[发明专利]一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统及其管理方法

权利要求书

1.一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统，其特征在于包括卡口监管设备（1）、数据处理传输单元（2）和卡口管理平台（3），所述卡口监管设备（1）包括采集船舶各项数据的激光船舶检测单元（4）、AIS信号接收单元（5）、视频录像单元（6）和高清抓拍单元（7），所述数据处理传输单元（2）包括处理视频及图片的视频帧提取与转码模块、预训练的基于ResNet68的Faster R-CNN模型、船只运动特征计算模块和模型运算调度模块，所述数据处理传输单位（2）接收并处理卡口监管设备（1）检测的船舶各项数据，所述卡口管理平台（3）接收来自数据处理传输单元（2）处理后的数据并结合海事局船舶档案数据生成决策报表。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统，其特征在于所述激光船舶检测单元（4）包括多个不同口径和焦距的透镜组成的透镜组和多个子光纤束组成的光纤合束器，所述的透镜组中大口径的长焦距透镜对应远距目标的小视场，负责接收远距离目标的激光回波信号，小直径的短焦距透镜对应近距目标的大视场，负责接收近距离目标的激光回波信号，所述的光纤合束器中的各个子光纤束输入端分别设置于透镜组的各个透镜的焦平面附近，收集激光回波信号，所述的光纤合束器的输出端将收集的激光回波信号传输到后续的单个光电探测器，由光电探测器转换成电信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统，其特征在于所述光电探测器的电信号经数据处理传输单元（2）放大、读取处理后传输到卡口管理平台（3）。

4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统，其特征在于所述视频帧提取与转码模块通过网络接收视频录像单元（6）和高清抓拍单元（7）传输的视频帧画面，调用GPU运算，快速将单帧图片由YUV格式转换成BMP格式，供模型运算调度模块进行后续操作；所述预训练的基于ResNet68的Faster R-CNN模型对单帧图像进行目标检测和分类，输出候选框、分类结果、置信分数；所述船只运动特征计算模块通过对比Faster R-CNN模型的上一帧检测结果及当前帧检测结果的置信值进一步筛选，并通过船只在照片上的方位计算船只运动速度和方向；所述的模型运算调度模块将Faster R-CNN模型分别运行于子进程当中，根据GPU当前空闲情况分配进程进行运算模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统，其特征在于所述AIS信号接收单元（5）接收船舶九位码经数据处理传输单元（2）传输到卡口管理平台（3）。

6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统，其特征在于所述卡口监管设备（1）还包括辅助视频录像单元（6）和高清抓拍单元（7）工作的高清补光单元（8）。

7.一种基于权利要求1所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统的管理方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.卡口监管设备（1）在监测点位采集船舶基本数据并生成初报表，主要生成途径为激光检测单元（4）通过激光扫描识别物体形状，判断是否有船舶经过监测点位并计数统计船舶流量，根据不同的激光回波信号，判断船舶空载或重载；视频录像和高清图片经过数据处理后，识别船舶运动方向和运动速度；AIS信号接收单元（5）接收船舶九位码的数据；

S2.AIS信号接收单元（5）接收船舶九位码后，结合海事局船舶档案数据生成对比报表；

S3.若没有船舶九位码或者船舶九位码不匹配，高清图片读取船名牌进行人工补录或者留证告警；

S4.初报表和对比报表进行对比，生成决策报表，判断船舶是否通行；

S5.卡口工作人员抽查船舶进行对比报表中内容更为详细的核查。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的航道船舶卡口管理系统的管理方法，其特征在于所述初报表包括船舶流量、船舶空重载情况、船舶方向、船舶速度、船舶九位码；所述对比表报包括船舶九位码、船舶方向、船舶空重载情况、船舶吨位、船舶种类、货物种类，货物量、船舶人员、船名；所述决策报表包括九位码有无情况、九位码补录情况、船舶空重载是否属实、船舶方向是否属实、船舶流量。