[发明专利]基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统及方法，该系统包括虚拟警戒标设备、云服务器和移动终端；虚拟警戒标设备设置在作业水域内的各个施工船舶上，各台虚拟警戒标设备和移动终端均通过无线GPRS数据传输的方式与云服务器相连；主控模块负责接收和发射各个传感器采集的信息以及进行信息的综合处理，云服务器通过基站和移动终端互传数据信息，虚拟警戒标的位置信息经解算后通过AIS发射机发送至船载ECDIS终端。用户能够及时了解虚拟警戒标及施工船舶工作状况，实现远程实时跟踪施工船位置信息，实现施工水域的实时显示，且不受视线、天气、障碍物等因素影响，成本更低，使用更方便。

技术领域

本发明涉及智能航海技术领域，尤其涉及一种基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统及方法。

背景技术

目前，港口、航道和水工设施的相关建设工程越来越多，建设周期越来越短，施工船舶越来越多。如海南某机场建设项目参与的施工船舶达1000余艘，施工船舶施工期的安全保障成为越来越重要的研究课题。施工船舶在施工作业期间，其作业水域应不被其它船舶侵入，避免发生碰撞事故。

长期以来，施工船舶只能通过号灯、号型来标示其作业性质，对于附近航行的其它驾驶人员而言存在识别困难的缺点，尤其是在视线不良的时候。而施工船舶的施工区域是动态变化的，如通过布设实物航标来标识施工水域，则存在难度大、费用高，难以实施。通过现有的技术手段如AIS、虚拟警戒标等，来解决施工船舶作业水域的明确标识，是一个较好的思路。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中识别施工水域难度大、费用高的缺陷，提供一种基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统，包括虚拟警戒标设备、云服务器和移动终端；虚拟警戒标设备设置在作业水域内的各个施工船舶上，各台虚拟警戒标设备和移动终端均通过无线GPRS数据传输的方式与云服务器相连；其中：

虚拟警戒标设备包括主控模块，以及与主控模块均相连的GPS模块、AIS海图系统、罗经传感器和GPRS数据通信模块；GPS模块用于获取施工船舶的GPS信息，罗经传感器用于获取施工船舶的船艏向信息；主控模块通过矩形施工水域坐标解算算法对GPS信息和船艏向信息进行计算，得到施工船舶的矩形水域的经纬度信息，并将其通过GPRS数据通信模块发送给云服务器；

云服务器实时接收并存储施工水域内所有施工船舶的矩形水域的经纬度信息；

移动终端通过GPRS数据通信的方式向云服务器发送待监控的施工水域参数，读取施工船舶的矩形水域的经纬度信息，将其发送给AIS海图系统，在AIS海图系统上绘制虚拟警戒标，并将施工船舶的矩形水域的经纬度信息转换为AIS系统指令，发送给当前施工船舶进行识别。

进一步地，本发明的移动终端还能读取并显示云服务器中存储的施工船舶的经纬度信息和航向信息。

进一步地，本发明的主控模块采用STM32单片机。

本发明提供一种基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标方法，包括以下步骤：

S1、获取施工船舶的GPS信息和船艏向信息，通过矩形施工水域坐标解算算法对GPS信息和船艏向信息进行计算，得到施工船舶的矩形水域的经纬度信息；

S2、实时获取并更新施工水域内的所有施工船舶的矩形水域的经纬度信息，将其通过GPRS数据传输发送至远程的云服务器进行存储；

S3、设置待监控的施工水域，提取云服务器中存储的该施工水域内的施工船舶的矩形水域的经纬度信息，并在显示设备上实时绘制每个矩形水域对应的虚拟警戒标，每个虚拟警戒标对应一艘施工船舶的矩形水域；