專利名稱：一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統，具體來說，是一種利用雷達檢測技術來監視海底光/電纜路由上的船舶動態情況，并通過設置報警范圍和報警條件而達到保護海底光(電)纜的監控管理系統。
背景技術：
每年，在中國海域的海底光纜都會發生較多的阻斷，造成的經濟損失高達數億美元。而累次阻斷的主要原因，都是由于漁船在海纜路由違章拋錨作業造成的，其中 帆張網漁船危害最大。由于國際通信信息網絡依靠海纜等有形設備傳輸信息，而海纜雖然在敷設海底，但也很容易受到各類船舶因拋錨和漁船違章作業而造成損壞，在加大對漁船規范作業的宣傳力度的同時，要加強對海纜經過海區的有效監管，實現海纜路由實時的監控和預防，保證海纜信息安全暢通，同時在出現事故后也要能做到有據可查。目前，保護海纜安全的管理系統主要是基于VHF、單邊帶的巡邏船管理系統。VHF(Very High Frequency,甚高頻)是一種用于船舶之間、船舶與岸上之間利用無線電甚高頻率進行語言通信的設備，通信距離一般可達12海里。單邊帶通信是一種用于船舶與岸上之間的長距離語音通訊設備，在天氣良好的情況下通信距離可達200海里。海纜公司海纜監控中心通過在海纜路由上安排巡邏船來管理違規船只。當巡邏船發現在海纜路由上拋錨或者捕魚作業的違規船只后，使用VHF或靠違規船只要求其停止作業并立即離開海纜路由保護區域。每艘巡邏船在規定時刻把驅趕的船舶資料定時向岸上監控中心進行匯報，監控中心再對匯報數據進行記錄匯總分析，并按照分析結果結合海纜事故頻發地段調整巡邏船的巡邏區域。上述系統存在以下不足之處(1)實時性差監控中心只能通過對巡邏船匯報的資料進行匯總分析后才能了解海纜路由上的違規船只分布情況，無法對違規船只進行實時監控；(2)主動性差監控中心獲知海纜路由安全狀況的唯一途徑是通過巡邏船的匯報，無法主動了解某一區域的具體情況，也無法第一時間對巡邏船進行合理調度；(3)數據缺乏全面性由于巡邏船的數量有限，同一時間只能覆蓋到整個保護區域的一小部分，因此取得的驅趕船舶資料缺乏完整性和全面性；(4)數據精度差由于監控中心獲得的違規船只資料是通過單邊帶語音通訊獲得的，船上工作人員人為獲得數據因人而異，監控中心獲得的數據也存在一定的誤差；(5)無數據管理功能由于監控中心是通過與巡邏船的單邊帶語音通訊獲得的數據，獲得的數據無法進行實時的保存，也無法對數據進行回溯。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種利用雷達技術實現海纜維護的監控管理系統，該系統雷達站點布置合理，可利用雷達檢測技術對雷達覆蓋范圍內的國際海光纜路由海面船舶活動情況實施全天侯覆蓋監控，并利用多種先進的通信技術把多個雷達站聯網組成雷達網絡，實現遠程實時監控海光纜路由船舶動態并自動報警，及時通知現場巡邏船只，從而達到保護國際海光纜安全的高科技管理系統。本實用新型的目的是這樣實現的一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統，包括遠程雷達站、巡邏船、衛星地面站和監控指揮中心，該系統包括雷達探測設備、通信傳輸設備和數據處理設備；所述雷達探測設備包括雷達天饋線設備、雷達收發機設備和雷達數據采集處理設備；所述通信傳輸設備包括衛星傳輸設備和光通信傳輸設備；所述數據處理設備包括網絡交換設備、應用服務器設備、數據庫服務器設備、磁盤陣列和監控終端。其中，所述雷達探測設備配置在海島上和海岸線上。進一步地，配置在海島上的雷達探測設備探測到覆蓋范圍內船舶信息，在遠程雷 達站把雷達數據進行壓縮處理后經過衛星鏈路傳回衛星地面站，再通過光纜傳到監控指揮中心；配置在海岸線上的雷達探測設備探測到覆蓋范圍內船舶信息，在遠程雷達站把雷達數據進行壓縮處理后通過光纜送至監控指揮中心。所述監控指揮中心的數據處理設備對接收到的數據進行處理，依照存儲的數據為訪問的客戶端提供服務。監控指揮中心工作人員對報警信息和船舶數據進行分析處理，再通過單邊帶或衛星電話調度現場的巡邏船對違規船舶進行驅趕和其他處理措施，或到危險區域進行警戒；巡邏船接到驅趕指令后，使用VHF或靠違規船只要求其停止作業并立即離開海纜路由保護區域，驅趕結束后向監控中心進行匯報。本實用新型一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統的工作邏輯為(I)配置在海島上的雷達探測設備探測到覆蓋范圍內船舶信息，在遠程雷達站把雷達數據進行壓縮處理后經過衛星鏈路傳回衛星地面站，再通過光纜傳到監控指揮中心；(2)配置在海岸線上的雷達探測設備探測到覆蓋范圍內船舶信息，在遠程雷達站把雷達數據進行壓縮處理后通過光纜送至監控指揮中心。(3)監控指揮中心的應用服務器對收到的原始視頻、目標報告、特征視頻、雷達狀態等數據進行計算處理；(4)監控中心的數據庫服務器對數據進行處理存儲；(5)監控客戶端軟件訪問應用服務器獲得船舶數據及報警數據；(6)監控人員根據系統提供的數據，使用單邊帶或衛星電話及時調度現場巡邏船對違規船舶進行驅趕，或到重點區域進行警戒。本實用新型由于采用了上述技術方案，與現有技術相比具有以下有益效果監控指揮中心能夠對海纜路由的安全狀況進行宏觀掌控，及時主動地調度巡邏船對違規船舶進行驅趕、或到危險區域進行警戒。本實用新型系統是集雷達監控技術、衛星傳輸技術、光通信技術、Internet技術、數據庫開發、網絡組網、GIS技術和海上船舶調度為一體的，具有船舶動態跟蹤、報警、驅趕、回放等功能的綜合海纜維護監控管理系統。本實用新型一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統具有以下功能(I)船舶動態監控功能可以在監控終端電子海圖平臺上實時顯示各船舶信息(批號、船速、航向、位置等)。(2)定位跟蹤功能對于某艘特定的違規船只，可以進行定位跟蹤。(3)軌跡回放功能實現查看船舶在過去的指定時間內的歷史狀態情況。設定軌跡回放的時間段，回放條件，系統根據設定的回放條件尋找符合條件的記錄，并在電子海圖上進行直觀顯示。回放的速度可以調節，可以暫停回放，亦可以查看任意時間的船舶定位數據和狀態，同時可以對多艘船舶同時進行軌跡回放，以便查看多條船舶在時間上的相互位置關系，便于對各類事件進行分析。(4)自動報警功能一旦船舶駛入預先設定的海纜保護區域，且速度低于設定的閥值，即有聲光警告，提醒監控人員進行處理。界面上的船舶列表中也會顯示該船的詳細信息，當違規船只的航速高于閥值或離開保護區域時，報警自動停止，該船條目也自動從船舶列表中刪除。(5)海纜路由及電子海圖編輯功能當海纜路由和電子海圖在服務器端進行更新后，客戶端軟件會自動下載更新。
通過以下本實用新型的實施例并結合附圖的描述，示出本實用新型的其它優點和特征，該實施例以實例的形式給出，但并不限于此，其中圖I是本實用新型一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統的邏輯框圖。圖2是監控中心數據處理設備的邏輯框圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統是由監控指揮中心、遠程雷達站、巡邏船、衛星地面站四部分組成。建造在海岸邊和海島上的遠程雷達站探測到覆蓋范圍內船舶信息，并分別通過光纜和衛星鏈路傳送至監控指揮中心；監控指揮中心的數據處理設備對接收到的數據進行處理，依照存儲的數據為訪問的客戶端提供服務；監控指揮中心工作人員對報警信息和船舶數據進行分析處理，再通過單邊帶 或衛星電話調度現場的巡邏船對違規船舶進行驅趕和其他處理措施，或到危險區域進行警戒；巡邏船接到驅趕指令后，使用VHF或靠違規船只要求其停止作業并立即離開海纜路由保護區域，驅趕結束后向監控中心進行匯報。該系統處理軟件主要由以下模塊組成(結合圖2所示)( I)控制命令處理模塊控制命令處理模塊完成控制監視終端命令的接收、分析、驗證和提交等功能。控制命令處理模塊通過監聽控制命令端口，在控制監視終端發送控制命令(例如雷達A機開機)后，該模塊會立即從網絡上收到該控制命令，經過命令的分析與處理后，將命令提交給相應的計算機完成命令的實現。(2)雷達視頻處理模塊雷達視頻處理模塊負責對各雷達站傳送過來的雷達視頻信息進行預處理，統一所有雷達站的視頻信息格式，并將該信息發送到各控制監視終端顯示。( 3 )數據解壓縮處理模塊由于衛星鏈路的帶寬限制，在遠程雷達站對數據進行壓縮處理以達到實時收發的效果。該模塊就是數據解壓縮的實現部分。另外，對數據的壓縮也有效的保證了網絡鏈路上數據的安全。(4)目標報告處理模塊目標報告來自不同的雷達站，其數據格式、坐標系統也不一樣。為了便于數據的記錄以及監控終端的顯示，該模塊可完成數據的歸一化處理。數據在完成歸一化處理后將發送給相應的其他處理模塊。( 5 )程序異常檢測模塊系統工作于網絡環境中，控制的設備眾多，既涉及廣域網也涉及局域網，所以，對 整個系統的狀態、程序的異常檢測極為重要。該模塊實現了程序的異常檢測。當遠端雷達站、監控中心數據庫服務器發生故障時，該模塊會立即發現并以警告信息的形式發送給控制監視終端供操作員處理。(6)雷達狀態信息處理模塊整個系統工作于網絡模式，雷達站位于遠端，其控制、數據的采集都通過網絡遠程實現。所以，對設備實時狀態的處理和顯示是系統的關鍵。該模塊實現了設備狀態的實時處理，并提供給監控終端顯示和狀態數據的實時記錄。這樣，當系統出現故障時，操作員會立即知道。當對故障的歷史進行分析時，該模塊也提供了有效的保障。(7)海圖模塊通過數據庫操作模塊從數據庫中讀取電子海圖信息，并顯示在界面上，向用戶提供一個直觀的地理信息。當用戶修改海圖后(如設置報警區、跟蹤區等)，調用數據庫操作模塊將保存后的電子海圖存入數據庫。海圖模塊可通過縮放操作向用戶提供相應縮放比例的海圖信息，并可根據用戶的設置顯示指定的海圖圖層。( 8 )其他信息顯示模塊向用戶提供附加的信息，用戶可通過相應的對話框，如用戶管理、顯示氣象記錄、緝私艇管理、通訊錄、數據存儲策略等進行操作。(9)回放模塊向用戶提供歷史信息。用戶可通過設置回放時間段再現歷史信息，該信息包括目標報告、原始視頻、系統狀態、海圖區域信息。在回放中用戶可滑動時間塊回放所關注時間段的息。( 10)數據庫操作模塊數據庫操作模塊使用數據庫應用程序接口(API)，使用SQL語句對數據庫進行操作，提供了與SQL Server關系數據庫的程序接口。各模塊可通過數據庫操作模塊編程，可讀取存儲相應的數據，并可通過SQL語句對數據庫進行維護。
權利要求1.一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統，其特征在于包括遠程雷達站、巡邏船、衛星地面站和監控指揮中心，該系統包括雷達探測設備、通信傳輸設備和數據處理設備； 所述雷達探測設備用于探測覆蓋范圍內的船舶信息并收集至所述遠程雷達站，包括雷達天饋線設備、雷達收發機設備和雷達數據采集處理設備；所述通信傳輸設備包括衛星傳輸設備和光通信傳輸設備；所述數據處理設備包括網絡交換設備、應用服務器設備、數據庫服務器設備、磁盤陣列和監控終端； 所述監控指揮中心通過光纜或衛星鏈路與遠程雷達站連接，所述衛星地面站與監控指揮中心通過光纜連接，所述監控指揮中心通過單邊帶或衛星電話調度巡邏船。
2.如權利要求I所述的系統，其特征在于所述雷達探測設備配置在海島上和海岸線上。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于收集配置在海島上的雷達探測設備探測到的船舶信息的遠程雷達站通過衛星鏈路與所述監控指揮中心連接。
4.如權利要求2所述的系統，其特征在于收集配置在海岸線上的雷達探測設備探測到的船舶信息的遠程雷達站通過光纜與所述監控指揮中心連接。
專利摘要本實用新型涉及一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統。一種利用雷達技術實現海纜維護的監控與管理系統，包括遠程雷達站、巡邏船、衛星地面站和監控指揮中心，該系統包括雷達探測設備、通信傳輸設備和數據處理設備；所述雷達探測設備包括雷達天饋線設備、雷達收發機設備和雷達數據采集處理設備；所述通信傳輸設備包括衛星傳輸設備和光通信傳輸設備；所述數據處理設備包括網絡交換設備、應用服務器設備、數據庫服務器設備、磁盤陣列和監控終端。監控指揮中心能夠對海纜路由的安全狀況進行宏觀掌控，及時主動地調度巡邏船對違規船舶進行驅趕、或到危險區域進行警戒。
文檔編號H04L29/08GK202795769SQ20122014643
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者江偉, 陳江峰, 楊衛華, 張喆 申請人:中國海底電纜建設有限公司