處理、存儲，通過航標通信系統對智慧航標實施遠程控制，智能管理。
[0007]所述的航標通信系統包含:VHF/AIS通信接口，GSM/GPRS通信接口，北斗短報文通信接口。
[0008]所述的航標監控系統包含:傳感器信息采集模塊，其與所述的航標智能系統通信連接，采集該智慧航標周圍的水文環境信息，并將其傳輸至航標智能系統;AIS信息采集模塊，其通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標周圍的航行船舶通信連接，并與所述的航標智能系統通信連接，接收各航行船舶發送的AIS信息，并發送至航標智能系統，以對其進行實時監控;航標信息采集模塊，其與所述的航標智能系統通信連接，監控智慧航標的航標位置，當航標信息采集模塊監控發現智慧航標發生航標移位時，其向航標智能系統發出移位警生口 ο
[0009]所述的航標智能系統包含:海上信息服務模塊，其分別與所述的傳感器信息采集模塊、航標信息采集模塊通信連接，并通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標周圍的航行船舶通信連接，通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接;該海上信息服務模塊接收智慧航標周圍的水文環境信息和航標移位警告，并通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口傳輸至岸臺控制中心；并且，該海上信息服務模塊通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口接收由岸臺控制中心發送的天氣預報信息，航標智能系統分析該智慧航標周圍船舶的航行動態和航行風險，并通過VHF/AIS通信接口傳輸至智慧航標周圍的航行船舶，進行船舶航行的交通指揮，并對遇險船舶進行預警提醒。
[0010]所述的航標智能系統還包含:船舶違章識別模塊，其與所述的AIS信息采集模塊通信連接，通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標周圍的航行船舶通信連接，并且通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接，航標智能系統通過船舶違章識別模塊識別該智慧航標周圍的航行船舶中的違章船舶，并通過VHF/AIS通信接口向違章船舶發出違章警告，同時通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口將違章船舶信息發送至岸臺控制中心;船舶遇險識別模塊，其與所述的AIS信息采集模塊通信連接，通過VHF/AIS通信接口與該智慧航標周圍的航行船舶通信連接，并且通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接，航標智能系統通過船舶遇險識別模塊識別該智慧航標周圍的航行船舶中的遇險船舶，并通過VHF/AIS通信接口向遇險船舶發出風險提醒，同時通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口將遇險船舶信息發送至岸臺控制中心。
[0011]所述的航標智能系統還包含:信息存儲模塊，其分別與所述的海上信息服務模塊、AIS信息采集模塊通信連接，用于存儲該智慧航標周圍的水文環境信息以及各航行船舶發送的AlS信息;航標遠程維護模塊，其通過GSM/GPRS通信接口或北斗短報文通信接口與岸臺控制中心通信連接，實現遠程對智慧航標的在線升級、參數更新設置。
[0012]所述的智慧航標還包含人機交互模塊，其與所述的海上信息服務模塊通信連接，通過該海上信息服務模塊供工作人員查詢該智慧航標的信息存儲模塊中所存儲的信息，設置或修改該智慧航標的參數，完成現場對該智慧航標的升級，并供該智慧航標周圍的航行船舶查詢當前坐標以及水文環境和氣象信息。
[0013]所述的智慧航標由蓄電池組和太陽能板供電。
[0014]綜上所述，本發明所提供的智慧航標，可以有效減輕VTS的壓力，在岸臺控制中心通信不暢的環境下，可自主承擔現場水文環境信息服務;特別在惡劣海況的情況下，能為現場船舶提示交通風險，對提高海上交通安全具有重要作用;并且可以有效提高VTS交通組織服務的效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明中的智慧航標的工作原理圖；
圖2為本發明中的智慧航標的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合圖1?圖2，詳細說明本發明的一個優選實施例。
[0017]如圖1和圖2所示，為本發明提供的智慧航標10，其包含:航標通信系統3;航標監控系統2，其通過航標通信系統3與岸臺控制中心20通信連接，采集并監測該智慧航標10周圍的水文環境信息和航行船舶信息，并通過航標通信系統3將航行船舶信息傳輸至岸臺控制中心20;航標智能系統I，其與所述的航標監控系統2通信連接，并通過航標通信系統3與岸臺控制中心20通信連接，根據航標監控系統2采集到的信息并結合歷史信息，動態建立交通流模型，自動識別周圍的違章船舶和遇險船舶，為周圍船舶提供海上信息服務，承擔船舶航行的現場交通指揮;岸臺控制中心20對當前接收到的水文環境信息、航行船舶信息進行處理、存儲，通過航標通信系統對智慧航標實施遠程控制，智能管理。
[0018]所述的航標通信系統3 包含:VHF/AIS(Very High Frequency/ AutomaticIdentificat1n System，甚高頻/船舶自動識別)通信接口/31 ,GSM/GPRS(Global Systemfor Mobile Communicat1ns/General Packet Rad1 Service，全球移動通信系統/通用分組無線服務)通信接口 32，北斗短報文通信接口 33。
[0019]所述的航標監控系統2包含:傳感器信息采集模塊21，其與所述的航標智能系統I通信連接，采集該智慧航標10周圍的水文環境信息，包括風、流、浪、水深、水溫等信息，并將其傳輸至航標智能系統I; Al S信息采集模塊22，其通過VHF/AIS通信接口 31與該智慧航標1周圍的航行船舶通信連接，并與所述的航標智能系統I通信連接，接收各航行船舶發送的AIS信息，并發送至航標智能系統I，以對其進行實時監控;航標信息采集模塊23，其與所述的航標智能系統I通信連接，監控智慧航標10的航標位置，當航標信息采集模塊23監控發現智慧航標10發生航標移位時，其向航標智能系統I發出移位警告。
[0020]所述的航標智能系統I包含:海上信息服務模塊11，其分別與所述的傳感器信息采集模塊21、航標信息采集模塊23通信連接，并通過VHF/AI S通信接口 31與該智慧航標10周圍的航行船舶通信連接，通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33與岸臺控制中心20通信連接;該海上信息服務模塊11接收智慧航標10周圍的水文環境信息和航標移位警告，并通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33傳輸至岸臺控制中心20，其中岸臺控制中心20定時收到的水文環境信息可作為航運大數據收集，應用于數據挖掘，而岸臺控制中心20—旦收到航標移位警告，則會通知相關工作人員前去處理智慧航標10的移位情況;并且，該海上信息服務模塊11通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33接收由岸臺控制中心20發送的控制信息和天氣預報信息，航標智能系統通過接收到的各種信息動態分析該智慧航標10周圍的船舶的航行動態和航行風險，并通過VHF/AIS通信接口 31傳輸至智慧航標10周圍的航行船舶，輔助進行船舶航行的交通指揮，并對處于危險邊緣或危險中的船舶進行預警提醒。
[0021]所述的航標智能系統I還包含:船舶違章識別模塊14，其與所述的AIS信息采集模塊22通信連接，通過VHF/AIS通信接口 31與該智慧航標10周圍的航行船舶通信連接，并且通過GSM/GPRS通信接口 32或北斗短報文通信接口 33與岸臺控制中心20通信連接，航標智能系統通過船舶違章識別模塊識別該智慧航標10周圍的航行船舶中的違章船舶，并通過VHF/AIS通信接口 31向違章船舶發出違章警告，同