内河航运船舶监控系统设计

1、122交通佶息与安全 2012 q： 5期 笫30卷 总171期内河航运船舶监控系统设计郭浩孟哲（武汉理匸大学仃息程学院忒汉130070）摘要为门呆障水路航运的安全提出f 1种爼如监控系统方案系统主婴分为船舶远程监控、M 络传输、监控中心等3个部分；系统综合应用先进的视频监控、全球卫爪定位、无线通信、地理信息数 据库等技术实现对运输船筋的位茨、船舶运行状况以及安全信息的住线实时监控提离船舶営运的 安全性和可靠性达到利用现代仃息网络技术进行册舶运输岛效辔理的目标.关键词 视頻监控；船朗；安全；网络中图分类号：U676. 1文献标志码：A <loi：10. 3963. j.issn 1674

2、-4861.2012. 05. 026122交通佶息与安全 2012 q： 5期 笫30卷 总171期122交通佶息与安全 2012 q： 5期 笫30卷 总171期系统构成分析为了保障水路航运的安全尤英圧在春运等 流鼠大业务繁忙的时候迫切的需要实时了解轮 船在航行中的各种状况内河船舶监控系统通过 本地监控城像和无线图像传输可以使船员和岸 上管理人员了解轮船运行的全部过程保证轮船 的安全运行。船紡监控系统主要利用先进的信息技术和网 络技术将分散的航行船舶与岸基企业内部各种管 理应用系统右机地结合在一起，可通过岸基对船舶 航行、设备、货物等动态实现实时、智能监控防止 货物丢失.被盗等确保物资运输

3、的安全髙效保证 旅容的财产和人身安全;结合AIS 1和无线图像传 输系统在发生火灾、翻船等意外事件时指挥中心 可以立刻知道现场情况并采取紧急描施。冃前应用较多的监控方案是基于全球卫星定 位、无线网络数据传输及地理信息系统的综合监 控方案。根据系统的功能和要求可以采用如图 1所示的系统结构功能图.图1系统结构功能图Fig. 1 DiagrAm of system structure function系统从整体上可以划分成3大部分：船载监 控终端系统、网络传输、监控中心。从中我们可 以清晰的观察到船载监控终端负贵压缩、存储 从船舶各个方位釆集得到的视频图像数据同 时八IS设备通过（；PS获得定位信

4、息通过船上 的A1S终端与岸基站和船间做信息交互从 何将右效的数据提供给相关人员；网络的远距 离传榆可使工作人员从监控小心实时获得正在 航行的船舶上的各种信息从而能够针对各种 突发状况做岀及时的应答及时采取相应措施. 监控中心负责整理统计船舶信息包括船舶的 航行位置安全状态危险预警零做到对船«的 全方位监控。系统方案2.1船载终端方案船载终端安装在被监控的船舶上。包播摄像 机、船载八IS、数据控制处理主机、视频服务器等 模块组成见图2.船载终端町以通过接收卩.星发送的信号确 定船舶的实时地理位匱*，并且支持多种无线网 络传输 1 功能:GPRS. WCDMA 或 TDSCDMA 等；

5、终端系统依托移动网络汝盖中转慕站将务器 中经过处理的数据发送到处于岸基的监控中心. 由监控中心经过数据传送、分析、处理后向船载远 程终端发出侦警信息示意船舶正处于危险区域. 提醒船员做好防范T.作确保安金通过危险区域"122交通佶息与安全 2012 q： 5期 笫30卷 总171期122交通佶息与安全 2012 q： 5期 笫30卷 总171期收 «Sffl：2012-05-25修回日期：2012-08-13第一作者简介:郭浩（1988.硕士生.研究方向：信息采集与种能信号处3. Email-641416029（«jqq. com124交通佶息与安全 2012 q

6、； 5期 第30在 总171期播：监控子系统、数据库子系统、通信子系统、G1S 子系统等。124交通佶息与安全 2012 q； 5期 第30在 总171期124交通佶息与安全 2012 q； 5期 第30在 总171期AIS扭像机图2船他终瑞组成图Fig. 2 Diagram of lhe ship terminal system图4监控中心端功能图Fig. 4 The monitoring center function diagram124交通佶息与安全 2012 q； 5期 第30在 总171期船载AIS设备E -作在VHF频道上它能 周期地自动广播和接收船舶的静态、动态和与航 行冇关的

7、其它信息负责将本船的航向、航速、经 纬度位置等动态信息船名、呼号、来港、灰港等静 态信息发送给监控主机进行岸与船之间和装有 A1S终端的船与船之间的借息传递。视频服务器将摄像机采集到的模拟视频信号 数字化处理、压缩后传送给监控主机监控主机再 通过通信网络将视频内容发送到监控中心实现 网络监控的I的。另一方面，本地的显示输入i殳 备可以直接连接到监控主机上实现本地视频监 控茂看的功能。视频采集通过CCI)镜头采集数据配置1台 3G 4路DVR视频采集存储设备.通过船上本地 网络进行本地监控存储。采用CIF分辨率全 天候存储方式存储周期30 d。每天每路视频数 据所需容吊为；512 (kb/s)

8、X 24 X 3 600/( 8 X 1 024X1 024) = 5 Gbyte。如图3所示船上丁作人员可以通过船载终端 茂看个镜头所采集到的视频图像信息。图3翻舶运行状态监控图像Fig. 3 Monitoring image about running state of the ship2.2监控中心方案监控中心方案见图4.监控中心硬件部分主 要由通信网关服务器、数据库、应用程序与备份服 务器、Wcb(；IS和输出设备等组成。软件模块包监控中心通信服务器接收到来自航行船餉发 送的数据后对数据进行存储和校验，并及时更新 中心数据裤的倍息服务器同时拥有网络接口.接 II采用10/100 M自适

9、应网卡以便倍息的共亨和 传输。数据库采用的是SQL Server 2005数据库, 主要负责实现相关船舶航行信息数据存储、数据金 询、数据库维护等功能。从用户的需求出发做到 要在具备基本功能的基础上满足用户的需求。为了能在电子江图上显示AIS的信息我们 需要通过将AIS信息解码，提取AIS信息所包育 的各种船舶信息。对于AIS fn息来说它使用的 是IEC 61162-1/2标准语句有着规范的语句格 式，AIS技术标准1TU-R M. 1371-1对AIS的每 条语句所承载着的倍息都右着明确的规定代因 此我们可以根ffi AIS所接收到得信息可以根据 不同的标示符来辨别将所得具体封装语句信息

10、的字符用fi位AZ'I】码的一进制来对应生成 一个二进制的字符串之后再根据ITU-R M. 1371协议中定义的22种格式的AIS语句进行转 换从而可以提取出A IS信息所包含的各种船舶 信息。我们M以将所读取的它船经纬度坐标转换 为屏轿坐标进而根据它船的船舶状态选择相应 船舸进行显示。(；is服务器将数据库中的坐标数据加人到电 子江图中.形成可视化实时监控图标在监控中 心，开发®TGIS的船舶动态跟踪及海审监管系 统应用软件2安装在监控指挥中心的监控系统 服务器上。监控服务器可以驶动底层网络端口 实现号船载终端之间进行双向数据传送及数据处 理。同时监控中心还可以借助Intn

11、ei网络服务 器实现信息共京进一步确保了对船舶的全方位 监控，方便快捷大大提高T作效率。2.3系统软件系统软件主要用于调度屮心人员对船舶进行 监控和调度。船载主机将A IS获取的船舶实时 信息如:静态数据(船名、船舶类型)、航行的地 及航次、船位、航速、航向等通过移动通信公网传 送至航控指挥中心监控终端可在电子江图平台 上实时显示被监控船豹的动态信息和航迹，o软件系统规定了用户的权限级别(见图5) 拥右茂看权限的中心人员可以直接在地图上杳看 管理水域的所有船只所在位置。可在地图匕任接 点击船只査看该船的监控视频图像，从而可以在 线査看监控船只的甲板、斛舷、驾驶室等安装摄像 头位置的视频图像；也

12、可以获得船舶航行参数(船 位、航向和航速)、船舶状态信息。图5船削位弦侑息显示Fi耳.5 Ship position information display近年来通过3(；通信网络忆的普及手机1; 网越来越便捷.加上智能手机终端的性能提高 (见图6) 通过监控中心的无线网络系统® .我们 可以通过接人Internet的移动手机终端链接监 控中心的服务器杳看船只动态信息实现随时随 地对船削状态的监控。由于受到目前手机终端访 问时流量成本高的约束此部分的实现受到T约 束不过随着无线通信技术的成熟手持终端对系 统的控制与访问将会有很大的发展空间同时也 说明了本方案的可扩展性。图6手机终端监

13、控软件Eig. 6 Mobile terminal monitoring software结束语本文涉及的内河船舶监控系统是】种集监 控、査询、侦警等多功能F体的远程监控系统。 与目前大多数采用的航运监控系统相比本文方 案涉及到视频监控与八is系统和无线数据传输 技术以及地理信息系统、信息骨理应用系统。此 方案不仅能够在船舶L和监控中心对船舶的航彳r 路线、位置、航行的安全信息进行实时监控和査 询还可以观察通过摄像头所采集到的船舶上务 个角落的信息和安全状态便于在及时了解航运 船舶的状态的同时借助视频信息做到更具体细微 的观察T.作提高了工作的效率，增加了监控的即 时性和可靠性。参考文献叮 周

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