[发明专利]内河船舶吃水自动监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于自动测量技术范畴，具体涉及一种基于带高精度云台的毫米波雷达(激光)传感器与视频分析的内河船舶吃水自动监测系统及方法。

背景技术

实际船舶干舷高度一般是指沿舷侧自水线面量至上层连续甲板(干舷甲板)边线的垂直距离；实际船舶吃水深度一般是指沿舷侧自水线面量至船舶底部最低点的垂直距离。长江干线航道近些年来“超载”、“超吃水”现象较为严重，形势不容乐观。

船舶“超载”直接威胁水上交通安全，已成为水上交通安全的“头号杀手”。超载后导致船舶重心上升稳性下降，其控速性能和回转性能变差。在船舶靠、离码头，掉头或航行中与其他船舶、设施相遇时，若驾驶员操作不当，极易发生碰撞、触碰事故，尤其是内河运输船舶超载后，其干舷部分大半没入水中，只剩船头和驾驶台(室)露出水面，有人戏称“潜水艇”。有时风浪稍大或大船经过，也会发生“浪沉”事故。如果发生碰撞，则必然导致沉船事故发生。这些都对广大船员的人身和财产安全造成严重的威胁，直接影响经济发展和社会稳定。

船舶“超吃水”极易在浅、险、弯、窄航道内造成搁浅及发生其他水上交通事故，搁浅后将改变船舶周围水流的流速、流向、流态，加之处于浅、窄、弯曲河段，使航道内泥沙淤积、束窄航槽、河床不正常地演变等一系列连锁式破坏，不仅恶化航道条件，影响其他船舶的安全航行，同时造成自身巨额经济损失。该现象出现的主要原因是少数船舶为了经济效益，在吃水远远超过所经航段水深而不采取减载措施的情况下，任然冒险航行；客观条件上，枯水期长江中游航道条件差，富余水深不多。

目前治理“超载”、“超吃水”主要靠海事部门在船舶签证时，严查船舶证书，核对船舶干舷高度、吃水深度；同时，加强现场巡航、巡查力度，并强化安全宣传。这种治理方式海事部门投入了巨大的人力、物力、财力，无形中增加了海事管理的成本。

面对严峻的通航形势，一些船舶却受利益驱使，怀有侥幸心理冒险航行，搁浅后严重破坏航道，威胁通航安全，使本已十分紧张的通航形势雪上加霜。尤其是长江干线进入枯水期以后，频频发生“超吃水”船舶搁浅事故。虽然海事部门启动应急预案，比如启动减载基地、对重点船舶进行全程护航等，但是对于船舶实际吃水一直没有很有效的监测和控制办法，只凭目视和经验无法实现有效的监督管理，违章现象屡禁不止。

现有的船舶超载检测方法主要分为两类：一类通过在船舶上安装特定的传感器进行检测，另一类主要依靠视频分析进行超载测量。前者有明显的缺陷，船主为了超载谋利会想方设法破坏或影响安装在各自船舶上的传感器的工作状态，从而使得测量数据的准确性不可信；而后者仅仅依靠视频分析来进行测量，则很难达到较高的测量精度，且测量结果极容易收到天气状况，光照条件等因素的影响。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提出了一种基于带高精度云台的毫米波雷达(激光)传感器和视频分析相结合的内河船舶吃水自动监测系统及方法，本技术方案充分利用带高精度云台的毫米波雷达(激光)传感器穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有高测量精度、全天候、全天时的工作特点，并结合视频分析来加强测量系统的准确性，配合超载取证，在技术方案和实际效果等方面都较其他测量方法具有较大的优势。

为实现上述目的，本发明采取如下的技术手段来实现，

一种内河船舶吃水自动监测系统，该系统包括：

船舶监测部分，用于扫描过往船只，对其型号、形状、尺寸等参数信息进行采集确认，并测定该船只的距离及桥梁到水面的高度；

信号传输部分，用于将船舶监测部分所监测的数据信息传输至后端的控制部分；

后台控制部分，用于控制船舶监测部分及信号传输部分的工作状态，接收信号传输部分输入的监测数据，并对该监测数据进行运算处理以及启动警示设备；

警示设备，用于对违规船只发出警示信息；

客户端部分，用于实现远程监控功能。

实现上述目的的本发明，其进一步的技术特征在于，所述船舶监测部分包括AIS信号接收器，设置于桥梁正下方的测距传感器，桥梁两侧的至少两个视频联动装置和带云台的传感器，以及航道两侧的测距浮标。

进一步的技术特征还包括，所述信号传输部分为连接于船舶监测部分与后台控制部分之间的光纤，或者是设置于船舶监测部分上的无线发送装置及设置于后台控制部分上的无线接收装置。

本发明还同步公布了一种利用上述自动监测系统对内河船舶吃水进行自动监测的方法，该自动监测方法包括如下步骤：