[发明专利]一种航标碰撞检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种航标碰撞检测系统，尤其涉及一种航标碰撞检测及报警系统。

背景技术

航标是指示航道方向、界限与障碍物的标志，是船舶安全航行的重要助航设施。多功能航标在传统航标的基础上，采用先进的传感技术、通信技术，集成水流速度、水深、大气温度、湿度、大气压强、降雨量、风向、风速和溢油等传感器于航标上，为航道管理部门和船舶提供丰富的气象、水文信息，为船舶安全、监视船舶排污提供技术支持。多功能航标不仅可以拓展航标的功能，还可以收集更丰富的航道信息，对于提升内河航运能力、减少安全事故和环境污染都有重要的价值。

多功能航标集成的传感器数量多，整体成本较高。而航标在工作过程中，航标经常会受到来往船只的碰撞。航标被撞击后，不仅造成航标及航标上设备的损坏，给航务部门带来高额的维修费用，而且被撞的航标若发生故障，不能正常履行航标的职能，会给航运安全带来严重的影响。因此，及时发现碰撞和对肇事船舶进行拍照取证，显得尤为重要。

目前，国内外已有关于航标碰撞检测的文献和专利。有部分文献或专利中使用加速度传感器来检测航标的加速度值，并设置一个阈值，判定航标是否被撞。但是，这种方法在实际使用中，很容易产生误报。一方面，江面上的风浪会引起航标的剧烈摇晃，若超过设置的加速度阈值，则会产生误报，另一方面，当船舶驶经航标时，会产生很大的浪，使航标剧烈摇晃，也容易产生误报。因此，碰撞误报警是航标碰撞检测的一个难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种航标碰撞检测系统，这种系统可以及时、可靠的检测到航标撞击事故，避免检测误差，并能对肇事船舶进行拍照取证和远程报警，为及时检测碰撞和追缉肇事者并进行日常维护提供技术支持。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种航标碰撞检测系统，其特征在于：在航标船上设置航标灯和摄像机，摄像机的高度低于航标灯；摄像机和视频采集盒构成摄像取证单元，并获取控制/存储单元的控制信号；

航标船上还设置碰撞检测单元、控制/存储单元、信息传输单元和供电单元；

碰撞检测单元测量航标的加速度和作用力，并将检测信号传输给控制/存储单元；碰撞检测单元包含加速度传感器、柔性阵列式压力传感器和传感器信息采集板，在航标船的船艏、船尾和两舷附近甲板下方的舱室内设置加速度传感器，在船舷上铺设柔性阵列式压力传感器；加速度传感器和柔性阵列式压力传感器均安装在传感器信息采集板上，并分别将加速度和应力测量值返给传感器采集板； 

信息传输单元包括GPRS模块和3G模块，GPRS模块与航道管理部门客户端连接，3G模块与远程服务器连接；

控制/存储单元将检测信号与预先设置的阈值比较,同时，联合压力传感器的信息判定航标是否被撞击；具体的判定规则是：如果加速度值超过阈值并且检测到撞击压力，则判定航标被撞击；如果加速度值超过阈值但未检测到撞击压力，则判定航标未收到撞击；如果加速度值没有超过阈值但检测到撞击压力，则判定航标被撞击；如果加速度值没有超过阈值，也没有检测到撞击压力，则判定航标没有被撞击；如果判定被撞，则控制/存储单元发出报警指令，通过GPRS模块通知航道管理部门客户端；同时，控制/存储单元控制摄像取证单元开始工作，拍摄肇事船舶的视频，视频经过压缩后，通过3G模块网络传输至远程服务器并最终传送至通知航道管理部门客户端；如果判定航标没有被撞击，则不执行任何操作；

供电单元中分别为控制/存储单元、碰撞检测单元、摄像取证单元、信息传输单元提供电源。

按上述技术方案，控制/存储单元是一台工控机。

按上述技术方案，供电单元中，太阳能电池板与电源控制器相连，电源控制器与蓄电池相连，电源控制器与控制/存储单元、碰撞检测单元、摄像取证单元、信息传输单元的各路负载相连；所述负载有：传感器信息采集板、工控机、摄像机和视频采集盒。

按照上述技术方案，摄像机选用红外摄像机，摄像机数量根据实际航标灯在河道位置不同而不同：1）航标船在岸边，船舶只能单侧经过，设置2-3台摄像机；2)航标船在河道中央时设置4-6台摄像机。

按照上述技术方案，航道管理部门客户端接收航标报警信息；所述客户端硬件为工业计算机、平板电脑、手机；客户端兼容的软件系统如下：Windows XP、WIN7、Android、Windows CE和嵌入式系统。

本发明在航标船安装加速度传感器后，通过航标船实际使用中的浪涌实验的数据，进行分析区别撞击和浪涌区别，然后设定合理阈值，根据阈值判断航标碰撞与否。