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1、10申请公布号CN104064009A43申请公布日20140924CN104064009A21申请号201410280377722申请日20140623G08C17/02200601G08G3/0020060171申请人交通运输部北海航海保障中心秦皇岛航标处地址066000河北省秦皇岛市海港区河北大街331号72发明人张春江柴进柱邓祝森黄凤飞刘承旭张峰谷庆华李楠74专利代理机构秦皇岛市维信专利事务所13102代理人戴辉54发明名称基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统57摘要本发明公开了一种基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，包括浮标体；其特征是，在所述浮标体上安装太阳能光伏供电系统、水。
2、文、气象信息监测装置、数据采集器、无线通信设备，将采集的水文、气象信息通过GPRS无线网络传输到数据服务器，经数据处理平台处理后分别传送至用于控制手机短信或岸基LED大屏显示的应用服务器上或具有数据展示软件的客户端。因此，本发明构建了现代海上交通支撑体系，为航海者提供港域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。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附。
3、图2页10申请公布号CN104064009ACN104064009A1/1页21一种基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，包括浮标体；其特征是，在所述浮标体上安装太阳能光伏供电系统、水文、气象信息监测装置、数据采集器、无线通信设备，将采集的水文、气象信息通过GPRS无线网络传输到数据服务器，经数据处理平台处理后，分别传送至用于控制手机短信或岸基LED大屏显示的应用服务器上或具有数据展示软件的客户端。2根据权利要求1所述的基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，其特征是，浮标体（1）为不锈钢骨架，在所述不锈钢骨架本体上设有聚脲层。3根据权利要求1所述的基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，其。
4、特征是，水文信息监测装置为声学多普勒海流波浪测量仪。4根据权利要求1所述的基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，其特征是，气象信息监测装置，包括温湿度仪（5）、能见度仪（4）、风速风向仪（3）。5根据权利要求1所述的基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，其特征是，太阳能光伏供电系统，包括光伏电池、充电控制器和蓄电池。权利要求书CN104064009A1/4页3基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统技术领域0001本发明涉及一种基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统。为船舶进出港、离靠泊提供安全保障的监测服务网络。背景技术0002随着航海技术的发展，航标不断更新换代，目前已从传统的灯塔、灯桩。
5、、立标、灯浮、导标等视觉航标系统，发展到雷达应答器（RACON）、差分全球定位系统（RBNDGPS）、船舶自动识别系统（AIS）、船舶交通服务系统（VTS）等近、远程无线电导航、监控设施，以及将上述这些传统航标和无线电导航手段进行综合的一体化航标导助航系统，“航标”已成为“助航体系”的总称。0003航标主要用于监测与船舶航行安全相关的港域航道要素（如流速、流向、风速、风向、能见度、水温、水位、空气温湿度等），并为船舶进出港、离靠泊等提供安全保障的监测服务网络。在这方面，如日本提供了内海潮流信息显示。为克服潮流和航道多变对航行安全的影响，在海峡的进、出口处设有块潮流信号电子显示屏、灯光指示的潮流。
6、信号灯塔。在航道转弯、视野受限的的航道附近设有交通信号电子显示屏。巨大屏幕的电光显示板数海里以外可见，预告前方航路的流向、流速及附近船舶动态等各种有关航行的信息。有效指导航行，避免发生事故。SHAPEMERGEFORMATSHAPEMERGEFORMATSHAPEMERGEFORMAT其缺陷是流向不精确，只标出若干个大致方向，其他助航信息显示困难，不易编辑、显示、发布。为了解决这一问题，美国最早开展了助航系统ATON（AIDTONAVIGATION）。该助航系统由美国海岸警卫队建设，布设在港口、海湾、海洋沿岸，用来实时监测海洋水流流速流向，并将监测数据传输至美国国家海洋和大气管理局，从而为航运。
7、安全、搜救、溢油反应等提供实时可靠的数据支持。0004该系统包括浮标、电池、测量装置、无线电通讯系统、固定支架等部分组成，使用固定支架将相关设备安装在浮标体上。其缺陷是1、不能实时监测提供有关波浪、潮位、实时水质（PH、盐度、浊度、叶绿素、油污）等监测参数。00052、“ATON系统”采用钢制浮标体，在冬季，海上浮冰极易对浮标体造成损坏，并且长期投放在海里，腐蚀磨损情况较为严重；不能很好的适应北方冬季结冰的情况。00063、“ATON系统”采用的钢制浮标体重量多达5吨以上，在投放、起标时需中型以上航标船进行作业，运输和组装不很方便，布设维护操作相对困难。00074、“ATON系统”标体多采用2。
8、4米直径，在上标维护时，空间较为狭小，不便操作，浮标稳性差，不能满足多人同时上标操作。00085、“ATON系统”采用固定支架系统将相关仪器安装浮标上，会对标体造成一定程度的影响，测流仪曝露于标体外，容易遭受撞击造成系统损坏。另外，“ATON系统”采用的钢质浮标体，由于自身磁性对流速仪的磁罗盘产生干扰，所以需人工定期去浮标上作标定，大大地耗费人力、物力。说明书CN104064009A2/4页400096、电源系统采用蓄电池供电，需经常更换。发明内容0010鉴于上述现状，本发明的目的是提供一种面向航道监测基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，利用在浮标体上设置监测系统，实现了航道水文、气象信息。
9、的监测播发功能，为航道监测提供了数据支持。同时实现了3G技术和三维可视化技术在港域航道智能监测系统的应用。0011为实现上述目的，本发明的技术解决方案是一种基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，包括浮标体；在所述浮标体上安装太阳能光伏供电系统、水文、气象信息监测装置、数据采集器、无线通信设备，将采集的水文、气象信息通过GPRS无线网络传输到数据服务器，经数据处理平台处理后，分别传送至用于控制手机短信或岸基LED大屏显示的应用服务器上或具有数据展示软件的客户端。0012本发明中，所涉及的浮标体为不锈钢骨架，在所述不锈钢骨架本体上设有聚脲保护层。0013本发明中，所涉及的水文信息监测装置为声学多。
10、普勒海流波浪测量仪。0014本发明中，所涉及的气象信息监测装置，包括温湿度仪、能见度仪、风速风向仪。0015本发明中所指的声学多普勒海流波浪测量仪，由挪威进口的“阔龙”。0016本发明中所指的温湿度仪、能见度仪、风速风向仪，其型号分别为HMP45C、SVSI、05106。0017本发明所指的太阳能光伏供电系统包括光伏电池、充电控制器和蓄电池。0018其中，光伏电池选用英利公司生产，本设备共配置功率为30W的光伏电池两块，60W的光伏电池两块。其作用是负责光电转换。0019充电控制器采用SDPC（2L）型太阳能电源双路输出控制器，其作用于整个系统的过程控制。0020浮标安装遥测遥控灯器系统，除采。
11、用角反射器之外，也可以选装雷达应答器。0021本发明用于监测与船舶航行安全相关的港域航道要素的如流速、流向、风速、风向、能见度、水温、水位、空气温湿度，并为船舶进出港、离靠泊等提供安全保障的监测服务网络。其核心是及时将与船舶航行安全相关的港域航道要素监测值予以传输和显示，并对监测数据进行分析、挖掘、利用，建立预报、预警平台。实现了全方位、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，具有广阔的发展及应用前景。附图说明0022图1是本发明的示意图；图2是图1应用系统逻辑图。。
12、具体实施方式0023下面将结合附图实施例，对本发明作进一步说明。说明书CN104064009A3/4页50024见图1所示的一种基于多源信息聚融的港域航道智能监测系统，包括浮标体1，在所述浮标体1下部的尾架安装板12上安装带有锚环板14的尾架13。该浮标体1上部设有吊环板11，通过螺栓与支架2连接。所述支架2上安装有太阳能光伏供电系统、水文、气象信息监测装置、数据采集器和无线通信设备，将采集的水文、气象信息通过GPRS无线网络传输到数据服务器，经数据处理平台处理后通过有线或无线网络传送至应用客户端发布给用户。本实施例中，在所述支架2上分别安装有角反射器10、仪器密封箱9、航标灯7、顶标6和光伏。
13、电池8。上述中的数据采集器和无线通信设备安装在仪器密封箱9内。本实施例中所涉及的浮标体1为不锈钢骨架，在所述不锈钢骨架本体上设有聚脲保护层形成的弹性浮标体。所涉及的水文信息监测装置为声学多普勒海流波浪测量仪。本实施例中，所涉及的气象信息监测装置，包括温湿度仪5、能见度仪4、风速风向仪3。0025本发明中所述的温湿度仪5、能见度仪4、风速风向仪3的型号分别为HMP45C、SVSI、05106。0026上述中，所述的太阳能光伏供电系统，包括光伏电池8、充电控制器和蓄电池（图中未示意）组成。0027其中，光伏电池8选用英利公司生产，配置功率为30W的光伏电池两块，60W的光伏电池两块。其作用是负责光。
14、电转换。0028充电控制器采用SDPC（2L）型太阳能电源双路输出控制器，其作用于整个系统的过程控制。为已有技术。0029蓄电池采用风帆牌6GFM150A型密封铅酸蓄电池，容量为150AH，用于存储从光伏电池8转换来的电力。0030系统需配置太阳能瓦数150W，蓄电池容量120AH，供电满足使用要求。0031上述中，除采用角反射器之外，也可以选装雷达应答器。0032上述中，数据服务器上的软件数据处理系统，实施对水文和气象信息的接收和处理。采用多通道并发的模式，从虚拟串口接收各个测量设备传递来的数据，进行解码和预处理，将其保存到原始数据库，利用数据挖掘等方法对数据进行处理得到所需要的信息。003。
15、3本系统由海流气象信息监测装置（“阔龙”声学多普勒流速剖面仪、HMP45C温湿度传感器、05106风速风向传感器、SVS1能见度传感器）、无线通讯网络、内部局域网、数据服务器、应用服务器、LED大屏幕和数据应用工作站部分组成。0034水文信息监测装置和气象信息监测装置，是系统信息的来源；采集的信息，通过GPRS无线网络传输到数据服务器。0035数据服务器同时接收各路监测信息，并进行解码、存储；数据分析软件对接收的数据进行科学的分析和整理，生成各种应用图表；对潮流周期进行算法分析，生成潮流周期分析报告。0036应用服务器上运行有短信息发布系统、大屏幕信息发布系统，可以将港域航道信息通过手机短信、。
16、LED大屏、港域航道监测终端机、应用客户端等手段对外进行发布，为航海者提供及时、详细的港域航道信息及预警服务。0037服务器端数据收集处理，包括数据服务器软件，实现水文和气象信息的采集和处理。采用多通道并发的模式，从虚拟串口接收各个测量设备传递来的数据，进行解码和预处理，并将其保存在数据库中。说明书CN104064009A4/4页60038每个信息采集站的水文和气象信息分为三路数据传递，后台服务器管理分为两层采集站管理和数据通道管理。每个采集站对应三个数据通道，每个数据通道又对应不同的数据来源物理端口、协议格式、数据预处理模式。0039软件最大支持32个采集站共96路数据通道，采用先进的多线程。
17、编程技术，大容量循环数据缓冲编程技术，保证多个数据通道并发通讯的稳定运行和数据完整性。同时，又可以减少对服务器物理内存的占用，提高服务器运行效率，提高设备可靠性和数据处理速度。软件界面采用C技术编程，界面美观，操作方便，便于系统监控和维护。0040见图2给出了图1应用系统逻辑图。通过投放在N个港口的数据采集点，进行水文信息和气象信息的采集，采集的信息经由GPRS无线网络传输至数据服务器，数据服务器上安装有数据处理平台软件和数据库，数据处理平台从虚拟串口接收各个采集点传递来的数据，进行解码和预处理，并将其保存在数据库中,经过处理后的数据通过数据库接口经由内部局域网传递至应用服务器和内网用户。应用。
18、服务器上运行有短信息发布系统、大屏幕信息发布系统，经由手机短信、岸基LED大屏和互联网发布给用户；内网用户安装有数据展现分析软件，采用可视化技术将大量数据以图像方式提供给内网用户。0041测量的信息包括1、水文信息有流速、流向、水温、水位。0042单位时间内海水流动的距离为流速；流向是指海水流去的方向。正北为0度，沿顺时针旋转，正东为90度，正南为180度，正西为270度；水温是水体的温度；水位是指水体的自由水面高出基面以上的高程。00432、气象信息有温度、湿度、风速、风向、能见度。0044大气温度来表示大气的冷热程度；大气湿度就是指空气中的潮湿程度，它表示当时大气中水汽含量距离大气饱和的程度；风速指单位时间内风移动的距离；风向是指风吹来的方向；大气能见度是指视力正常的人能从背景（天空或地面）中识别出具有一定大小的目标物的最大距离，也称气象视程。0045浮标体本系统的灯浮标，适用水深3100米，最大风速45米/秒，最大流速6节，配套2838毫米浮标锚链和50吨沉石。标体支架2约075米，灯高2900毫米，标体自摇周期约20秒，稳心高约3500毫米。说明书CN104064009A1/2页7图1说明书附图CN104064009A2/2页8图2说明书附图CN104064009A。