[发明专利]船舶机舱远程监测报警系统

权利要求书

1.一种船舶机舱远程监测报警系统，其特征在于，包括参数监测模块、机舱摄像机、红外热像仪、振动和噪声传感模块、岸基监测终端和三维显示工作站；

所述参数监测模块包括多种安装于船舶机舱内各处的传感器，传感器用于采集船舶机舱内主要设备的工况参数，参数监测模块用于将工况参数传递给海事卫星；

所述机舱摄像机和所述红外热像仪分别用于获取船舶机舱的静态图片和红外热像图，并将静态图片和红外热像图传递给海事卫星；

所述振动和噪声传感模块包括安装于船舶机舱各处的振动和噪声传感器，振动和噪声传感器用于采集船舶机舱内主要设备的振动和噪声信号，振动和噪声传感模块用于将振动和噪声信号传递给海事卫星；

所述岸基监测终端用于接收海事卫星传递的工况参数、静态图片、红外热像图以及振动和噪声信号，并传输给三维显示工作站；

所述三维显示工作站基于工况参数、静态图片、红外热像图以及振动和噪声信号，结合预先建立的船舶机舱的三维模型建立船舶机舱的三维场景，三维场景可互动并通过可视化界面显示。

2.如权利要求1所述的船舶机舱远程监测报警系统，其特征在于建立多源信息的数据库，进行所述三维模型与所述数据库之间的联动；

所述数据库用于记录工况参数、静态图片、红外热像图以及振动和噪声信号，所述三维模型采用如下方式建立：

将船舶机舱至少分成主机舱、舵机间、分油机间和发电机间部分，利用3ds Max软件和Unity 3D的三维建模功能分别建模，包括对应灯光、仪表和警报的效果展示。利用Unity3D内置的UGUI系统搭建UI界面模块，在三维显示工作站上形成可视化界面，可视化界面用于显示三维动画效果；

通过脚本文件与三维模型关联，使用C#编程实现三维模型的联动，以使三维模型根据不同的数据进行相应的动作，实现不同的三维动画效果。

3.如权利要求1所述的船舶机舱远程监测报警系统，其特征在于，采用岸基监测终端与三维显示工作站之间的通信方法，包括：

基于Select多路复用处理网络消息，进行网络管理器的编写，网络管理器至少包括如下功能：解决粘包分包、完整发送数据、心跳机制和事件分发。

基于TCP网络协议的服务端与客户端的连接进行Socket通信，实现岸基监测终端与三维显示工作站之间网络通信。

利用MySQL数据库多源信息读写操作进行不同类型数据的存储。

4.如权利要求2所述的船舶机舱远程监测报警系统，其特征在于，三维显示工作站还可用来识别热像仪采集的火焰图像，用于船舶机舱的失火识别，包括：

将滑动时间窗内的若干帧红外火焰图像，叠加到一个投影平面上，采用投影矩来描述火焰的动态特征，根据热像仪采集的图像区别火焰和烟雾，具体包括：

由若干火焰目标和伪目标的特征矢量组成训练集T＝{(D₁,y₁)...(D_i，y_i)...(D_I，y_I)}...∈(D×Y)^I，其中D_i∈D＝R⁶为6维特征矢量；y_i∈Y＝{1,-1}为已知的样本属性，“1”为火焰，“-1”为非火焰；i＝1,…,I为样本序号；通过非线性映射将输入矢量映射到一个高维特征空间，在这个空间中构造最优分类超平面进行分类；支持向量机所有的非零得到后即构成一两类分类器；通过红外滤镜成像的疑似火焰目标，经上述处理后计算出φ2～φ7六个特征矢量，带入训练好的支持向量机决策函数式从而得到火焰识别结果。

5.如权利要求1所述的船舶机舱远程监测报警系统，其特征在于，振动和噪声监测模块利用安装在船舶机舱内的结构的不同部位、机器底座、推进轴系的振动传感器和机舱噪声传感器定时获得船舶结构振动、机器振动、轴系瞬时转速和机舱噪声信号；

三维显示工作站还应用瞬态冲击信号分析、瞬时转速分析、多尺度时域平均和模糊熵特征提取方法，提取多个周期下的信号波形，保留所有频率下的故障特征，去除冗余信息，以监测船舶碰撞、触礁、机器松动、螺旋桨脱落和设备运行异常事故。

6.如权利要求2所述的船舶机舱远程监测报警系统，其特征在于，三维显示工作站采用多尺度时域平均方法，以增强船舶旋转机械的振动信号的信噪比，具体包括：

设定船舶旋转机械的振动信号y(t)中含有多个周期信号x(t)，y(t)＝x(t)+e(t)，x(t)为r个不同周期信号组成的信号，e(t)为误差参数；

在恒转速条件下任意两时标点间的采样数是定值M，以M作为子信号数组的大小将y(t)分为p段，振动信号的采样信号为y(n)，时域同步平均的算法公式为