一种融合互联网和手持AIS的船舶防碰撞方法及系统与流程

本发明涉及互联网领域，尤其涉及一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法及系统。

背景技术：

20世纪90年代，国际海事组织推出的船舶自动识别系统(automaticidentificationsystem，简称ais系统)，是一种集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。借此设备，船舶可以自动获取岸基和其他船舶信息，加强船舶、岸基之间的联系。实践证明，配备ais的船舶事故率明显降低，ais对防止船舶碰撞，尤其是在能见度不良的情况下避免船舶碰撞可以发挥重要作用。

国际海事组织规定，所有从事海上航行的船舶于2004年7月1日起强制装备，300总吨以上能够从事国际运输的船舶，500总吨及以上不从事国际航运的货船和所有客船，均需要安装ais设备。相应的，中国海事局要求中国300总吨至500总吨沿海航行船舶、参与沿海水上水下施工作业的自航船舶以及所有港作拖船到2011年1月1日前，配置ais设备。目前，我国沿海60马力以上的有证大型船舶已经基本普及了ais设备。所以大型船舶之间发生碰撞事故概率比较低。

但是，数量众多的60马力以下小型船舶，由于受成本和安装环境的限制，没有安装ais设备。目前移动终端基本都配置gps定位装置来实现船舶定位，由于移动终端的通讯依赖于互联网，通过与搭建在岸上的ais基站通讯实现防碰撞，因此通过移动终端实现防碰撞只适用于在近海区域，大约10海里的范围，当船舶处于无互联网信号或互联网信号不稳定区域时，小型船舶的海上航行就缺乏有效的安全保障和避险措施。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高小型船舶的防灾避险能力的融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法，包括：

若搭载移动终端的小型船舶处于无互联网信号或互联网信号不稳定区域，则开启移动终端内置的ais通讯模块获取所述小型船舶的ais数据，将ais数据向ais通讯模块通讯范围内广播；

处于ais通讯模块通讯范围内的船载ais终端接收ais数据。

本发明采用的另一技术方案为：

一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞系统，包括：第一发射模块和第一接收模块；

所述第一发射模块，用于若搭载移动终端的小型船舶处于无互联网信号或互联网信号不稳定区域，则开启移动终端内置的ais通讯模块获取所述小型船舶的ais数据，将ais数据向ais通讯模块通讯范围内广播；

所述第一接收模块，用于处于ais通讯模块通讯范围内的船载ais终端接收ais数据。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法及系统，主要是针对小型船舶与大型船舶之间防碰撞，首先通过判断搭载在小型船舶上的移动终端是否有互联网信号，若移动终端处于互联网信号稳定区域，则关闭移动终端内置的ais通讯模块，启用互联网ais避碰方式；若移动终端处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域，则说明已经不能再使用原本互联网通讯方式，此时开启移动终端内置的ais通讯模块，将本船ais数据向周边广播，而周边的船载ais终端会接收ais数据，船载ais终端根据国际标准进行判断是否与本船有发生碰撞可能；同时移动终端也会接收周围船载ais终端的ais数据，根据国际标准进行判断大型船舶与本船是否会发生碰撞可能，如果有发生碰撞的可能，则移动终端发出声光报警。

在海上航行过程中，对于电子设备而言，其供电电源一直是技术瓶颈，甚高频的使用增大了移动终端电量损耗，因而本方案只有当移动终端处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域时才开启ais通讯模块的甚高频通讯，极大节约移动终端电量损耗，实现船舶防碰撞。

附图说明

图1为本发明的融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法的步骤流程图；

图2为本发明的融合互联网和手持ais的船舶防碰撞系统的结构示意图；

标号说明：

10、第一发射模块；20、第一接收模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：当小型船舶处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域，开启移动终端内置的ais通讯模块，使用甚高频与周边的船载ais终端通讯，实现大型船舶与小型船舶防碰撞。

请参照图1，本发明提供的一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法，包括：

若搭载移动终端的小型船舶处于无互联网信号或互联网信号不稳定区域，则开启移动终端内置的ais通讯模块获取所述小型船舶的ais数据，将ais数据向ais通讯模块通讯范围内广播；

处于ais通讯模块通讯范围内的船载ais终端接收ais数据。

本发明提供的一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法，主要是针对小型船舶与大型船舶之间防碰撞，首先通过判断搭载在小型船舶上的移动终端是否有互联网信号，若移动终端处于互联网信号稳定区域，则关闭移动终端内置的ais通讯模块，启用互联网ais避碰方式；若移动终端处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域，则说明已经不能再使用原本互联网通讯方式，此时开启移动终端内置的ais通讯模块，将本船ais数据向周边广播，而周边的船载ais终端会接收ais数据，船载ais终端根据国际标准进行判断是否与本船有发生碰撞可能；同时移动终端也会接收周围船载ais终端的ais数据，根据国际标准进行判断大型船舶与本船是否会发生碰撞可能，如果有发生碰撞的可能，则移动终端发出声光报警。

进一步的，还包括：

若搭载移动终端的小型船舶处于互联网信号稳定区域，则关闭移动终端内置的ais通讯模块，移动终端获取小型船舶的定位数据并通过互联网将所述定位数据发送至云服务器；

云服务器将定位数据转换成对应的ais数据后发送至ais基站广播；

处于ais基站广播范围内的船载ais终端接收ais数据。

由上述描述可知，当移动终端处于互联网信号稳定区域，即为恢复互联网信号，此时关闭对移动终端内置的ais通讯模块的供电，切换至互联网通讯方式，具体是通过互联网将获取本船的定位数据(其中定位数据可以通过移动终端内置通用的定位装置，移动终端可以为智能手机，目前的智能手机普遍具有定位功能)发送至云服务器，云服务器将定位数据转换成对应的ais数据，并通过ais基站向其覆盖范围内广播，此时处于ais基站广播范围内的船载ais终端就会接收到移动终端的ais数据，船载ais终端根据国际标准判断两者船舶是否会发生碰撞，进而实现船舶防碰撞。

进一步的，还包括：

若搭载移动终端的小型船舶处于互联网信号稳定区域，则判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定；

若是，则移动终端获取小型船舶的定位数据并通过互联网将所述定位数据发送至云服务器；

若否，等待预设时长后再次判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定。

由上述描述可知，为了提升数据的有效利用率以及数据传输成功率，当移动终端处于互联网信号稳定区域，先判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定，只有确保该通讯链路的互联网信号是稳定时，移动终端才通过互联网将本船的定位数据发送至云服务器，避免发送出去的数据因无法正常接收而丢失。另外可以增加反馈机制，当云服务器接收到移动终端发来的数据时，发送反馈信号给移动终端，若移动终端接收到反馈信号，则说明数据发送成功，若一定时间内没有接收到反馈信号，则说明数据发送失败，此时再次判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定，从而进一步提升数据传输成功率，提升船舶航行安全性。

进一步的，还包括：

移动终端接收到搭载有船载ais终端的船舶发出的第一ais数据，所述第一ais数据包括所述船舶对应的用户信息和定位信息；所述定位信息包括搭载有船载ais终端的船舶的航速和航向；

获取搭载移动终端的小型船舶的当前定位信息和历史定位信息，计算得到搭载移动终端的小型船舶当前的航速和航向；

判断搭载移动终端的小型船舶与搭载有船载ais终端的船舶是否有碰撞的可能性；

若有碰撞的可能性，则移动终端发出声光预警信息。

上述的用户信息为静态信息，具体包括mmsi(水上移动通信业务标识码)、船名、船长、船宽等；上述的定位信息为动态信息，具体包括经纬度、航速、航首向等。

进一步的，还包括：

若否，根据所述小型船舶的航速得到对应的安全系数，得出下一时刻的广播ais数据的时间间隔。

所述安全系数分为四级；

当小型船舶的航速小于或等于2海里时，则对应的安全系数为第一级，第一级对应的时间间隔为3分钟；

当小型船舶的航速大于2海里且小于或等于14海里时，则对应的安全系数为第二级，第二级对应的时间间隔为30秒钟；

当小型船舶的航速大于14海里且小于或等于23海里时，则对应的安全系数为第三级，第三级对应的时间间隔为15秒钟；

当小型船舶的航速大于23海里时，则对应的安全系数为第四级，第四级对应的时间间隔为5秒钟。

由上述描述可知，根据船舶的航速可以确定其对应的当前时刻的安全系数，也可以得出所对应的广播ais数据的时间间隔，例如当航速低于2海里时，其安全系数为第一级表示越安全，因此其对应的时间间隔为3分钟，这样就可以减缓移动终端的数据压力，所设置的参数值是根据多次的试验所得的经验值。

参阅图2，本发明还提供的一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞系统，包括：第一发射模块10和第一接收模块20；

所述第一发射模块10，用于若搭载移动终端的小型船舶处于无互联网信号或互联网信号不稳定区域，则开启移动终端内置的ais通讯模块获取所述小型船舶的ais数据，将ais数据向ais通讯模块通讯范围内广播；

所述第一接收模块20，用于处于ais通讯模块通讯范围内的船载ais终端接收ais数据。

本发明提供的一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞系统，主要是针对小型船舶与大型船舶之间防碰撞，首先通过判断搭载在小型船舶上的移动终端是否有互联网信号，若移动终端处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域，则说明已经不能再使用原本互联网通讯方式，此时开启移动终端内置的ais通讯模块，将本船的ais数据向周边广播，而周边的船载ais终端会接收本船的ais数据，船载ais终端根据国际标准判断两者船舶是否会发生碰撞，进而实现船舶防碰撞。

进一步的，还包括：第一上报模块、第一转发模块和第二接收模块；

所述第一上报模块，用于若搭载移动终端的小型船舶处于互联网信号稳定区域，则关闭移动终端内置的ais通讯模块，移动终端获取小型船舶的定位数据并通过互联网将所述定位数据发送至云服务器；

所述第一转发模块，用于云服务器将定位数据转换成对应的ais数据后发送至ais基站广播；

所述第二接收模块，用于处于ais基站广播范围内的船载ais终端接收ais数据。

由上述描述可知，当移动终端处于互联网信号稳定区域，即为恢复互联网信号，此时关闭对移动终端内置的ais通讯模块的供电，切换至互联网通讯方式，具体是通过互联网将本船的定位数据(其中定位数据可以通过移动终端内置通用的定位装置，移动终端可以为智能手机，目前的智能手机普遍具有定位功能)发送至云服务器，云服务器将定位数据转换成对应的ais数据，并通过ais基站向其覆盖范围内广播，此时处于ais基站广播范围内的船载ais终端就会接收到移动终端的ais数据，船载ais终端根据国际判断两者船舶是否会发生碰撞，进而实现船舶防碰撞，同时ais基站将接收到的船载ais数据推送给云服务器，云服务器进行数据转换后，将转换后的数据推送给移动终端，移动终端根据国际标准进行判断大型船舶与本船是否会发生碰撞可能。如果有发生碰撞的可能则移动终端发出声光报警。

进一步的，还包括：判断模块、第二上报模块和等待模块；

所述判断模块，用于若搭载移动终端的小型船舶处于互联网信号稳定区域，则判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定；

所述第二上报模块，用于若移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号稳定，则移动终端获取小型船舶的定位数据并通过互联网将所述定位数据发送至云服务器；

所述等待模块，用于若移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号不稳定，等待预设时长后再次判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定。

由上述描述可知，为了提升数据的有效利用率以及数据传输成功率，当移动终端处于互联网信号稳定区域，先判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定，只有确保该通讯链路的互联网信号是稳定时，移动终端才通过互联网将本船的定位数据发送至云服务器，避免发送出去的数据因无法正常接收而丢失。另外可以增加反馈机制，当云服务器接收到移动终端发来的数据时，发送反馈信号给移动终端，若移动终端接收到反馈信号，则说明数据发送成功，若一定时间内没有接收到反馈信号，则说明数据发送失败，此时再次判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定，从而进一步提升数据传输成功率，提升船舶航行安全性。

进一步的，还包括：预警模块；所述预警模块包括接收单元、计算单元、判断单元和预警单元；

所述接收单元，用于移动终端接收到搭载有船载ais终端的船舶发出的第一ais数据，所述第一ais数据包括所述船舶对应的用户信息和定位信息；所述定位信息包括搭载有船载ais终端的船舶的航速和航向；

所述计算单元，用于获取搭载移动终端的小型船舶的当前定位信息和历史定位信息，计算得到搭载移动终端的小型船舶当前的航速和航向；

所述判断单元，用于判断搭载移动终端的小型船舶与搭载有船载ais终端的船舶是否有碰撞的可能性；

所述预警单元，用于若有碰撞的可能性，则移动终端发出声光预警信息。

进一步的，所述预警单元，还用于若搭载移动终端的小型船舶与搭载有船载ais终端的船舶没有碰撞的可能性，根据所述小型船舶的航速得到对应的安全系数，得出下一时刻的广播ais数据的时间间隔。

所述安全系数分为四级；

当小型船舶的航速小于或等于2海里时，则对应的安全系数为第一级，第一级对应的时间间隔为3分钟；

当小型船舶的航速大于2海里且小于或等于14海里时，则对应的安全系数为第二级，第二级对应的时间间隔为30秒钟；

当小型船舶的航速大于14海里且小于或等于23海里时，则对应的安全系数为第三级，第三级对应的时间间隔为15秒钟；

当小型船舶的航速大于23海里时，则对应的安全系数为第四级，第四级对应的时间间隔为5秒钟。

由上述描述可知，根据船舶的航速可以确定其对应的当前时刻的安全系数，也可以得出所对应的广播ais数据的时间间隔，例如当航速低于2海里时，其安全系数为第一级表示越安全，因此其对应的时间间隔为3分钟，这样就可以减缓移动终端的数据压力，所设置的参数值是根据多次的试验所得的经验值。

请参照图1-2，本发明的实施例一为：

一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法，应用于小型船舶与大型船舶之间的通讯，以下以移动终端向船载ais终端发送数据为例，在小型船舶上搭载移动终端，在大型船舶上搭载船载ais终端，移动终端内置ais通讯模块以及自身配置的通讯模块(在具有互联网信号时使用)，具体的船舶防碰撞方法，包括：

若移动终端处于无互联网信号或互联网信号不稳定区域，则开启移动终端内置的ais通讯模块，通过实体ais模块实现避碰。

上述的船舶防碰撞方法还包括：

若移动终端处于互联网信号稳定区域，即为恢复互联网信号，此时关闭对移动终端内置的ais通讯模块的供电，切换至互联网通讯方式，移动终端通过互联网将本船的定位数据发送至云服务器；

云服务器将定位数据转换成对应的ais数据后发送至ais基站广播；

处于ais基站广播范围内的船载ais终端接收ais数据。

当移动终端处于互联网信号稳定区域，即为恢复互联网信号，此时关闭对移动终端内置的ais通讯模块的供电，切换至互联网通讯方式，具体是通过互联网将本船的定位数据发送至云服务器，云服务器将定位数据转换成对应的ais数据，并通过ais基站向其覆盖范围内广播，此时处于ais基站广播范围内的船载ais终端就会接收到移动终端的ais数据，船载ais终端根据国际标准判断两者船舶是否会发生碰撞，进而实现船舶防碰撞。

上述的船舶防碰撞方法还包括：

若移动终端处于互联网信号稳定区域，则判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定；

若是，则移动终端通过互联网将本船的定位数据发送至云服务器；

若否，等待预设时长后再次判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定。

为了提升数据的有效利用率以及数据传输成功率，当移动终端处于互联网信号稳定区域，先判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定，只有确保该通讯链路的互联网信号是稳定时，移动终端才通过互联网将其获取的定位数据发送至云服务器，避免发送出去的数据因无法正常接收而丢失。另外可以增加反馈机制，当云服务器接收到移动终端发来的数据时，发送反馈信号给移动终端，若移动终端接收到反馈信号，则说明数据发送成功，若一定时间内没有接收到反馈信号，则说明数据发送失败，此时再次判断移动终端与云服务器之间通讯链路的互联网信号是否稳定，从而进一步提升数据传输成功率，提升船舶航行安全性。

手持安全应急终端(即为移动终端)内置便携式ais通讯模块，在运营商信号不稳定或无信号海域，互联网aisapp自动启用内置的便携式ais通讯模块进行发射和接收ais信息；在运营商信号良好海域，互联网aisapp自动恢复互联网ais工作机制，并关闭内置的便携式ais通讯模块，在保证全海域良好避碰效果的同时尽可能实现省电和减少辐射的目的。

综上所述，本发明提供的一种融合互联网和手持ais的船舶防碰撞方法及系统，主要是针对小型船舶与大型船舶之间防碰撞，首先通过判断搭载在小型船舶上的移动终端是否有互联网信号，若移动终端处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域，则说明已经不能再使用原本互联网通讯方式，此时开启移动终端内置的ais通讯模块，将获取的ais数据向ais通讯模块通讯范围内进行广播，而处于ais通讯模块通讯范围内的船载ais终端会接收ais数据，船载ais终端根据移动终端的ais数据判断两者船舶是否会发生碰撞，进而实现船舶防碰撞。在海上航行过程中，对于电子设备而言，其供电电源一直是技术瓶颈，甚高频的使用增大了移动终端电量损耗，因而本方案只有当移动终端处于无互联网信号区域或互联网信号不稳定区域时才开启ais通讯模块的甚高频通讯，极大节约移动终端电量损耗，实现船舶防碰撞。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。