[发明专利]一种挖泥船施工作业大数据采集系统

说明书

本发明涉及一种挖泥船施工作业大数据采集系统，包括岸端服务器、云端服务器、船载服务器、数据采集单元和传感器，所述数据采集单元通过现场总线采集各传感器数据，且数据采集单元将传感器信号通过以太网络将数据发送到船载服务器；船载服务器一方面在本地经分析处理后存储到本地数据库，另一方面经过筛选压缩处理后的有效数据通过4G或卫星通讯与云端服务器通讯连接，实时地将数据发送至云端服务器及岸端服务器。本发明的优点在于：本发明能够有效解决因作业环境复杂和操耙手经验不足导致的疏浚效率不高的问题。

技术领域

本发明属于数据采集技术领域，特别涉及一种挖泥船施工作业大数据采集系统。

背景技术

随着疏浚行业飞速发展，传感器技术日益先进，使得挖泥船疏浚作业数据呈现爆炸式地增长，存储在计算机内的疏浚数据量日益庞大。如何有效地采集、存储挖泥船施工作业的海量数据，为进一步的分析和利用提供数据基础是亟需考虑的问题。

我国作为疏浚大国，急需在疏浚大数据采集与分析方面取得进展，为安全、高效和智能的疏浚提供支持，通过搭建大数据采集系统，为进一步实现疏浚作业在线分析与决策，可有效解决因作业环境复杂和操耙手经验不足导致的疏浚效率不高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效解决因作业环境复杂和操耙手经验不足导致的疏浚效率不高的挖泥船施工作业大数据采集系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种挖泥船施工作业大数据采集系统，其创新点在于：包括岸端服务器、云端服务器、船载服务器、数据采集单元和传感器，

所述传感器分散布置在挖泥船的管线、机舱及桥楼上，所述数据采集单元通过现场总线采集各传感器数据，且数据采集单元将传感器信号通过以太网络将数据发送到船载服务器；

所述船载服务器一方面在本地经分析处理后存储到本地数据库，另一方面经过筛选压缩处理后的有效数据通过4G或卫星通讯与云端服务器通讯连接，实时地将数据发送至云端服务器及岸端服务器；

其中，所述数据采集单元包括DTPM模块、SCADA监测模块、AMS报警模块、AIS识别模块和电子海图模块，

所述SCADA监测模块包括密度仪、流量计、倾角传感器、角度传感器、液位传感器、风速风向传感器，所述密度仪和流量计用于测量输送泥浆的密度和流量，倾角传感器用于测量船舶横倾纵倾，角度传感器用于监测耙头和耙管的位置，液位传感器用于监测泥舱液位，风速风向传感器用于测量瞬时风速风向和平均风速风向；其中，密度仪和流量计安装在输泥管道上，倾角传感器安装于船舱中，角度传感器安装在挖泥船的耙管上，液位传感器安装在挖泥船的泥舱中，风速风向传感器安装在挖泥船的船艏、左右舷处；

所述DTPM模块包括设置在挖泥船上的GPS、电罗经和报潮仪，其中，GPS用于实现船舶定位，电罗经用于指向船舶方位，报潮仪用于测量温度和潮位变化；DTPM模块根据采集到的信息及SCADA监测模块传来的耙头、耙臂位置信息，将疏浚轨迹剖面显示出来；

所述AMS报警模块包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器安装在挖泥船的船舱上，用来采集挖泥船关键设备的运行数据，从而进行监测报警和故障诊断；

所述AIS识别模块包括卫星导航仪、转向计和计程仪，上述设备用于采集挖泥船的识别信息、运动参数和航行状态与航行安全有关的重要数据，并通过通讯网络发送给周围的船舶；

所述电子海图模块则包括ARPA和测深仪，上述设备用于采集海域地理信息和航海信息。

进一步地，所述的通讯网络包括Ⅰ级通讯网络，Ⅱ级通讯网络和Ⅲ级通讯网络；Ⅰ级通讯网络为挖泥船上的现场总线控制网络，主要连接各驾控、导航和传感器设备；Ⅱ级通讯网络为自适应交换式以太网络，用于船用主要设备，综合船桥系统发送操纵命令及挖泥船内部的通信；Ⅲ级网络则通过卫星通信与云端服务器通讯。