[0001] 本发明涉及船舶安全监测技术领域，尤其涉及一种船舶停靠的安全监测系统及方法。

[0002] 近年来，随着国际航运业的发展，船舶大型化愈趋明显，有不少港口出现过因为大型船舶操纵速度过快、角度过大或其他环境因素影响撞击码头，导致码头设施损坏。大型船舶的不安全行为对港口影响巨大，码头企业对大型船舶靠泊安全的监测与预控显得愈加紧迫，故对于船舶进行精准的监测和预警至关重要。

[0003] 现有技术中公开了一种对船舶靠泊安全状态的监测方法及装置，该船舶通过缆绳与岸上设置的系锚桩连接以实现停靠，该方法具体包括：以船舶的几何中心为原点建立动态坐标系，以系锚桩为原点建立静态坐标系，控制无人机在预定时段内连续采集船舶图像，并接收船舶上安装的定位装置定位的船舶位置。进而，提取船舶运动情况和水流状况，结合波流耦合作用和成像技术分析实时水流状况，计算船舶的姿态角变化，依据接收的多张船舶图像以及船舶位置还在静态坐标系中分析船舶的位移变化，依据船舶的姿态角变化以及位移变化绘制船舶的姿态变化曲线，最后依据姿态变化曲线对船舶停靠安全进行预警。

[0004] 但是，上述技术方案中，对于监测结果缺乏与所处位置的地域性的结合，缺乏对于监测的全面性，进而导致不能保证预警的精准性。

[0038] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0039] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0040] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0041] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0042] 请参阅图1和图2所示，本实施例提供一种船舶停靠的安全监测系统，该船舶停靠的安全监测系统包括采集模块、分区确认模块、监测模块、风险评估模块和预警模块。

[0043] 其中采集模块包括船舶采集单元、港口交互单元和环境采集单元，船舶采集单元用于采集船舶参数，港口交互单元用于接收港口端输出的分区数据和历史操作数据，环境采集单元用于采集船舶的环境参数以及邻船的位置；

[0044] 分区确认模块与采集模块连接，用于根据船舶参数和环境参数分别确定船舶和邻船所在分区，以及分别确定船舶和邻船所在分区的操作特征值；

[0045] 监测模块与采集模块连接，用于根据船舶参数和环境参数确定船舶是否存在风险隐患；

[0046] 风险评估模块分别与分区确认模块、采集模块和监测模块连接，风险评估模块响应于风险隐患存在，根据船舶参数、环境参数和船舶以及邻船所在分区的所述操作特征值确定船舶的预警等级；

[0047] 预警模块与风险评估模块连接，预警模块响应于不同的预警等级输出不同的预警信号；

[0048] 其中，历史操作数据为处于对应分区内的船舶在历史周期中的各时段内的操作次数，对于单个分区，操作特征值为历史周期中包含的若干日在当前时刻所处时段内，处于该分区的船舶的操作次数的日平均值。

[0049] 可以理解的是，历史周期为能够表现出船舶统计学特征的最小时间，可选的，历史周期为一年，当然，上述所指的时段为单日中等间隔的时段，如9：00～9：30，可选的，时段长度为30min，示例性地，某船舶在9：20这一时刻，所处的时段为9：00～9：30，对应操作特征值为船舶所在分区在过去一年中在9：00～9：30这一时段下，在船舶所在分区的所有船舶的操作次数之和与过去一年包含的天数的比值，在实施中，邻船为以船舶为中心预设范围内的其他船舶，预设范围结合实际情况确定。

[0050] 在上述实施例中，通过历史操作数据的获取，能够有效确定船舶所处分区以及邻船所在分区的对于船舶和邻船的地域性影响，历史周期内在单日的相同时段中在分区内的船舶的操作次数能够有效表现出区域的复杂性，通过历史操作数据确定的操作特征值能够在风险隐患存在时综合评估风险隐患以及风险隐患产生时船舶及邻船操作复杂程度，船舶本身和邻船在当前位置和当前时间的操作复杂程度越高，风险隐患造成实质影响的概率越高，确定的预警等级越高，不局限于对于监测参数的单一采集和预警，而是考虑监测参数存在风险时由于地域性和邻船的不稳定因素导致风险进一步放大的概率，如此确定的预警等级能更全面地体现船舶此时所处的状态，有效提高了预警的精准性。

[0051] 为保证预警等级划分的精准性，风险评估模块根据存在风险隐患的参数种类及对应的参数值、船舶所处分区的操作特征值、邻船数量以及邻船所在分区的操作特征值，确定船舶的预警评估值；

[0052] 其中，预警评估值用于预警等级的划分。

[0053] 请参阅图3所示，风险评估模块对于预警评估值的确定包括：

[0054] 步骤S1，获取存在风险隐患的参数种类及对应的参数值，确定参数值对应的风险等级；

[0055] 步骤S2，根据风险等级，通过以下公式确定预警评估值：

[0056]

[0057] 其中，p为存在风险隐患的参数的种类数，An为第n种参数的风险等级，S为船舶所在分区的操作特征值，q为邻船的数量，Si为第i艘邻船所在分区的操作特征值，S0为港口各分区的操作特征值的平均值。

[0058] 在上述公式中，存在q为0的情况，q为0时将公式的第一项删除即可，q不为0时，i＝1，…，q，q＞0且q为正整数，n＝1，…，p，p＞0且p为正整数。

[0059] 在上述实施例中，对于风险等级的确定为现有技术，风险等级即对于参数超出阈值的程度的等级划分，满足风险等级越高对应的安全风险越高即可。

[0060] 具体而言，风险评估模块设有预警评估值的若干比对区间，通过船舶在当前时刻的预警评估值所处的比对区间确定船舶的预警等级。详细地，各比对区间连续，且比对区间的划分需结合实际场景确定。预警模块对于预警等级的输出可以通过声光等方式进行，如不同颜色的指示灯或不同音调的告警音。

[0061] 具体而言，操作次数为航速调整次数、航向调整次数、锚泊次数、吃水调整次数与姿态调整次数之和。详细地，操作次数应为如上的与地域性相关的操作次数，与地域性无关即不受所在分区的环境参数影响的操作不算作操作次数的统计，如此确定的操作特征值更具对于船舶所在分区对于船舶运行影响的表征性。

[0062] 具体而言，船舶停靠的安全监测系统还包括港口记录模块，设于港口端，与采集模块连接，用于对港口进行分区，以及记录单个时段内各分区内各船舶的操作次数。详细地，港口的分区可以采取网格划分的方式进行，操作次数的记录可以港口端与船舶的数据交互实现，通过港口记录模块的设置，实现了对于采集模块的港口交互单元的进一步支持。

[0063] 具体而言，环境参数包括温度、风速、障碍物距离、流速和水位。船舶参数包括船舶姿态、船舶应力、船舶振动、船舶动力设备参数和船舶照明参数。详细地，采集模块对于环境参数和船舶参数的采集为现有技术，可以通过与对应传感器或采集设备的数据交互进行，在此不再赘述，在实施中环境参数和船舶参数的种类可以根据船型进行增减。

[0064] 具体而言，监测模块设有环境参数和船舶参数中的各种类参数的阈值，若环境参数和船舶参数中的任一项超出对应阈值，监测模块判定船舶存在对应种类的风险隐患并将判定结果输出至风险评估模块。对于上述环境参数和船舶参数的监测现有技术均可以实现，对应阈值的设置也需结合实际工况确定，在此不再赘述。

[0065] 为保证预警信息的可分析性，预警模块在输出预警信息的同时，输出船舶的预警评估值、风险隐患对应的参数种类和参数值和船舶所在分区的操作特征值，以及邻船数量和邻船所在分区的操作特征值。能够展示更多的有效信息便于结合预警信息对于风险隐患的有效应对。

[0066] 本实施例还提供一种船舶停靠的安全监测方法，应用于上述任一方案所述的船舶停靠的安全监测系统，包括：

[0067] 步骤S01，获取船舶参数、分区数据、历史操作数据、船舶的环境参数以及船舶的邻船的位置；

[0068] 步骤S02，根据所述船舶参数和所述环境参数分别确定船舶和邻船所在分区；

[0069] 步骤S03，根据所述历史操作数据分别确定船舶和邻船所在分区的操作特征值；

[0070] 步骤S04，根据所述船舶参数和所述环境参数确定所述船舶是否存在风险隐患；

[0071] 步骤S05，若所述风险隐患存在，根据所述船舶参数、所述环境参数和船舶以及邻船所在分区的所述操作特征值确定所述船舶的预警等级；

[0072] 步骤S06，响应于不同的预警等级输出不同的预警信号。

[0073] 描述于本申请实施例中所涉及的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括采集模块、分区确认模块、风险评估模块、监测模块和预警模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。

[0074] 附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的模块、方法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，该模块、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指令。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装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0075] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。