一种船舶停靠管线的海上平台报警方法与流程

本发明属于海上平台报警技术领域，尤其涉及一种船舶停靠管线的海上平台报警方法。

背景技术：

胜利油田是中国石化所属的特大油气生产企业，共有7个从事不同作业领域的涉海单位，近年来随着海上油气建设开发力度持续加大，安全生产形势日益严峻，对生产作业的海域要进行有效管理，保证海上安全环保生产成为胜利油田面临的巨大课题。其中海上安全最重要的一方面是输油管线和海上平台的安全，由于海上平台和管线靠近大陆架，来往船舶众多，航行情况复杂，在管线附近停留抛锚很容易损坏输油管线，并且不明船舶偷油的情况也时有发生。现有的解决方案就是进行海上巡查和人工调用监控设备查看。由于海域宽阔，平台和管线众多，人工巡查操作摄像头不仅耗时耗力，而且实时性较差，并不能马上发现安全隐患。所以开发一套船舶停靠管线的海上平台报警系统显得尤为重要。

综上所述，现有的进行海上巡查和人工调用监控设备查看，由于海域宽阔，平台和管线众多，人工巡查操作摄像头不仅耗时耗力，而且实时性较差，并不能马上发现安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种船舶停靠管线的海上平台报警方法，旨在解决现有的进行海上巡查和人工调用监控设备查看，由于海域宽阔，平台和管线众多，人工巡查操作摄像头不仅耗时耗力，而且实时性较差，并不能马上发现安全隐患的问题。

本发明是这样实现的，一种船舶停靠管线的海上平台报警方法，所述船舶停靠管线的海上平台报警方法以管线和平台基本信息为数据源，建立管线和平台信息矩阵；利用矩阵算法建立管线和平台的报警区域，通过距离判别法判断是否有船舶进入管线或平台报警区域，是否在管线或平台报警区域内停留，以及是否远离后又靠近，并将报警信息传到前端显示；发现有船舶进入报警区域，则建立报警信息表、发出报警信号到前端并持续监控，当船舶停留后又返回靠近管线或平台时再次发出报警信号到前端，当船舶离开报警区域时再次更新报警信息表，并将报警信息表写入数据库中。

进一步，通过读取数据库中管线及平台基本信息建立管线矩阵信息表和平台矩阵信息表，然后根据人工设定的报警区域参数更新报警区域设置。

进一步，通过对管线报警区域监控，根据距离判别法发现进入管线报警区域的船舶并将报警信息传到前端，并将报警信息写入管线报警信息表中。

进一步，通过对管线报警区域监控，根据发现船舶位置是否变化，判断出船舶是否在报警区域停留，如果停留则将停留信息写入管线报警信息表。

进一步，通过对管线报警区域监控，根据距离判别法判断船舶是否离开报警区域，如果离开则将离开报警区域信息写入管线报警信息表。

进一步，通过对平台报警区域监控，根据距离判别法发现进入平台报警区域的船舶并将报警信息传到前端，并将报警信息写入到平台报警信息表中。

进一步，通过对平台报警区域监控，根据发现船舶位置是否变化，判断出船舶是否在报警区域停留，如果停留则将停留信息写入平台报警信息表。

进一步，通过对平台报警区域监控，根据距离判别法判断船舶是否离开报警区域，如果离开则将离开报警区域信息写入平台报警信息表。

进一步，通过对平台或管线报警区域监控，根据距离判别法判断船舶停留或穿过管线后是否又靠近，如果靠近则再次发出报警信号到前端。

进一步，通过读取数据库中的报警信息表，按船舶编号、管线编号或者平台编号查询报警信息。

进一步，所述船舶停靠管线的海上平台报警方法具体包括：

(1)平台数据处理：通过读取管线和平台基本信息表中管线拐点坐标，在相邻拐点之间每隔10m取一次值，计算每一个点的坐标为s_ij，建立管线i路径数组s_i＝[s_i1,s_i2,…s_in],假设相邻两拐点的坐标为(110,102)和(130,102)，则这一段管线的路径数组为s＝[(110,102),(120,102),(130,102)]；对每一条管线都进行这样处理，得到所有管线的路径数组s＝[s₁,s₂,…s_n]；

(2)管线和平台信息矩阵建立：

将海域以100m为边长划分为很多小方格，得到每一个小方格四个点的横纵坐标(x_i,y_j)，(x_i+1,y_j)，(x_i,y_j+1)，(x_i+1,y_j+1)；遍历管线的路径数组，如果对于管线路径数组中的某一点s_ij(x,y)符合下列条件，x_i＜x＜x_i+1,y_j＜y＜y_j+1，则将这条管线的编号i写入矩阵(i，j)位置，直到把这条管线路径数组中的所有点遍历完，然后再遍历其余管线；从平台信息表中读取平台横纵坐标，如果对于某一个平台s_ij(x,y)符合下列条件，x_i＜x＜x_i+1,y_j＜y＜y_j+1，则将这个平台的编号i写入矩阵(i，j)位置，遍历完所有平台；

(3)报警区域建立：报警区域是想象出来的，没有实际建立，就是划定的一个区域，没有存储过程；

(4)距离判断：

管线距离判断

利用雷达定位船舶位置，将船舶位置与海域划分的矩阵坐标进行比较，找出船舶在哪一个方格内，假设船舶在方格(i，j)内，然后读取管线信息矩阵，找出方格(i，j)内有哪些管线，通过管线编号查找那一区域所有路径数组内的点s_i，计算船舶与所有点的距离l_i，找出最小的l_i即为船舶与管线的距离；

平台距离判断

平台距离与管线距离判断相似，先找船舶所在区域，然后查找区域内的平台，计算与平台的距离，找到最小距离就是船舶与平台的距离。

本发明提供的船舶停靠管线的海上平台报警方法，结合数据库，通过管线和和海上平台基本信息建立报警区域，采用合理算法对来往船舶进行监控和报警，并记录报警信息，为管线和海上平台的安全提供了安全的保障。本发明的目的是通过管线和平台基本信息以及报警区域参数建立报警区域，判断是否有船舶进入报警区域、是否在报警区域停留以及是否穿过管线，并且能够事后进行查询报警信息；对于保证海上输油管线和平台安全具有十分重要的意义。本发明以管线和平台基本信息为数据源，建立管线和平台信息矩阵，利用矩阵算法建立管线和平台的报警区域，通过距离判别法判断是否有船舶进入管线或平台报警区域，是否在管线或平台报警区域内停留，以及是否远离后又靠近等情况发生，并将报警信息传到前端显示，还支持报警信息查询。

本发明的目的是通过管线和平台基本信息以及报警区域参数建立报警区域，判断是否有船舶进入报警区域、是否在报警区域停留以及是否远离后又靠近，并且能够事后进行查询报警信息。对于保证海上输油管线和平台安全具有十分重要的意义。本发明是在获取管线和平台基本信息的基础上，构造管线和平台矩阵，建立报警区域，通过矩阵算法计算船舶与报警区域的距离，根据距离判别法判断船舶是否进入管线或平台报警区域，是否在报警区域停留以及是否远离后又靠近等情况发生，并将报警信号传到前端显示和将报警信息存入报警信息表写入数据库中，还可以进行事后查询。

附图说明

图1是本发明实施例提供的船舶停靠管线的海上平台报警方法流程图。

图2是本发明实施例提供的船舶停靠管线的海上平台报警方法总体流程图。

图3是本发明实施例提供的管线矩阵信息表。

图4是本发明实施例提供的平台矩阵信息表。

图5是本发明实施例提供的平台、管线报警区域设置页面。

图6是本发明实施例提供的船舶进入报警区域示意图。

图7是本发明实施例提供的船舶停留示意图。

图8、图9是本发明实施例提供的船舶靠近两种平台报警区域示意图。

图10是本发明实施例提供的船舶远离后又靠近示意图。

图11是本发明实施例提供的平台、管线报警信息查询页面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明人工设定参数更新平台及管线位置信息矩阵；基于距离判别法判断报警区域内是否有船舶以及船舶在报警区域内的运动情况；新增报警信息表；更新报警信息表；报警信息查询。本发明的船舶停靠管线的海上平台报警方法，是在平台信息矩阵和管线信息矩阵的基础上，建立报警区域，对报警区域进行监控，通过判断船舶位置和报警区域位置的关系，确定船舶是否进入报警区域。如果发现有船舶进入报警区域，则建立报警信息表、发出报警信号到前端并持续监控，当船舶停留后又返回靠近管线或平台时再次发出报警信号到前端，当船舶离开报警区域时再次更新报警信息表，并将报警信息表写入数据库中。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的船舶停靠管线的海上平台报警方法包括以下步骤：

S101：更新平台及管线矩阵；

S102：船舶进入管线报警区域处理；

S103：船舶停留在管线报警区域处理；

S104：船舶离开管线报警区域处理；

S105：船舶进入平台报警区域处理；

S106：船舶停留在平台报警区域处理；

S107：船舶离开平台报警区域处理；

S108：船舶停留或穿过管线后又开始靠近管线或平台时处理；

S109：报警信息查询。

通过读取数据库中管线及平台基本信息建立管线矩阵信息表和平台矩阵信息表，然后根据人工设定的报警区域参数更新报警区域设置。

通过对管线报警区域监控，根据距离判别法发现进入管线报警区域的船舶并将报警信息传到前端，并将报警信息写入管线报警信息表中。

通过对管线报警区域监控，根据发现船舶位置是否变化，判断出船舶是否在报警区域停留，如果停留则将停留信息写入管线报警信息表。

通过对管线报警区域监控，根据距离判别法判断船舶是否离开报警区域，如果离开则将离开报警区域信息写入管线报警信息表。

通过对平台报警区域监控，根据距离判别法发现进入平台报警区域的船舶并将报警信息传到前端，并将报警信息写入到平台报警信息表中。

所述船舶停靠管线的海上平台报警方法具体包括：

(1)平台数据处理：通过读取管线和平台基本信息表中管线拐点坐标，在相邻拐点之间每隔10m取一次值，计算每一个点的坐标为s_ij，建立管线i路径数组s_i＝[s_i1,s_i2,…s_in],假设相邻两拐点的坐标为(110,102)和(130,102)，则这一段管线的路径数组为s＝[(110,102),(120,102),(130,102)]；对每一条管线都进行这样处理，得到所有管线的路径数组s＝[s₁,s₂,…s_n]；

(2)管线和平台信息矩阵建立：

将海域以100m为边长划分为很多小方格，得到每一个小方格四个点的横纵坐标(x_i,y_j)，(x_i+1,y_j)，(x_i,y_j+1)，(x_i+1,y_j+1)；遍历管线的路径数组，如果对于管线路径数组中的某一点s_ij(x,y)符合下列条件，x_i＜x＜x_i+1,y_j＜y＜y_j+1，则将这条管线的编号i写入矩阵(i，j)位置，直到把这条管线路径数组中的所有点遍历完，然后再遍历其余管线；从平台信息表中读取平台横纵坐标，如果对于某一个平台s_ij(x,y)符合下列条件，x_i＜x＜x_i+1,y_j＜y＜y_j+1，则将这个平台的编号i写入矩阵(i，j)位置，遍历完所有平台；

(3)报警区域建立：报警区域是想象出来的，没有实际建立，就是划定的一个区域，没有存储过程；

(4)距离判断：

管线距离判断

利用雷达定位船舶位置，将船舶位置与海域划分的矩阵坐标进行比较，找出船舶在哪一个方格内，假设船舶在方格(i，j)内，然后读取管线信息矩阵，找出方格(i，j)内有哪些管线，通过管线编号查找那一区域所有路径数组内的点s_i，计算船舶与所有点的距离l_i，找出最小的l_i即为船舶与管线的距离；

平台距离判断

平台距离与管线距离判断相似，先找船舶所在区域，然后查找区域内的平台，计算与平台的距离，找到最小距离就是船舶与平台的距离。

其中平台类型有两种：

(1)平台边界是不规则的多边形；

(2)平台边界是规则的多边形。

通过对平台报警区域监控，根据发现船舶位置是否变化，判断出船舶是否在报警区域停留，如果停留则将停留信息写入平台报警信息表。

通过对平台报警区域监控，根据距离判别法判断船舶是否离开报警区域，如果离开则将离开报警区域信息写入平台报警信息表。

通过对平台或管线报警区域监控，根据距离判别法判断船舶停留或穿过管线后是否又靠近，如果靠近则再次发出报警信号到前端。

通过读取数据库中的报警信息表，按船舶编号、管线编号或者平台编号查询报警信息。

本发明的具体技术方案如下：

在步骤S101中，更新平台及管线矩阵，连接数据库读取管线信息、平台信息，自动生成管线、平台矩阵信息表。

人工设定报警区域参数，自动配置报警区域。

(1)管线矩阵信息表生成：

将海域划分成若干个矩形，将它们进行横纵坐标编号，遍历每条管线并跟踪管线位置，如果管线经过某个矩形，在其对应的矩阵位置将该管线的ID记录下来。

(2)平台矩阵信息表生成：

同管线生成方法，不同点就是每一个区域只有一个平台。

(3)报警区域参数设置：

本系统提供设置报警区域参数的功能，涉及的参数主要有管线周界安全距离，及平台周围安全距离。

管线报警区域参数是管线周界距离，平台报警区域参数根据平台类型不同分两种，一种是边界规则的平台，参数是周界距离，另一种是边界不规则的区域，参数是距离平台中心的半径。

在步骤S102中，报警区域是以管线为中心，向管线两边延伸X米海域为报警区域，X为人工设定的参数。船舶进入管线报警区域处理，根据矩阵算法每隔5s计算船舶与管线的距离，与设定的报警区域参数对比，判断船舶是否进入报警区域，若船舶与管线的距离小于报警区域参数，则建立管线报警信息表，并发出报警信息到前端。

将报警信息写入管线报警信息表，管线报警信息包括：

管线名称、管线编号、船舶编号、船舶进入时间、进入地点经度、进入地点纬度等信息。

在步骤S103中，船舶停留在管线报警区域处理，当船舶的位置不再发生变化时，即船舶静止不动持续时间大于5s，开始记录船舶在报警区域的停留开始时间，以及运动轨迹，直到船舶开始运动时为止，记录停留结束时间，并将停留开始时间、停留结束时间、停留地点经度、停留地点纬度、距离管线最近距离添加到管线报警信息表中。若船舶没有停留，则上述报警信息置为空。

在步骤S104中，船舶离开管线报警区域处理，当船舶距离大于报警区域参数时，说明船舶离开报警区域，将离开的时间、离开报警区域的经度、离开报警区域的纬度、更新到管线报警信息表，并将信息写入到数据库中。

在步骤S105中，船舶进入平台报警区域处理，平台类型分为两种：

(1)类型一平台报警区域处理。

类型一平台特征是平台边界为不规则多边形，报警区域设为以平台中心为圆心，以R为半径建立的圆形区域，R为人工设定的参数。

根据矩阵算法计算船舶与平台中心的距离，与设定的报警区域半径对比，判断船舶是否进入报警区域，若船舶与平台中心的距离小于报警区域半径，则建立平台报警信息表，并发出报警信息到前端。将报警信息写入平台报警信息表，平台报警信息表包括：

平台名称、平台编号、船舶编号、船舶进入时间、进入地点经度、进入地点纬度等信息。

(2)类型二平台报警区域处理。

类型一平台特征是平台边界为规则的多边形，报警区域设为以平台边界向周围扩展Y米，Y为人工设定的参数。处理方法同类型一平台。

在步骤S106中，船舶停留在平台报警区域的处理，两种类型平台处理方法相同，即当船舶的位置不再发生变化时，即船舶静止不动持续时间大于5s，开始记录船舶在报警区域的停留开始时间，以及运动轨迹，直到船舶开始运动时为止，记录停留结束时间，并将停留开始时间、停留结束时间、停留地点经度、停留地点纬度、距离管线最近距离添加到管线报警信息表中。

若船舶没有停留，则上述报警信息置为空。

在步骤S107中，船舶离开平台报警区域处理，两种类型平台处理方法相同，即当船舶距离大于报警区域半径时，说明船舶离开报警区域，将离开的时间、离开报警区域的经度、离开报警区域的纬度、更新到管线报警信息表，并将信息写入到数据库中。

在步骤S108中，船舶停留在报警区域或穿过管线后，继续监控船舶。每隔5s计算一次船舶与最近管线或平台的距离并记录，如果距离小于上一次记录的距离，则表明船舶在驶离后又返回靠近，这时将报警信号发送到前端报警。

在步骤S109中，报警信息查询，通过该界面可以对船舶靠近管线或平台报警信息按船舶编号、管线编号、平台编号等进行查询，并可查看详细报警信息。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。

如图2所示，本发明船舶停靠管线的海上平台报警方法，包括：管线、海上平台基本信息获取；生成管线、海上平台信息矩阵；生成管线、海上平台报警区域；船舶进入管线报警区域处理；船舶停留在管线报警区域处理；船舶穿过管线处理；船舶离开管辖报警区域处理；船舶进入平台报警区域处理；船舶停留在平台报警区域处理；船舶离开平台报警区域处理；报警信息查询。

在图3中，图3为本发明中管线信息矩阵示意图。读取数据库中的管线基本信息，将整片海域划分为规则的小区域。具体步骤为：将海域划分为小矩形并按照矩阵形式编号，然后读取数据库中的管线基本信息表获取管线基本信息，按照管线地理坐标查找落在每个小矩形中的管线编号，并存到管线信息矩阵中。

在图4中，图4为本发明中平台信息矩阵示意图。

读取数据库中的平台基本信息，将整片海域划分为规则的小区域，具体步骤与管线相同，不同点在于每一个小矩形只有一个平台，却可能有多条管线。

在图5中，图5为平台、管线报警区域设置页面。根据平台类型不同，平台报警区域设置参数也不同，类型二平台边界是不规则的多边形，报警区域以平台中心为圆心，设定的长度为半径的圆形区域。类型一平台边界是规则的多边形，报警区域时以平台边界向外扩展设定距离为报警区域。管线的报警区域就是以管线为中轴线，向两侧扩展设定距离为报警区域。

在图6中，图6为船舶进入报警区域示意图。根据矩阵算法计算船舶和管线之间的距离，然后根据距离判别法和设定点管线周界距离比较，如果小于周界距离，则产生报警，将报警信号传到前端显示，并将报警信息写入管线报警信息表中。

其中虚线代表安全区域的范围，绿色直线代表船只在安全距离，红色直线表示船只已经引入报警区域。

在图7中，图7为船舶停留管线报警区域示意图。船舶停留平台报警区域处理相同，当船舶在报警区域内不动时间超过5s时，即视为船舶在报警区域内停留。

在图8，图9中，图8、图9为船舶靠近两种平台报警区域示意图。

判断方法与判断船舶进入管线报警区域方法相同。其中虚线代表平台报警区域范围，绿色直线表示报警区域之外的船只，红色连线表示报警区域以内的船只。

在图10中，图10为船舶远离后又靠近示意图。船舶在报警区域内停留或穿过管线后，如果发生远离管线或平台后又靠近的情况，则发出报警信号到前端。

其中虚线代表船舶停留位置，曲线代表船舶离开停留位置后的运动轨迹，从图中可以看出，船舶离开停留位置后驶离管线，但又返回靠近管线，这种情况就要发出报警信号。

在图11中，图11为平台、管线报警信息查询页面。查询页面连接数据库，可以按照船舶编号、管线编号和平台编号进行报警信息查询，以列表的方式展示查询结果，单机详细信息字段可以查询报警详细信息。

本发明提出了一种船舶停靠管线的海上平台报警方法，是在平台信息矩阵和管线信息矩阵的基础上，建立报警区域，对报警区域进行监控，通过判断船舶位置和报警区域位置的关系，确定船舶是否进入报警区域。

如果发现有船舶进入报警区域，则建立报警信息表、发出报警信号到前端并持续监控，当船舶离开报警区域时再次更新报警信息表，并将报警信息表写入数据库中。本发明的目的是通过管线和平台基本信息以及报警区域参数建立报警区域，判断是否有船舶进入报警区域、是否在报警区域停留以及是否穿过管线，并且能够事后进行查询报警信息。对于保证海上输油管线和平台安全具有十分重要的意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。