基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法及其系统与流程

本发明属于港口交通管控技术领域，特别是涉及基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法及其系统。

背景技术：

一般而言，港口船舶拥堵较多出现在港口位置，即限制航运的“瓶颈”是港口通过能力。而实际上很大一部分港口存在基础设施滞后、调度不合理、操作水平不高等问题，这些问题的出现严重制约了航运的发展。

通常，改善通航能力有三种途径：第一种，改建或扩建船闸，通过提升船闸规模来提升船闸通航能力；第二种，提高船舶标准化水平；第三种，提高调度管控水平。

为了较好的解决交通拥堵问题，提高通行效率，需要进行调度优化，而前提就是对交通流进行合理预测，现提供一种基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法及其系统，降低交通拥堵问题，提高通行效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法及其系统，通过无线摄像头、rfid识别器、rfid芯片、辅助处理器、数据库、gps定位端、mcu、显示器、智能设备的协作，基于卫星导航，合理安排船只的进出港，降低交通拥堵问题，提高通行效率。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为基于卫星导航的港口船舶进出港控制系统，包括无线摄像头、rfid识别器、rfid芯片、辅助处理器、数据库、gps定位端、mcu、显示器、智能设备；所述无线摄像头用于监控获取码头具体图像信息，所述无线摄像头通过图像采集及信号转换传输线路与辅助处理器通信连接；所述辅助处理器通过对无线摄像头采集的图片进行分析，判断船只处于进港状态或离港状态；所述rfid识别器设置于码头处，所述rfid芯片安装在每一船只的船身上，所述rfid识别器通过rs232或rs485或韦根或网口或wifi通讯方式与rfid芯片连接，所述rfid识别器通过tcp/ip通讯协议与辅助处理器通讯连接；所述gps定位端采集每一停靠位置的位置信息，所述gps定位端通过无线传输的方式与数据库连接，所述辅助处理器通过ip通讯协议与数据库无线连接，所述辅助处理器通过无线或有线通讯的方式与mcu进行数据的传输；所述mcu通过信号分析处理及信号传输线路与显示器连接，所述mcu通过gprs网络通讯协议与智能设备连接。

进一步地，所述辅助处理器判断船只处于进港状态或离港状态的方法为：

步骤一：无线摄像头以固定角度对码头的一个方向进行拍照，所述辅助处理器每隔预设时间t获取一次图片信息；

步骤二：当本次获取的图片与上一次获取的图片对比差异面积超过预设范围时，定义为无线摄像头视野内出现船只，并获取此时船只在该图片里所占的面积s1；

步骤三：辅助处理器间隔预设时间t再次获取无线摄像头采集的图片，并获取此时船只在图片里所占的面积s2；

步骤四：若s1-s2≦x1，则表示船只处于进港状态，否则，示船只处于离港状态。

进一步地，所述rfid识别器用于识别rfid芯片中对应船只的基本数据信息，所述基本数据信息为船只的长、宽、高、预停留时间、编号。

进一步地，所述辅助处理器根据进港船只的基本数据信息安排船只的停靠位置，并将停靠位置安排信息传输至mcu；安排位置时，按船只的预停留时间进行安排，根据预停留时间将需要优先出来的放在靠外边的泊位。

进一步地，所述mcu将停靠位置安排信息传输至显示器进行显示，并将停靠位置安排信息传输至智能设备，所述停靠位置安排信息包括对应船只的编号、泊位位置及预离港时间信息。

进一步地，所述智能设备为手机或平板或个人电脑，所述智能设备用于查看停靠位置安排信息及输入船只的基本数据信息。

进一步地，所述智能设备还用于向mcu发送离港请求信号，并接收mcu发出的准离港信号，所述mcu根据船只的基本数据信息综合判定船只的离港顺序。

所述mcu判定船只离港顺序的方法为：

s1：mcu获取进港船只的基本数据信息，并将进港船只的长、宽、高、预停留时间分别标记为c、k、g、t；

s2：根据公式q＝0.453c*k*g+0.547t，计算船只的优先指数q；

s3：当预设时间段x2内，有两只及以上的船只发送离港请求信号欲离港时，判定q最小的船只优先离港；

当预设时间段x2内，有一只船只发送离港请求信号欲离港时，直接判定该船只离港。

基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法，包括以下步骤：

ss01：通过无线摄像头监控获取码头指定区域的图像信息；

ss02：辅助处理器通过对无线摄像头采集的图片进行分析，判断船只处于进港状态或离港状态；

ss03：船只处于进港状态时，rfid识别器采集对应船只上rfid芯片内的船只的基本数据信息；

ss04：辅助处理器根据进港船只的基本数据信息安排船只的停靠位置，预停留时间短的船只安排在靠外的泊位，并将停靠位置安排信息传输至mcu；

ss05：mcu将停靠位置安排信息传输至显示器、智能设备；

ss06：用户根据智能设备接收的停靠位置安排信息进行进港停泊；

ss07：需要离港时，用户通过智能设备向mcu发送离港请求信号；

ss08：mcu根据船只的基本数据信息综合判定船只的离港顺序，并向准离港船只的智能设备发出的准离港信号，用户根据智能设备接收的准离港信号离港。

进一步地，所述无线摄像头为多个，多个所述无线摄像头采集图像的范围全覆盖港口码头区域。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过辅助处理器判断船只处于进港状态或离港状态，通过rfid识别器读取进港船只的基本数据信息，辅助处理器根据进港船只的基本数据信息安排船只的停靠位置，并将停靠位置安排信息传输至mcu，mcu将停靠位置安排信息传输至显示器进行显示，并将停靠位置安排信息传输至智能设备，通过智能设备查看停靠位置安排信息及输入船只的基本数据信息，通过智能设备向mcu发送离港请求信号，并接收mcu发出的准离港信号，mcu根据船只的基本数据信息综合判定船只的离港顺序，用户可根据停靠位置安排信息准确快速找到泊位并停泊，合理安排船只的进出港，降低船只的拥堵现象，提高通航效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于卫星导航的港口船舶进出港控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为基于卫星导航的港口船舶进出港控制系统，包括无线摄像头、rfid识别器、rfid芯片、辅助处理器、数据库、gps定位端、mcu、显示器、智能设备；无线摄像头用于监控获取码头具体图像信息，无线摄像头通过图像采集及信号转换传输线路与辅助处理器通信连接；辅助处理器通过对无线摄像头采集的图片进行分析，判断船只处于进港状态或离港状态；rfid识别器设置于码头处，rfid芯片安装在每一船只的船身上，rfid识别器通过rs232或rs485或韦根或网口或wifi通讯方式与rfid芯片连接，rfid识别器通过tcp/ip通讯协议与辅助处理器通讯连接；gps定位端采集每一停靠位置的位置信息，gps定位端通过无线传输的方式与数据库连接，辅助处理器通过ip通讯协议与数据库无线连接，辅助处理器通过无线或有线通讯的方式与mcu进行数据的传输；mcu通过信号分析处理及信号传输线路与显示器连接，mcu通过gprs网络通讯协议与智能设备连接，基于gps定位端的位置信息，准确停泊、离港。

优选的，辅助处理器判断船只处于进港状态或离港状态的方法为：

步骤一：无线摄像头以固定角度对码头的一个方向进行拍照，辅助处理器每隔预设时间t获取一次图片信息；

步骤二：当本次获取的图片与上一次获取的图片对比差异面积超过预设范围时，定义为无线摄像头视野内出现船只，并获取此时船只在该图片里所占的面积s1；

步骤三：辅助处理器间隔预设时间t再次获取无线摄像头采集的图片，并获取此时船只在图片里所占的面积s2；

步骤四：若s1-s2≦x1，则表示船只处于进港状态，否则，示船只处于离港状态。

优选的，rfid识别器用于识别rfid芯片中对应船只的基本数据信息，基本数据信息为船只的长、宽、高、预停留时间、编号；辅助处理器根据进港船只的基本数据信息安排船只的停靠位置，并将停靠位置安排信息传输至mcu；安排位置时，按船只的预停留时间进行安排，根据预停留时间将需要优先出来的放在靠外边的泊位，具体的，当一个时间段内，有两只船只需进港时，可以安排预停留时间长的船只先进港，并靠近里面的位置。

优选的，mcu将停靠位置安排信息传输至显示器进行显示，并将停靠位置安排信息传输至智能设备，停靠位置安排信息包括对应船只的编号、泊位位置及预离港时间信息；智能设备为手机或平板或个人电脑，智能设备用于查看停靠位置安排信息及输入船只的基本数据信息；智能设备还用于向mcu发送离港请求信号，并接收mcu发出的准离港信号，mcu根据船只的基本数据信息综合判定船只的离港顺序，优选的，还可以通过gps定位端对进出港的船只进行路线导航。

优选的，mcu判定船只离港顺序的方法为：

s1：mcu获取进港船只的基本数据信息，并将进港船只的长、宽、高、预停留时间分别标记为c、k、g、t；

s2：根据公式q＝0.453c*k*g+0.547t，计算船只的优先指数q；

s3：当预设时间段x2内，有两只及以上的船只发送离港请求信号欲离港时，判定q最小的船只优先离港；

当预设时间段x2内，有一只船只发送离港请求信号欲离港时，直接判定该船只离港。

基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法，包括以下步骤：

ss01：通过无线摄像头监控获取码头指定区域的图像信息；

ss02：辅助处理器通过对无线摄像头采集的图片进行分析，判断船只处于进港状态或离港状态；

ss03：船只处于进港状态时，rfid识别器采集对应船只上rfid芯片内的船只的基本数据信息；

ss04：辅助处理器根据进港船只的基本数据信息安排船只的停靠位置，预停留时间短的船只安排在靠外的泊位，并将停靠位置安排信息传输至mcu；

ss05：mcu将停靠位置安排信息传输至显示器、智能设备；

ss06：用户根据智能设备接收的停靠位置安排信息进行进港停泊；

ss07：需要离港时，用户通过智能设备向mcu发送离港请求信号；

ss08：mcu根据船只的基本数据信息综合判定船只的离港顺序，并向准离港船只的智能设备发出的准离港信号，用户根据智能设备接收的准离港信号离港。

优选的，无线摄像头为多个，多个无线摄像头采集图像的范围全覆盖港口码头区域。

基于卫星导航的港口船舶进出港控制方法及其系统，通过辅助处理器判断船只处于进港状态或离港状态，通过rfid识别器读取进港船只的基本数据信息，辅助处理器根据进港船只的基本数据信息安排船只的停靠位置，并将停靠位置安排信息传输至mcu，mcu将停靠位置安排信息传输至显示器进行显示，并将停靠位置安排信息传输至智能设备，通过智能设备查看停靠位置安排信息及输入船只的基本数据信息，通过智能设备向mcu发送离港请求信号，并接收mcu发出的准离港信号，mcu根据船只的基本数据信息综合判定船只的离港顺序，用户可根据停靠位置安排信息准确快速找到泊位并停泊，合理安排船只的进出港，降低船只的拥堵现象，提高通航效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。