[发明专利]一种船舶水上安全系统及其数据采集计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通运输的智能化联网安全保障技术领域，更具体地，涉及一种船舶水上安全系统及其数据采集计算方法。

背景技术

通过总结大量船舶事故的教训，可以发现，船舶在营运过程中因超载而造成船舶浮力储备不够、稳性不足甚至稳性丧失，以及在水流、风速已达到限行标准的极端外部航行条件下强行冒险航行，是船舶翻沉等恶性事故发生的重要原因。

传统的船舶超载监控手段是由本船船员或海事执法人员目测船舶的水线是否超出船体中部标示的核定载重线，若超过则认定为超载。这种目测监控的手段因其判断标准简单原始、精确度低、实时性和可靠性差，已经不能满足现代船舶安全运输的要求。

为了改进对船舶超载的判断，现有技术中已有在船舶上安装的安全监控设备。目前的监控设备从监控数据的采集方式上看，分为以下几类：第一类是利用检测船体吃水量的水压传感器或安装在船体上的其它压力传感器实现数据收集；第二类是基于视频分析技术的超载检测系统；第三类是通过声纳系统进行超载检测。

例如，申请号2015202819328的现有专利公开了一种船舶超载预警装置，包括安装在船体上的若干变形检测装置，变形检测装置包括一个一端开口的压力筒，压力筒的开口端固定在船体上，在压力筒内设置一个压力感应活塞，压力感应活塞通过密封件与压力筒的内壁面接触，在压力感应活塞的下表面与船体之间设置有负压弹性件，在压力筒的封闭面与压力感应活塞的上表面之间设置有正压弹性件，在压力筒的封闭面上设置有压力传感器。该专利通过检测船体微量形变，获得船体甲板不同位置的载重量，从而防止船舶超载或发生倾覆。

申请号2015200439659的现有专利公开了一种船舶超载图像检测装置，在检测船舶的船艏设有摄像机，摄像机的输出端连接有视频服务器的输入端，视频服务器的输出端依次连接交换机的输入端，交换机的输出端连接视频取帧器的输入端，视频取帧器的输出端连接微型计算机的输入端。该专利能够利用摄像机拍摄吃水线的画面，并实现了吃水线画面的自动提取。

申请号2015211084265的现有专利公开了一种船舶超载实时检测设备，由水下检测模块、信号接收模块、信号强度采集模块、吃水深度实时显示模块组成。所述水下检测模块采用声呐探头；所述声呐探头有多个，均布在船闸河床上；每个声呐探头的输出端连接到继电器的输入端，所述继电器和USB6008数据采集卡构成信号接收模块；继电器的输出端连接到信号强度采集模块中的测深仪中，在继电器打开相应的信号通道后，信号传到测深仪中，测深仪实时地显示出不同水深超声波的反射情况，从而判定船舶的载荷状态。

但是，目前已有的各类船舶安全相关监控装置一般在对本船安全状态相关数据以及本船航行区域范围内的水流、气象数据进行采集、分析后仅在本船的终端设备中进行显示，以便于本船船员对船舶实际状态的掌握。由于仅能在本船上显示船舶的实际状态，不能将监测结果进行面向海事部门的远程上传，因而无法从根本上杜绝船舶超载航行以及在极端外部航行条件下的强行行为，不利于海事部门落实全面无死角的安全监控。

另外，现有的船舶安全相关监控装置在监测数据采集方式和超载状态判断方面的设计标准都较为单一化，没有考虑不同船舶在船体规格等方面的差异性给数据采集和判定带来的重要影响，没有对检测点的安装位置和方式进行优化配置，也没有考虑了水体波动等外部因素的干扰，并且单纯依赖于对吃水深度或承重重量的监测与判定，而忽略了载重分布不均匀等因素造成船体倾斜等现象所带来的安全风险。而且，现有船舶安全系统在定位、报警、呼救的综合反应能力上也比较薄弱。

发明内容