智能数据采集监测航道航标的制作方法

本发明涉及航道航标领域，尤其涉及一种智能监测航道航标。

背景技术：

航标是保障船舶航行安全的重要基础航道设施，帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志，为各种水上活动提供安全信息的设施或系统。设于通航水域或其近处，以标示航道、锚地、滩险及其他碍航物的位置，表示水深、风情，指挥狭窄水道的交通。特别是在航道条件比较夏杂的山区河流航行区域，由于河床形态夏杂，河道変迁频繁，航道养护管埋工作除了进行必要的航道建设和整治之外，正确布置和配备航标也是不可缺少的重要手段，内河航舶安全航行更是严重依赖于航标的正确设置与正常工作。

航道是由航标来标识其方向、界限和障碍物位置的，因此，航标布设位置的精度对航道而言具有极其重要的作用。由于内河航道的水位随着季节不同而变化，在洪水期水位日变幅较大，为保障航道畅通和行轮航行安全，作为标示航道界限，方向和障碍物位置的航标也必须随之而变化，目前航标维护工作都是由一线航标维护工作人员按照传统的维护作业小习惯和方式来完成的，为此，每天会定时对航标进行巡航维护，巡航人员除了观察航标功能发坏是否正常外，当发现航标设置位置偏离正常位置时，维护人员就会对航标进行调整移动，使之处于最佳位置，从而提供最优的航道尺度。

专利号cn201610230437.3公开了一种智慧航标，该专利包含：航标通信系统；航标监控系统，采集监测水文环境信息和航行船舶信息，通过航标通信系统将所述信息传输至岸台控制中心；航标智能系统，根据航标监控系统采集到的信息并结合历史信息，动态建立交通流模型，自动识别周围的违章船舶和遇险船舶，并为周围船舶提供海上信息服务，自主承担船舶航行的现场交通指挥。岸台控制中心能够对智慧航标实施远程控制，直接进行指挥，并负责智慧航标的管理维护。该发明可有效减轻vts压力，在岸台控制中心通信不畅时，可自主承担现场交通指挥服务，对提高海上交通安全具有重要作用。

基于此，有必要研究一种智能监测航道航标。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种智能监测航道航标，有效结合航道的实际航情和水文情况，实现船舶的速度分析，掌握船舶的航行情况，智能化实时监测航道内的船舶、航标、水文的状态信息。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种智能监测航道航标，包括设置于江河湖泊上的航标本体，所述航标本体设置有控制电路板，所述控制电路板内安装有智能控制软件，所述控制电路板设置有定位模块和无线通讯模块，所述控制电路板通过线缆或线束与采集监控模块，交通指示模块，供电模块连接，所述采集监控模块用于采集航标本体周围的水文环境情况、气象情况、船舶航行信息情况，所述交通指示模块用于交通指示船舶航行方位，向船舶提供助航服务和预警信息播发，所述供电模块用于向航标本体的各部件供电，所述无线通讯模块用于与船舶或交管控制部门交互信息，所述定位模块用于定位航标本体位置以及各航行船舶的位置信息，所述智能控制软件根据采集监控模块所采集风浪大小、水流速度急缓、天气情况、船舶的数量大小、船舶的行驶速度情况实时判断船舶的通航情况以及船舶行驶的实时状态，且同时通过无线通讯模块将信息交互至船舶或交管控制部门，所述交管控制部门指挥并协调疏解交通，向对应船舶提供助航服务，对应船舶进行自我预警。

作为优选，所述智能控制软件判断所述航标的偏移程度是否超过预设范围，如果超过，则航标的状态为异常状态，所述智能控制软件通过无线通讯模块将信息交互给所述交管控制部门或经过航标本体的船舶并进行警示，并同时通过交通指示模块进行广播播报预警，如果没超过，则航标的状态为正常状态；所述智能控制软件还能够根据采集监控模块判断船舶的航行速度快慢，根据其航行的速度对应水文环境情况、气象情况、水流速度分析预警为该船舶提供航行路段所需的安全航行信息，当所述智能控制软件判断船舶在预置的时间段内航行速度远低于理论值时，所述智能控制软件通过无线通讯模块将信息交互给该船舶或交互给交管控制部门。

作为优选，所述船舶的通航情况以及船舶行驶的实时状态包括船舶航行的危险等级，所述危险等级划分为无风险助航等级、低风险预警等级和高风险警报等级；

其中，采集监控模块采集到航标本体周围的水文环境情况良好、气象情况良好、船舶航行速度在理论值范围内，所述智能控制软件则判断为无风险险航等级；

采集监控模块采集到航标本体周围的水文环境情况良好、气象情况良好、船舶航行速度超出理论值范围；或者水文环境情况差、气象情况差，但是船舶航行速度在理论值范围内，所述智能控制软件则判断为低风险预警等级；

采集监控模块采集到航标本体周围的水文环境情况差、气象情况差、船舶航行速度超出理论值范围，偏离航道，有违章船舶和遇险船舶，所述智能控制软件则判断为高风险预警等级。

作为优选，所述采集监控模块包括摄像头或超声波探测器或传感器，所述传感器包括速度传感器或加速度传感器或位置传感器或距离传感器。

作为优选，所述无线通讯模块用于在控制电路板控制下，至少采用下述通讯模式的一种交互信息，通讯模式：3g/4g公网短信、gprs模式、北斗卫星短报文通讯模式、ais二进制报文模式，所述无线通讯模块还包括通过无线局域网为船舶或交管控制部门交互信息。

作为优选，所述定位模块包括gps定位仪或陀螺仪。

作为优选，所述交通指示模块包括扬声器或喇叭，所述交通指示模块与智能控制软件无线连接。

作为优选，所述供电模块包括太阳能电池板以及和太阳能电池板连接的蓄电池，所述太阳能电池板上通过阳光的照射发电并给航标本体的各部件供电；所述供电模块或者由集成干电池、电池充电和电压变换器组成，为航标本体各用电部件提供电力。

作为优选，所述航标本体还设置有数据存储器，所述数据存储器与智能控制软件连接，所述数据存储器存储有航标本体过往船舶的航行数据、航标本体周围的水文环境情况以及气象情况数据。

本发明的有益效果是：

1.有效结合航道的实际航情和水文情况，实现船舶的速度分析，掌握船舶的航行情况，智能化实时监测航道内的船舶、航标、水文的状态信息，能够极大的提高航标日常监管、维护水平；

2.实现迅速确定航标设备故障，提高了航标可利用率，降低了航标运行管理费用、促进航标管理现代化，实现航标管理“数字化”和“智能化”；

3.为船舶提供航道各要素的助航保障服务，实现全方位、多角度、立体式的综合助航体系及航海保障信息收集发布体系，为船舶驾引、海事监管、海上搜救、溢油应急反应、方案编制、港口建设、航道疏浚等工作的顺利开展提供了有力的数据支持；

4.自动识别周围的违章船舶和遇险船舶，并为周围船舶提供海上信息服务，自主承担船舶航行的现场交通指挥；

5.提高航道基础设施运行效能和安全性，为目前日益繁忙的航道交通提供精确的局部气象灾害预警。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明涉及的示意图；

图2为本发明涉及结构框图一；

图3为本发明涉及的结构框图二。

图中标号说明：航标本体1，控制电路板2，智能控制软件3，定位模块4，无线通讯模块5，采集监控模块6，交通指示模块7，供电模块8。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

应当注意，尽管在附图2中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。用户可根据需求选择一个步骤操作即可。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行请求。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机请求的组合来实现。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案：

参照图1至图3所示，一种智能监测航道航标，包括设置于江河湖泊上的航标本体1，所述航标本体1设置有控制电路板2，所述控制电路板2内安装有智能控制软件3，所述控制电路板2设置有定位模块4和无线通讯模块5，所述控制电路板2通过线缆或线束与采集监控模块6，交通指示模块7，供电模块8连接，所述采集监控模块6用于采集航标本体1周围的水文环境情况、气象情况、船舶航行信息情况，所述交通指示模块7用于交通指示船舶航行方位，向船舶提供助航服务和预警信息播发，所述供电模块8用于向航标本体1的各部件供电，所述无线通讯模块5用于与船舶或交管控制部门交互信息，所述定位模块4用于定位航标本体1位置以及各航行船舶的位置信息，所述智能控制软件3根据采集监控模块6所采集风浪大小、水流速度急缓、天气情况、船舶的数量大小、船舶的行驶速度情况实时判断船舶的通航情况以及船舶行驶的实时状态，且同时通过无线通讯模块5将信息交互至船舶或交管控制部门，所述交管控制部门指挥并协调疏解交通，向对应船舶提供助航服务，对应船舶进行自我预警。

在本发明实施例中，设置在航标本体上的位移传感器或距离传感器监测到航标的偏移程度时，其中智能控制软件3判断所述航标的偏移程度是否超过预设范围，例如，预设的航标偏移程度大于1cm时，则为超过预设范围，则航标的状态为异常状态，智能控制软件3通过无线通讯模块5将信息交互给所述交管控制部门或经过航标本体1的船舶，进行警示同时通过交通指示模块7进行广播播报预警，提醒过往的船舶注意，如果没超过，则航标的状态为正常状态；

在本发明实施例中，所述智能控制软件3还能够根据采集监控模块6判断船舶的航行速度快慢，根据其航行的速度对应水文环境情况、气象情况、水流速度分析预警为该船舶提供固定航行路段所需的安全航行信息，当所述智能控制软件3判断船舶在预置的时间段内航行速度远低于理论值时，智能控制软件3通过无线通讯模块5将信息交互给该船舶或交互给交管控制部门，为该船舶导航或助航。

例如，采集监控模块6统计船舶的数量多少，吨位大小，评估能否安全通航，当航线特别繁忙的时候，就需要交管控制部门提高警惕，某路段某位置交通繁忙，需要疏解交通，救援待命。

采集监控模块采集船舶的航行速度，统计若干船舶的航行速度，在某时间段内通过某位置，如果航行的速度远低于理论值，则会阻碍其他船舶的前进。

在本发明实施例中，所述船舶的通航情况以及船舶行驶的实时状态包括船舶航行的危险等级，所述危险等级划分为无风险助航等级、低风险预警等级和高风险警报等级；

其中，采集监控模块6采集到航标本体1周围的水文环境情况良好、气象情况良好、船舶航行速度在理论值范围内，所述智能控制软件3则判断为无风险助航等级；

采集监控模块6采集到航标本体1周围的水文环境情况良好、气象情况良好、船舶航行速度超出理论值范围；或者水文环境情况差、气象情况差，但是船舶航行速度在理论值范围内，所述智能控制软件3则判断为低风险预警等级；

采集监控模块6采集到航标本体1周围的水文环境情况差、气象情况差、船舶航行速度超出理论值范围，偏离航道，有违章船舶和遇险船舶，所述智能控制软件3则判断为高风险预警等级。

在本发明实施例中，其中采集监控模块6包括摄像头或超声波探测器或传感器，所述传感器包括速度传感器或加速度传感器或位置传感器或距离传感器，传感器的种类包括但不仅限于以上种类的传感器。

在本发明实施例中，所述无线通讯模块5用于在控制电路板2控制下，至少采用下述通讯模式的一种交互信息，通讯模式：3g/4g公网短信、gprs模式、北斗卫星短报文通讯模式、ais二进制报文模式，所述无线通讯模块5还包括通过无线局域网为船舶或交管控制部门交互信息。

在本发明实施例中，所述定位模块4包括gps定位仪或陀螺仪。

在本发明实施例中，所述交通指示模块7包括扬声器或喇叭，所述交通指示模块7与智能控制软件3无线连接。

在本发明实施例中，所述供电模块8包括太阳能电池板以及和太阳能电池板连接的蓄电池，所述太阳能电池板上通过阳光的照射发电并给航标本体1的各部件供电；所述供电模块8或者由集成干电池、电池充电和电压变换器组成，为航标本体1各用电部件提供电力。

在本发明实施例中，所述航标本体1还设置有数据存储器，所述数据存储器与智能控制软件3连接，所述数据存储器存储有航标本体1过往船舶的航行数据、航标本体1周围的水文环境情况以及气象情况数据。

具体实施例：

在实际应用中，智能控制软件根据采集监控模块所采集风浪大小、水流速度急缓、天气情况、船舶的数量大小、船舶的行驶速度情况实时判断船舶的通航情况以及船舶行驶的实时状态，且同时通过无线通讯模块将信息交互至船舶或交管控制部门，交管控制部门指挥并协调疏解交通，向对应船舶提供助航服务，对应船舶进行自我预警。其中，采集监控模块6采集到航标本体1周围的水文环境情况良好、气象情况良好、船舶航行速度在理论值范围内，智能控制软件3则判断为无风险险助航等级；若采集监控模块6采集到航标本体1周围的水文环境情况良好、气象情况良好、船舶航行速度超出理论值范围；或者水文环境情况差、气象情况差，但是船舶航行速度在理论值范围内，智能控制软件3则判断为低风险预警等级；若采集监控模块6采集到航标本体1周围的水文环境情况差、气象情况差、船舶航行速度超出理论值范围，偏离航道，有违章船舶和遇险船舶，所述智能控制软件3则判断为高风险预警等级。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。