船舶监控智能语音提醒系统及实现方法
船舶监控智能语音提醒系统及实现方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及船舶交通安全监控系统，具体是一种对船舶航行动态进行监控，分析计算出危险信息，并通过语音及其他方式提醒船舶驾驶人员和交通安全监控人员避免危险的船舶监控智能语音提醒系统及实现方法。
【背景技术】
[0002]近年来，海上航行作业日益频繁，船舶交通安全监管压力越来越大，为了减少海上交通事故，保证海洋清洁，船舶交通管理中心(以下简称“VTS”)值班员需要连续长时间对船舶动态监控，当船舶发生碰撞、误入禁航区、接近碍航物和偏离航道等危险时，值班员需要及时发现危险情况，利用甚高频系统(以下简称“VHF系统”)在规定频道上喊话，提前预警，提醒船舶注意避免上述危险，注意航行安全。但是靠人工监控的方式，存在一些弊端，主要体现在VTS值班员长时间集中精神容易产生疲劳且难免会有疏漏，另外值班员同一时间只能监控小范围水域，如果需要监控大面积水域，需要大量的人力资源投入。
[0003]国际和国内相关公司和科研机构研发的基于AIS信息的船舶危险信息提醒系统，虽然能够计算出船舶航行危险信息，但基本上没有对这些危险信息进行分析整理和过滤筛选，存在大量的误报警，有时候反而对会增加一些工作量，并且这些信息只是提供给VTS值班员，仍然需要值班员进行核实，操作甚高频VHF系统发出预警，没有实现自动提醒船舶的功能，没有切实减轻值班人员负担，提高工作效率。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决【背景技术】所述的上述问题，而提供一种船舶监控智能语音提醒系统及实现方法，以减轻值班员工作负担，实现在没有人工干预的情况下，智能地对存在危险的船舶进行甚高频语音或其他方式提醒，达到辅助VTS值班员监控船舶航行动态的目的。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
一种船舶监控智能语音提醒系统，包括:安装在船舶上的船载AIS和船载VHF;安装在陆地上的岸基AIS数据中心;VTS监控中心及安装在VTS监控中心的VHF系统;船载AIS与岸基AIS数据中心通过无线电波发送、接收AIS数据，岸基AIS数据中心与VTS监控中心通过互联网相连发送、接收AI S数据；
还包括VHF控制设备和音响设备，VHF控制设备集成安装有VHF监测模块和VHF控制模块;音响设备与VHF控制设备电连接；
VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机内置有:危险信息计算分析模块，船舶信息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息AIS报文生成模块，危险信息显示丰旲块;
VTS监控中心与VHF控制设备通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至VHF控制设备；
VHF控制设备与VHF系统电连接，控制与检测VHF系统的收发状态并传输语音信号，VHF系统通过无线电波将语音信号传输至船载VHF。
[0006]—种上述船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，按下述步骤进行:
步骤1，海上船舶通过船载AIS将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传输，以一种AIS报文的形式发送给岸基AIS数据中心；
步骤2，岸基AIS数据中心收集覆盖区域内的所有船舶发送过来AIS船舶信息，通过AIS转发服务器将船舶AIS信息以报文的形式转发到互联网中；
步骤3，VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基AIS数据中心的船舶AIS信息，即最初从海上船舶发送过来的AIS报文；
步骤4，VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的AIS报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息，包括动态信息和静态信息，然后将船舶的动态信息存入到数据处理服务器或电脑主机内存中，将船舶静态信息存入到船舶信息数据库中；
步骤5，危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和玮度，判断船舶是否在用户限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，抛弃此部分的数据；
危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数据，计算监控区域内存在哪些船舶；
危险信息计算分析模块生成危险提醒信息，危险提醒信息包括危险碰撞提醒信息、接近碍航物危险提醒信息、接近或进入禁航区提醒信息、偏航提醒信息，危险提醒信息交给语音生成模块、危险信息显示模块和危险信息AIS报文生成模块进行处理；
步骤6，语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号；语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发;若选定是强制播发，则直接执行步骤8，选择的是检测播发，则执行步骤7;
步骤7，VHF控制设备的VHF检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤7，直到频道没有其他用户占用，进入步骤8;
步骤8，VHF控制设备的VHF控制模块开启VTS监控中心的VHF系统播发功能，VHF系统开始播发危险提醒语音；
步骤9，船舶通过船载VHF接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险；
步骤10，经过危险信息计算分析模块的处理，危险信息的相关信息被以文字和图标的样式显示在电脑屏幕上，供VTS值班人员查看，并在设定时间内自动消除；
步骤11，危险信息AIS报文处理模块将危险信息转换为AIS消息报文，通过互联网传输到岸基AIS数据中心的AIS转发服务器；
步骤12，岸基AIS数据中心将收到的AIS危险信息报文通过其AIS系统以无线传输的方式发送至船载AIS;
步骤13，船载AIS接收来自岸基AIS数据中心的AIS危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人员。
[0007]采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是:
开创性地采用自动向船舶发送语音提醒信息，或者文本提醒信息的方式，达到提醒船舶驾驶人员和值班人员的目的，整个过程最大程度模拟VTS人员值班的过程，能够实现提醒智能化，无需人工操作。
[0008]作为优选，本发明更进一步的技术方案是:
步骤4中，所述的动态信息包括船舶用户ID即MMSI码、船舶位置经度、玮度、航速、实际航向和地面航线信息，所述的静态信息包括船舶用户ID即MMSI码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺寸、吃水信息。
[0009]步骤5中所述的危险碰撞提醒信息的生成方法是:
危险信息计算分析模块根据船舶的经玮度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，根据两船的相对方位、航向、航速、位置经玮度，计算出危险碰撞提醒信息的评价指标:最小会遇距离DCPA和最小会遇时间TCPA，如果DCPA和TCPA在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险；
如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息；
根据两船的静态信息和用户设定的规则进行过滤和筛选，剔除正常靠泊作业或者船舶活动导致的碰撞危险信息，屏蔽特殊船舶间的碰撞危险信息，提供用户的需要的船舶碰撞危险提醒信息。
[0010]步骤5中所述的接近碍航物危险提醒信息的生成方法是:
用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经玮度或者范围；
危险信息计算分析模块根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之间的距离，若距离在设定范围内，计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航物危险；
如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的船舶接近碍航物危险信息，进而生成用户需要的碍航物危险提醒信息。
[0011]步骤5中所述的接近或进入禁航区提醒信息的生成方法是:
用户需要设定禁航区的范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度信息计算船舶是否处在或接近禁航区的区域内，若处在或接近区域，则代表船舶已经进入或接近禁航区危险；
如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽允许进入禁航区的船舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。
[0012]步骤5中所述的偏航提醒信息的生成方法是:
预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围内，若不在此范围 内或在区域边缘，根据航道外的水深和船舶本身的吃水对比，不满足安全航行，代表船舶存在偏航危险；
如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的偏航提醒信息，进而生成偏航危险提醒信息。
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例的系统结构示意图；
图2是本发明实施例的系统流程图；
图中:10-船舶；11-船载VHF; 12-船载AIS; 20-岸基AIS数据中心；30-VTS监控中心;40-VHF控制设备;41-音响设备;42-VHF系统。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但本实施例不对本发明构成任何限制。
[0015]参见图1，一种船舶监控智能语音提醒系统，由安装在船舶10上的船载AIS12和船载VHF11、安装在陆地上的岸基AIS数据中心20、VTS监控中心30、安装在VTS监控中心30的VHF系统42、VHF控制设备40、音响设备41构成；
船载AIS12与岸基AIS数据中心20通过无线电波发送、接收AIS数据，岸基AIS数据中心20与VTS监控中心30通过互联网相连发送、接收AIS数据；
VHF控制设备40集成安装有VHF监测模块和VHF控制模块;音响设备41与VHF控制设备40电连接；
VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机内置有:危险信息计算分析模块，船舶信息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息AIS报文生成模块，危险信息显不丰旲块；
VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机与VHF控制设备40通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至VHF控制设备40;
VHF控制设备40与VHF系统42电连接，控制与检测VHF系统42的收发状态并传输语音信号，VHF系统42通过无线电波将语音信号传输至船载VHF11。
[0016]上述的船载AIS12，国际海事组织(頂0)规定，2002年7月I日至2008年7月I日航行在国际航线上300总吨以上的船舶和公约国航行于国内航线500总吨以上的船舶，分阶段执行配备船舶自动识别设备，即本系统所述的船载AIS12，到目前为止，绝大部分船舶已经配备了 AIS系统，所以给本系统的实现提供了设备保障。
[0017]上述的岸基AIS数据中心20是由交通运输部海事局建立的AIS数据收发转发中心，可以通过互联网接收或者发送覆盖区域内的所有船舶的AIS信息。岸基AIS数据中心20通过无线传输实现与船载AIS12进行数据交互。
[0018]VTS监控中心30的VHF系统42、船载VHF11是一种工作在甚高频上的电话语音通信设备，VHF收发模块集成在VHF系统内。
[0019]参见图2，一种船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，按下述步骤进行:
(1)海上航行的船舶10通过船载AIS12将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传输，以一种AIS报文的形式发送给岸基AIS数据中心20。
[0020](2)岸基AIS数据中心20负责收集覆盖区域内的所有船舶发送过来AIS船舶信息，通过AIS转发服务器将船舶AIS信息以报文的形式转发到互联网中；所述的覆盖区域是指AIS无线通信信号能够覆盖的区域。
[0021](3)VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基AIS数据中心20的船舶AIS信息，即最初从航行的船舶10发送过来的AIS报文。
[0022](4)VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的AIS报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息。包括动态信息和静态信息，其中动态信息主要包括船舶用户ID即MMSI码、船舶位置经度、玮度、航速、实际航向和地面航线等信息，静态信息包括船舶用户ID即MMSI码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺寸、吃水等信息。
[0023](5)将船舶10的动态信息存入到危险信息计算分析模块所在的电脑服务器或者电脑主机内存中，将船舶10静态信息存入船舶信息数据库中。
[0024](6)危险信息计算分析模块计算船舶10动态信息中的经度和玮度，判断船舶10是否在用户限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，将抛弃此部分数据。
[0025](7)危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶10动静态数据，计算监控区域内存在哪些船舶。
[0026](8)危险碰撞提醒信息的分析，危险信息计算分析模块首先根据船舶10的经玮度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，再根据两船的相对方位、航向、航速、位置经玮度计算出危险碰撞提醒信息的评价指标:最小会遇距离(简称DCPA)和最小会遇时间(简称TCPA)，如果DCPA和TCPA在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险。
[0027](9)如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息。
[0028](10)危险信息计算分析模块根据两船的静态信息确认两船是否是存在真正的碰撞危险，而不是正常的接近靠泊作业或者其他船舶活动，并根据用户的需要，屏蔽特殊船舶之间的碰撞危险，例如渔船之间的碰撞危险，拖轮与商船的之间的碰撞危险，进而生成用户需要的船舶碰撞危险提醒信息。
[0029]( 11)接近碍航物危险提醒信息分析，用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经玮度或者范围。
[0030](12)]根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之间的距离，若距离在设定范围内。计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航物危险。
[0031](13)如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽不需要的危险提醒信息，进而生成用户需要的偏航危险提醒信息。
[0032](14)接近或进入禁航区提醒信息的分析，用户需要设定禁航区的范围；危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度信息计算船舶是否处在或接近禁航区的区域内，若处在或接近区域，则代表船舶已经进入或接近禁航区危险。
[0033](15)如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽允许进入禁航区的船舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。
[0034](16)偏航提醒信息的分析，预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险提醒信息分析模块根据船舶的位置经玮度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围内，若不在此范围内或在区域边缘，代表船舶存在偏航危险。
[0035](17)如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽不需要的危险提醒信息，进而生成用户需要的偏航危险提醒信息。
[0036](18)步骤(13)、(15)、(17)生成的危险提醒信息经过过滤和筛选，生成最终的危险提醒?目息Ο
[0037](19)危险提醒信息会被交给三个模块处理，分别是语音生成模块、危险信息显示模块和危险信息AIS报文生成模块，以备执行步骤(20)、(25)、(27)。
[0038](20)语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号。
[0039](21)语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发。若选定是强制播发，则直接执行步骤(23)，选择的是检测播发，则执行步骤(22)。
[0040](22)VHF控制设备40的VHF检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤(22)，直到频道没有其他用户占用，进入步骤(23)。
[0041 ] (23)VHF控制设备40的VHF控制模块开启VTS监控中心的VHF系统播发功能，VHF系统开始播发危险提醒语音。
[0042](24)船舶通过船载VHF11接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险。
[0043](25)经过危险信息显示模块的处理，危险信息的相关信息会被以文字和图标的样式显示在电脑屏幕上，供VTS值班人员查看，并在设定时间内自动消除。
[0044](26)危险信息AIS报文处理模 块会将危险信息装换为AIS消息报文，通过互联网传输到AIS转发服务器。
[0045](27)岸基AIS数据中心20将收到的AIS危险信息报文通过AIS系统以无线传输的方式发送至船载AIS12。
[0046](28)船载AIS12接收来自岸基AIS数据中心20的AIS危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人员。
[0047]以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
【主权项】
1.一种船舶监控智能语音提醒系统，包括:安装在船舶(10)上的船载AIS(12)和船载VHF(ll);安装在陆地上的岸基AIS数据中心(20);VTS监控中心(30)及安装在VTS监控中心(30)的VHF系统(42);船载AIS(12)与岸基AIS数据中心(20)通过无线电波发送、接收AIS数据，岸基AIS数据中心(20)与VTS监控中心(30)通过互联网相连发送、接收AIS数据;其特征在于: 还包括VHF控制设备(40)和音响设备(41)，VHF控制设备(40)集成安装有VHF监测模块和VHF控制模块;音响设备(41)与VHF控制设备(40)电连接； VTS监控中心(30)的数据处理服务器或电脑主机内置有:危险信息计算分析模块，船舶信息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息AIS报文生成模块，危险信息显示模块； VTS监控中心(30)与VHF控制设备(40)通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至VHF控制设备(40); VHF控制设备(40)与VHF系统(42)电连接，控制与检测VHF系统(42)的收发状态并传输语音信号，VHF系统(42)通过无线电波将语音信号传输至船载VHF( 11)。2.—种如权利要求1所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，按下述步骤进行: 步骤1，海上船舶通过船载AIS( 12)将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传输，以一种AIS报文的形式发送给岸基AIS数据中心(20); 步骤2，岸基AIS数据中心(20)收集覆盖区域内的所有船舶发送过来AIS船舶信息，通过AIS转发服务器将船舶AIS信息以报文的形式转发到互联网中； 步骤3，VTS监控中心(30)的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基AIS数据中心(20)的船舶AIS信息，即最初从海上船舶发送过来的AIS报文； 步骤4，VTS监控中心(30)的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的AIS报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息，包括动态信息和静态信息，然后将船舶的动态信息存入到数据处理服务器或电脑主机内存中，将船舶静态信息存入到船舶信息数据库中； 步骤5，危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和玮度，判断船舶是否在用户限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，抛弃此部分的数据； 危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数据，计算监控区域内存在哪些船舶； 危险信息计算分析模块生成危险提醒信息，危险提醒信息包括危险碰撞提醒信息、接近碍航物危险提醒信息、接近或进入禁航区提醒信息、偏航提醒信息，危险提醒信息交给语音生成模块、危险信息显示模块和危险信息AIS报文生成模块进行处理； 步骤6，语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号；语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发;若选定是强制播发，则直接执行步骤8，选择的是检测播发，则执行步骤7; 步骤7，VHF控制设备(40)的VHF检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤7，直到频道没有其他用户占用，进入步骤8; 步骤8，VHF控制设备(40)的VHF控制模块开启VTS监控中心的VHF系统播发功能，VHF系统开始播发危险提醒语音； 步骤9，船舶通过船载VHF( 11)接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险； 步骤10，经过危险信息计算分析模块的处理，危险信息的相关信息被以文字和图标的样式显示在电脑屏幕上，供VTS值班人员查看，并在设定时间内自动消除； 步骤11，危险信息AIS报文处理模块将危险信息转换为AIS消息报文，通过互联网传输到岸基AIS数据中心(20 )的AIS转发服务器； 步骤12，岸基AIS数据中心(20)将收到的AIS危险信息报文通过其AIS系统以无线传输的方式发送至船载AIS(12); 步骤13，船载AIS( 12)接收来自岸基AIS数据中心(20)的AIS危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人员。3.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤4中，所述的动态信息包括船舶用户ID即MMSI码、船舶位置经度、玮度、航速、实际航向和地面航线信息，所述的静态信息包括船舶用户ID即MMSI码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺寸、吃水信息。4.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的危险碰撞提醒信息的生成方法是: 危险信息计算分析模块根据船舶的经玮度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，根据两船的相对方位、航向、航速、位置经玮度，计算出危险碰撞提醒信息的评价指标:最小会遇距离DCPA和最小会遇时间TCPA，如果DCPA和TCPA在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险； 如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息； 根据两船的静态信息和用户设定的规则进行过滤和筛选，剔除正常靠泊作业或者船舶活动导致的碰撞危险信息，屏蔽特殊船舶间的碰撞危险信息，提供用户的需要的船舶碰撞危险提醒信息。5.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的接近碍航物危险提醒信息的生成方法是: 用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经玮度或者范围； 危险信息计算分析模块根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之间的距离，若距离在设定范围内，计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航物危险； 如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的船舶接近碍航物危险信息，进而生成用户需要的碍航物危险提醒信息。6.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的接近或进入禁航区提醒信息的生成方法是: 用户需要设定禁航区的范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度信息计算船舶是否处在或接近禁航区的区域内，若处在或接近区域，则代表船舶已经进入或接近禁航区危险； 如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽允许进入禁航区的船舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。7.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的偏航提醒信息的生成方法是: 预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围内，若不在此范围内或在区域边缘，根据航道外的水深和船舶本身的吃水对比，不满足安全航行，代表船舶存在偏航危险； 如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的偏航提醒信息，进而生成偏航危险提醒信息。
【专利摘要】本发明涉及一种船舶监控智能语音提醒系统及实现方法。船舶通过船载AIS将本船的信息通过无线传输实时发给岸基AIS中心，岸基AIS中心将覆盖区域内的所有船舶信息通过互联网转发给VTS监控中心，VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机将船舶信息进行解析，分析计算出危险提醒信息，再将危险提醒文本信息生成语音提醒或AIS报文提醒信息，通过VHF系统将危险语音提醒发送给船载VHF，或者将危险提醒文本信息通过互联网发送给岸基AIS中心，由岸基AIS中心通过无线传输给指定船载AIS，并将危险信息提供给VTS值班员。本发明可以智能地对存在危险的船舶进行语音或其他方式提醒，辅助VTS值班员监控船舶航行动态。
【IPC分类】G08G3/02
【公开号】CN105489065
【申请号】CN201610036372
【发明人】吕新立, 于世杰
【申请人】吕新立, 于世杰
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月20日
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及船舶交通安全监控系统，具体是一种对船舶航行动态进行监控，分析计算出危险信息，并通过语音及其他方式提醒船舶驾驶人员和交通安全监控人员避免危险的船舶监控智能语音提醒系统及实现方法。
【背景技术】
[0002]近年来，海上航行作业日益频繁，船舶交通安全监管压力越来越大，为了减少海上交通事故，保证海洋清洁，船舶交通管理中心(以下简称“VTS”)值班员需要连续长时间对船舶动态监控，当船舶发生碰撞、误入禁航区、接近碍航物和偏离航道等危险时，值班员需要及时发现危险情况，利用甚高频系统(以下简称“VHF系统”)在规定频道上喊话，提前预警，提醒船舶注意避免上述危险，注意航行安全。但是靠人工监控的方式，存在一些弊端，主要体现在VTS值班员长时间集中精神容易产生疲劳且难免会有疏漏，另外值班员同一时间只能监控小范围水域，如果需要监控大面积水域，需要大量的人力资源投入。
[0003]国际和国内相关公司和科研机构研发的基于AIS信息的船舶危险信息提醒系统，虽然能够计算出船舶航行危险信息，但基本上没有对这些危险信息进行分析整理和过滤筛选，存在大量的误报警，有时候反而对会增加一些工作量，并且这些信息只是提供给VTS值班员，仍然需要值班员进行核实，操作甚高频VHF系统发出预警，没有实现自动提醒船舶的功能，没有切实减轻值班人员负担，提高工作效率。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决【背景技术】所述的上述问题，而提供一种船舶监控智能语音提醒系统及实现方法，以减轻值班员工作负担，实现在没有人工干预的情况下，智能地对存在危险的船舶进行甚高频语音或其他方式提醒，达到辅助VTS值班员监控船舶航行动态的目的。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
一种船舶监控智能语音提醒系统，包括:安装在船舶上的船载AIS和船载VHF;安装在陆地上的岸基AIS数据中心;VTS监控中心及安装在VTS监控中心的VHF系统;船载AIS与岸基AIS数据中心通过无线电波发送、接收AIS数据，岸基AIS数据中心与VTS监控中心通过互联网相连发送、接收AI S数据；
还包括VHF控制设备和音响设备，VHF控制设备集成安装有VHF监测模块和VHF控制模块;音响设备与VHF控制设备电连接；
VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机内置有:危险信息计算分析模块，船舶信息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息AIS报文生成模块，危险信息显示丰旲块;
VTS监控中心与VHF控制设备通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至VHF控制设备；
VHF控制设备与VHF系统电连接，控制与检测VHF系统的收发状态并传输语音信号，VHF系统通过无线电波将语音信号传输至船载VHF。
[0006]—种上述船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，按下述步骤进行:
步骤1，海上船舶通过船载AIS将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传输，以一种AIS报文的形式发送给岸基AIS数据中心；
步骤2，岸基AIS数据中心收集覆盖区域内的所有船舶发送过来AIS船舶信息，通过AIS转发服务器将船舶AIS信息以报文的形式转发到互联网中；
步骤3，VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基AIS数据中心的船舶AIS信息，即最初从海上船舶发送过来的AIS报文；
步骤4，VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的AIS报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息，包括动态信息和静态信息，然后将船舶的动态信息存入到数据处理服务器或电脑主机内存中，将船舶静态信息存入到船舶信息数据库中；
步骤5，危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和玮度，判断船舶是否在用户限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，抛弃此部分的数据；
危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数据，计算监控区域内存在哪些船舶；
危险信息计算分析模块生成危险提醒信息，危险提醒信息包括危险碰撞提醒信息、接近碍航物危险提醒信息、接近或进入禁航区提醒信息、偏航提醒信息，危险提醒信息交给语音生成模块、危险信息显示模块和危险信息AIS报文生成模块进行处理；
步骤6，语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号；语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发;若选定是强制播发，则直接执行步骤8，选择的是检测播发，则执行步骤7;
步骤7，VHF控制设备的VHF检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤7，直到频道没有其他用户占用，进入步骤8;
步骤8，VHF控制设备的VHF控制模块开启VTS监控中心的VHF系统播发功能，VHF系统开始播发危险提醒语音；
步骤9，船舶通过船载VHF接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险；
步骤10，经过危险信息计算分析模块的处理，危险信息的相关信息被以文字和图标的样式显示在电脑屏幕上，供VTS值班人员查看，并在设定时间内自动消除；
步骤11，危险信息AIS报文处理模块将危险信息转换为AIS消息报文，通过互联网传输到岸基AIS数据中心的AIS转发服务器；
步骤12，岸基AIS数据中心将收到的AIS危险信息报文通过其AIS系统以无线传输的方式发送至船载AIS;
步骤13，船载AIS接收来自岸基AIS数据中心的AIS危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人员。
[0007]采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是:
开创性地采用自动向船舶发送语音提醒信息，或者文本提醒信息的方式，达到提醒船舶驾驶人员和值班人员的目的，整个过程最大程度模拟VTS人员值班的过程，能够实现提醒智能化，无需人工操作。
[0008]作为优选，本发明更进一步的技术方案是:
步骤4中，所述的动态信息包括船舶用户ID即MMSI码、船舶位置经度、玮度、航速、实际航向和地面航线信息，所述的静态信息包括船舶用户ID即MMSI码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺寸、吃水信息。
[0009]步骤5中所述的危险碰撞提醒信息的生成方法是:
危险信息计算分析模块根据船舶的经玮度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，根据两船的相对方位、航向、航速、位置经玮度，计算出危险碰撞提醒信息的评价指标:最小会遇距离DCPA和最小会遇时间TCPA，如果DCPA和TCPA在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险；
如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息；
根据两船的静态信息和用户设定的规则进行过滤和筛选，剔除正常靠泊作业或者船舶活动导致的碰撞危险信息，屏蔽特殊船舶间的碰撞危险信息，提供用户的需要的船舶碰撞危险提醒信息。
[0010]步骤5中所述的接近碍航物危险提醒信息的生成方法是:
用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经玮度或者范围；
危险信息计算分析模块根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之间的距离，若距离在设定范围内，计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航物危险；
如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的船舶接近碍航物危险信息，进而生成用户需要的碍航物危险提醒信息。
[0011]步骤5中所述的接近或进入禁航区提醒信息的生成方法是:
用户需要设定禁航区的范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度信息计算船舶是否处在或接近禁航区的区域内，若处在或接近区域，则代表船舶已经进入或接近禁航区危险；
如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽允许进入禁航区的船舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。
[0012]步骤5中所述的偏航提醒信息的生成方法是:
预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围内，若不在此范围 内或在区域边缘，根据航道外的水深和船舶本身的吃水对比，不满足安全航行，代表船舶存在偏航危险；
如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的偏航提醒信息，进而生成偏航危险提醒信息。
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例的系统结构示意图；
图2是本发明实施例的系统流程图；
图中:10-船舶；11-船载VHF; 12-船载AIS; 20-岸基AIS数据中心；30-VTS监控中心;40-VHF控制设备;41-音响设备;42-VHF系统。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但本实施例不对本发明构成任何限制。
[0015]参见图1，一种船舶监控智能语音提醒系统，由安装在船舶10上的船载AIS12和船载VHF11、安装在陆地上的岸基AIS数据中心20、VTS监控中心30、安装在VTS监控中心30的VHF系统42、VHF控制设备40、音响设备41构成；
船载AIS12与岸基AIS数据中心20通过无线电波发送、接收AIS数据，岸基AIS数据中心20与VTS监控中心30通过互联网相连发送、接收AIS数据；
VHF控制设备40集成安装有VHF监测模块和VHF控制模块;音响设备41与VHF控制设备40电连接；
VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机内置有:危险信息计算分析模块，船舶信息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息AIS报文生成模块，危险信息显不丰旲块；
VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机与VHF控制设备40通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至VHF控制设备40;
VHF控制设备40与VHF系统42电连接，控制与检测VHF系统42的收发状态并传输语音信号，VHF系统42通过无线电波将语音信号传输至船载VHF11。
[0016]上述的船载AIS12，国际海事组织(頂0)规定，2002年7月I日至2008年7月I日航行在国际航线上300总吨以上的船舶和公约国航行于国内航线500总吨以上的船舶，分阶段执行配备船舶自动识别设备，即本系统所述的船载AIS12，到目前为止，绝大部分船舶已经配备了 AIS系统，所以给本系统的实现提供了设备保障。
[0017]上述的岸基AIS数据中心20是由交通运输部海事局建立的AIS数据收发转发中心，可以通过互联网接收或者发送覆盖区域内的所有船舶的AIS信息。岸基AIS数据中心20通过无线传输实现与船载AIS12进行数据交互。
[0018]VTS监控中心30的VHF系统42、船载VHF11是一种工作在甚高频上的电话语音通信设备，VHF收发模块集成在VHF系统内。
[0019]参见图2，一种船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，按下述步骤进行:
(1)海上航行的船舶10通过船载AIS12将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传输，以一种AIS报文的形式发送给岸基AIS数据中心20。
[0020](2)岸基AIS数据中心20负责收集覆盖区域内的所有船舶发送过来AIS船舶信息，通过AIS转发服务器将船舶AIS信息以报文的形式转发到互联网中；所述的覆盖区域是指AIS无线通信信号能够覆盖的区域。
[0021](3)VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基AIS数据中心20的船舶AIS信息，即最初从航行的船舶10发送过来的AIS报文。
[0022](4)VTS监控中心30的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的AIS报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息。包括动态信息和静态信息，其中动态信息主要包括船舶用户ID即MMSI码、船舶位置经度、玮度、航速、实际航向和地面航线等信息，静态信息包括船舶用户ID即MMSI码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺寸、吃水等信息。
[0023](5)将船舶10的动态信息存入到危险信息计算分析模块所在的电脑服务器或者电脑主机内存中，将船舶10静态信息存入船舶信息数据库中。
[0024](6)危险信息计算分析模块计算船舶10动态信息中的经度和玮度，判断船舶10是否在用户限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，将抛弃此部分数据。
[0025](7)危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶10动静态数据，计算监控区域内存在哪些船舶。
[0026](8)危险碰撞提醒信息的分析，危险信息计算分析模块首先根据船舶10的经玮度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，再根据两船的相对方位、航向、航速、位置经玮度计算出危险碰撞提醒信息的评价指标:最小会遇距离(简称DCPA)和最小会遇时间(简称TCPA)，如果DCPA和TCPA在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险。
[0027](9)如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息。
[0028](10)危险信息计算分析模块根据两船的静态信息确认两船是否是存在真正的碰撞危险，而不是正常的接近靠泊作业或者其他船舶活动，并根据用户的需要，屏蔽特殊船舶之间的碰撞危险，例如渔船之间的碰撞危险，拖轮与商船的之间的碰撞危险，进而生成用户需要的船舶碰撞危险提醒信息。
[0029]( 11)接近碍航物危险提醒信息分析，用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经玮度或者范围。
[0030](12)]根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之间的距离，若距离在设定范围内。计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航物危险。
[0031](13)如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽不需要的危险提醒信息，进而生成用户需要的偏航危险提醒信息。
[0032](14)接近或进入禁航区提醒信息的分析，用户需要设定禁航区的范围；危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度信息计算船舶是否处在或接近禁航区的区域内，若处在或接近区域，则代表船舶已经进入或接近禁航区危险。
[0033](15)如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽允许进入禁航区的船舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。
[0034](16)偏航提醒信息的分析，预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险提醒信息分析模块根据船舶的位置经玮度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围内，若不在此范围内或在区域边缘，代表船舶存在偏航危险。
[0035](17)如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽不需要的危险提醒信息，进而生成用户需要的偏航危险提醒信息。
[0036](18)步骤(13)、(15)、(17)生成的危险提醒信息经过过滤和筛选，生成最终的危险提醒?目息Ο
[0037](19)危险提醒信息会被交给三个模块处理，分别是语音生成模块、危险信息显示模块和危险信息AIS报文生成模块，以备执行步骤(20)、(25)、(27)。
[0038](20)语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号。
[0039](21)语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发。若选定是强制播发，则直接执行步骤(23)，选择的是检测播发，则执行步骤(22)。
[0040](22)VHF控制设备40的VHF检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤(22)，直到频道没有其他用户占用，进入步骤(23)。
[0041 ] (23)VHF控制设备40的VHF控制模块开启VTS监控中心的VHF系统播发功能，VHF系统开始播发危险提醒语音。
[0042](24)船舶通过船载VHF11接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险。
[0043](25)经过危险信息显示模块的处理，危险信息的相关信息会被以文字和图标的样式显示在电脑屏幕上，供VTS值班人员查看，并在设定时间内自动消除。
[0044](26)危险信息AIS报文处理模 块会将危险信息装换为AIS消息报文，通过互联网传输到AIS转发服务器。
[0045](27)岸基AIS数据中心20将收到的AIS危险信息报文通过AIS系统以无线传输的方式发送至船载AIS12。
[0046](28)船载AIS12接收来自岸基AIS数据中心20的AIS危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人员。
[0047]以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
【主权项】
1.一种船舶监控智能语音提醒系统，包括:安装在船舶(10)上的船载AIS(12)和船载VHF(ll);安装在陆地上的岸基AIS数据中心(20);VTS监控中心(30)及安装在VTS监控中心(30)的VHF系统(42);船载AIS(12)与岸基AIS数据中心(20)通过无线电波发送、接收AIS数据，岸基AIS数据中心(20)与VTS监控中心(30)通过互联网相连发送、接收AIS数据;其特征在于: 还包括VHF控制设备(40)和音响设备(41)，VHF控制设备(40)集成安装有VHF监测模块和VHF控制模块;音响设备(41)与VHF控制设备(40)电连接； VTS监控中心(30)的数据处理服务器或电脑主机内置有:危险信息计算分析模块，船舶信息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息AIS报文生成模块，危险信息显示模块； VTS监控中心(30)与VHF控制设备(40)通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至VHF控制设备(40); VHF控制设备(40)与VHF系统(42)电连接，控制与检测VHF系统(42)的收发状态并传输语音信号，VHF系统(42)通过无线电波将语音信号传输至船载VHF( 11)。2.—种如权利要求1所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，按下述步骤进行: 步骤1，海上船舶通过船载AIS( 12)将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传输，以一种AIS报文的形式发送给岸基AIS数据中心(20); 步骤2，岸基AIS数据中心(20)收集覆盖区域内的所有船舶发送过来AIS船舶信息，通过AIS转发服务器将船舶AIS信息以报文的形式转发到互联网中； 步骤3，VTS监控中心(30)的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基AIS数据中心(20)的船舶AIS信息，即最初从海上船舶发送过来的AIS报文； 步骤4，VTS监控中心(30)的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的AIS报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息，包括动态信息和静态信息，然后将船舶的动态信息存入到数据处理服务器或电脑主机内存中，将船舶静态信息存入到船舶信息数据库中； 步骤5，危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和玮度，判断船舶是否在用户限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，抛弃此部分的数据； 危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数据，计算监控区域内存在哪些船舶； 危险信息计算分析模块生成危险提醒信息，危险提醒信息包括危险碰撞提醒信息、接近碍航物危险提醒信息、接近或进入禁航区提醒信息、偏航提醒信息，危险提醒信息交给语音生成模块、危险信息显示模块和危险信息AIS报文生成模块进行处理； 步骤6，语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号；语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发;若选定是强制播发，则直接执行步骤8，选择的是检测播发，则执行步骤7; 步骤7，VHF控制设备(40)的VHF检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤7，直到频道没有其他用户占用，进入步骤8; 步骤8，VHF控制设备(40)的VHF控制模块开启VTS监控中心的VHF系统播发功能，VHF系统开始播发危险提醒语音； 步骤9，船舶通过船载VHF( 11)接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险； 步骤10，经过危险信息计算分析模块的处理，危险信息的相关信息被以文字和图标的样式显示在电脑屏幕上，供VTS值班人员查看，并在设定时间内自动消除； 步骤11，危险信息AIS报文处理模块将危险信息转换为AIS消息报文，通过互联网传输到岸基AIS数据中心(20 )的AIS转发服务器； 步骤12，岸基AIS数据中心(20)将收到的AIS危险信息报文通过其AIS系统以无线传输的方式发送至船载AIS(12); 步骤13，船载AIS( 12)接收来自岸基AIS数据中心(20)的AIS危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人员。3.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤4中，所述的动态信息包括船舶用户ID即MMSI码、船舶位置经度、玮度、航速、实际航向和地面航线信息，所述的静态信息包括船舶用户ID即MMSI码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺寸、吃水信息。4.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的危险碰撞提醒信息的生成方法是: 危险信息计算分析模块根据船舶的经玮度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，根据两船的相对方位、航向、航速、位置经玮度，计算出危险碰撞提醒信息的评价指标:最小会遇距离DCPA和最小会遇时间TCPA，如果DCPA和TCPA在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险； 如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息； 根据两船的静态信息和用户设定的规则进行过滤和筛选，剔除正常靠泊作业或者船舶活动导致的碰撞危险信息，屏蔽特殊船舶间的碰撞危险信息，提供用户的需要的船舶碰撞危险提醒信息。5.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的接近碍航物危险提醒信息的生成方法是: 用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经玮度或者范围； 危险信息计算分析模块根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之间的距离，若距离在设定范围内，计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航物危险； 如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的船舶接近碍航物危险信息，进而生成用户需要的碍航物危险提醒信息。6.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的接近或进入禁航区提醒信息的生成方法是: 用户需要设定禁航区的范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度信息计算船舶是否处在或接近禁航区的区域内，若处在或接近区域，则代表船舶已经进入或接近禁航区危险； 如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽允许进入禁航区的船舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。7.根据权利要求2所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的偏航提醒信息的生成方法是: 预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险信息计算分析模块根据船舶的位置经玮度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围内，若不在此范围内或在区域边缘，根据航道外的水深和船舶本身的吃水对比，不满足安全航行，代表船舶存在偏航危险； 如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的偏航提醒信息，进而生成偏航危险提醒信息。
【专利摘要】本发明涉及一种船舶监控智能语音提醒系统及实现方法。船舶通过船载AIS将本船的信息通过无线传输实时发给岸基AIS中心，岸基AIS中心将覆盖区域内的所有船舶信息通过互联网转发给VTS监控中心，VTS监控中心的数据处理服务器或电脑主机将船舶信息进行解析，分析计算出危险提醒信息，再将危险提醒文本信息生成语音提醒或AIS报文提醒信息，通过VHF系统将危险语音提醒发送给船载VHF，或者将危险提醒文本信息通过互联网发送给岸基AIS中心，由岸基AIS中心通过无线传输给指定船载AIS，并将危险信息提供给VTS值班员。本发明可以智能地对存在危险的船舶进行语音或其他方式提醒，辅助VTS值班员监控船舶航行动态。
【IPC分类】G08G3/02
【公开号】CN105489065
【申请号】CN201610036372
【发明人】吕新立, 于世杰
【申请人】吕新立, 于世杰
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月20日
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