類、航線等與航行有關(guān)信息。此外，信息處理器還需要接收并存儲(chǔ)其它船的靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息和航行有關(guān)信息，以備本船接入通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用。通信中所發(fā)射和接收的信息編解碼和網(wǎng)絡(luò)接入程序，也應(yīng)在信息處理器中實(shí)現(xiàn)。VHF收發(fā)機(jī)由系統(tǒng)信息處理器控制，用VHF CH87B(161.975MHz)、VHFCH88B (162.025MHZ)兩個(gè)國(guó)際專用頻道自動(dòng)發(fā)射和接收通信協(xié)議方案規(guī)定的高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)信號(hào)，已調(diào)信號(hào)中含有本船和他船航行信息，AIS同時(shí)在這兩個(gè)頻率上接收信息，而發(fā)射信息是在這兩個(gè)頻率上交替進(jìn)行的。
[0023]上述系統(tǒng)中提供的信息主要分為如下四類:
[0024](I)靜態(tài)的:
[0025]IMO號(hào)碼(如可用);呼號(hào)和船名；船長(zhǎng)和型寬；船舶類型；船上定位天線的位置。
[0026](2)動(dòng)態(tài)的:
[0027]具有精度指示和完整性狀態(tài)的船位；UTC時(shí)間；對(duì)地航速；航首向；航行狀態(tài)?’轉(zhuǎn)向率(如可用)；傾角(可選)；縱搖和橫搖(可選)。
[0028](3)與航次有關(guān)的信息:
[0029]船舶吃水；危險(xiǎn)貨物(類型)；目的港和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA);航線計(jì)劃(可選)。
[0030](4)與安全有關(guān)的短消息:
[0031]由上述信息種類來(lái)看，AIS的不但能解決原來(lái)雷達(dá)所提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，而且AIS還可以很直觀的提供各種船舶的靜態(tài)及航行相關(guān)信息，這是其他助航設(shè)備所不能做到的。另外，由于AIS是一種基于VHF通訊技術(shù)的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，在不需要額外收、發(fā)射技術(shù)和設(shè)備投入的情況下，傳遞船舶信息。因此，不論從信息的可靠性和信息的完整性來(lái)說(shuō)，都比雷達(dá)等手段高得多。
[0032]船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警系統(tǒng)是一個(gè)以輔助避碰行動(dòng)決策為目的，基于AIS信息，能夠?qū)崿F(xiàn)船橋避碰信息的自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)處理、避碰分析，并直觀地顯示最終分析結(jié)果的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。系統(tǒng)的具體功能如下:
[0033](I)系統(tǒng)通過(guò)輔助GPS相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)船與橋的相關(guān)信息的采集；
[0034](2)將接收到的數(shù)據(jù)解碼為可讀的目標(biāo)船的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及航行相關(guān)信息以及橋的位置信息；
[0035](3)將每個(gè)單獨(dú)船舶的信息進(jìn)行打包，建立數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)以便于智能分析模塊采集信息從而進(jìn)行危險(xiǎn)分析，同時(shí)可提供對(duì)已存信息進(jìn)行查詢、刪除等操作。
[0036](4)可對(duì)目標(biāo)船進(jìn)行避碰分析，并顯示分析結(jié)果；
[0037](5)對(duì)于存在碰撞危險(xiǎn)的船舶，發(fā)出危險(xiǎn)不同等級(jí)信號(hào)警報(bào)，同時(shí)顯示建議行為，輔助駕駛員做出避讓行動(dòng)決策。
[0038]船橋主動(dòng)防撞系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的是對(duì)具有潛在撞橋風(fēng)險(xiǎn)的船舶進(jìn)行警示，來(lái)達(dá)到船橋避碰的目的。根據(jù)其所要實(shí)現(xiàn)的功能，可以給出該系統(tǒng)由AIS數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)學(xué)模型分析模塊、結(jié)果顯示及警示模塊等四大模塊組成。系統(tǒng)框架如圖1所示:
[0039]該系統(tǒng)的工作流程圖如圖2所示，在船進(jìn)入橋區(qū)區(qū)域的過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)平臺(tái)，由AIS采集船舶航行信息、船舶航行環(huán)境信息以及船舶自身信息，將這些信息傳入系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析模塊，由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判，以判斷船與橋是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。若存在撞橋風(fēng)險(xiǎn)，立即向船載AIS系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提示其及時(shí)做出規(guī)避措施；行動(dòng)過(guò)后的船舶信息再一次被AIS系統(tǒng)采集，AIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穿行船舶的航行狀態(tài)直至船舶安全駛離橋區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域。
[0040]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:由以下幾個(gè)部分組成:一個(gè)GPS接收機(jī)，一個(gè)通信處理器，兩個(gè)多信道VHF數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)，系統(tǒng)中還設(shè)置有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)學(xué)模型分析模塊、結(jié)果顯示及警示模塊四大模塊，其中，GPS接收機(jī)能提供船位、船舶對(duì)地速度和航向還能夠通過(guò)STDMA數(shù)據(jù)鏈提供UTC時(shí)間；通信處理器在AIS全球?qū)Ｓ玫?7B頻道(161.975MHz)和88B頻道(162.025MHz)頻道上控制VHF發(fā)射機(jī)工作，其中信息處理器是AIS的核心部分，主要存儲(chǔ)本船識(shí)別碼、船名、呼號(hào)、船舶類型靜態(tài)信息，也可用于存儲(chǔ)并處理對(duì)地航向、航速、轉(zhuǎn)向率等動(dòng)態(tài)信息，以及船舶吃水、危險(xiǎn)貨類、航線與航行有關(guān)信息；信息處理器還需要接收并存儲(chǔ)其它船的靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息和航行有關(guān)信息，以備本船接入通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用；通信中所發(fā)射和接收的信息編解碼和網(wǎng)絡(luò)接入程序，也應(yīng)在信息處理器中實(shí)現(xiàn)；VHF收發(fā)機(jī)由系統(tǒng)信息處理器控制，用VHF CH87B(161.975MHz)、VHFCH88B(162.025MHZ)兩個(gè)國(guó)際專用頻道自動(dòng)發(fā)射和接收通信協(xié)議方案規(guī)定的高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)信號(hào)，已調(diào)信號(hào)中含有本船和他船航行信息，AIS同時(shí)在這兩個(gè)頻率上接收信息，而發(fā)射信息是在這兩個(gè)頻率上交替進(jìn)行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)的具體功能如下: (1)系統(tǒng)通過(guò)輔助GPS相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)船與橋的相關(guān)信息的采集； (2)將接收到的數(shù)據(jù)解碼為可讀的目標(biāo)船的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及航行相關(guān)信息以及橋的位置信息； (3)將每個(gè)單獨(dú)船舶的信息進(jìn)行打包，建立數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)以便于智能分析模塊采集信息從而進(jìn)行危險(xiǎn)分析，同時(shí)可提供對(duì)已存信息進(jìn)行查詢、刪除等操作； (4)對(duì)目標(biāo)船進(jìn)行避碰分析，并顯示分析結(jié)果； (5)對(duì)于存在碰撞危險(xiǎn)的船舶，發(fā)出危險(xiǎn)不同等級(jí)信號(hào)警報(bào)，同時(shí)顯示建議行為，輔助駕駛員做出避讓行動(dòng)決策。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述該系統(tǒng)的工作流程為:在船進(jìn)入橋區(qū)區(qū)域的過(guò)程中，采集船舶航行信息、船舶航行環(huán)境信息以及船舶自身信息，將這些信息傳入系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析模塊，由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判，以判斷船與橋是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)；若存在撞橋風(fēng)險(xiǎn)，立即向船載系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提示其及時(shí)做出規(guī)避措施；行動(dòng)過(guò)后的船舶信息再一次被系統(tǒng)采集，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穿行船舶的航行狀態(tài)直至船舶安全駛離橋區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警系統(tǒng)，由以下幾個(gè)部分組成：一個(gè)GPS接收機(jī)，一個(gè)通信處理器，兩個(gè)多信道VHF數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)，系統(tǒng)中還設(shè)置有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)學(xué)模型分析模塊、結(jié)果顯示及警示模塊四大模塊。該系統(tǒng)能提供雷達(dá)所不能提供的大量船舶動(dòng)態(tài)信息，節(jié)約了計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)容量。該系統(tǒng)傳送的目標(biāo)信息通過(guò)VHF各自獨(dú)立傳送，不存在誤跟蹤和丟失率高的問(wèn)題。系統(tǒng)的船位數(shù)據(jù)來(lái)源于船上的GPS，它的精度能達(dá)到15m左右，同時(shí)能不間斷的提供目標(biāo)動(dòng)向意圖信息，如轉(zhuǎn)向率、航跡向等。這對(duì)避讓決策、傳遞避碰意圖等有極大幫助。該系統(tǒng)自主運(yùn)行，無(wú)需人工監(jiān)控，對(duì)船泊避免碰撞具有十分重要的意義。
【IPC分類】G08G3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104732806
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510155761
【發(fā)明人】盛進(jìn)路, 鄭婉媚, 趙虎剛, 趙鑫, 楊富華
【申請(qǐng)人】重慶交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日