基于移动智能终端、网络技术的船舶水尺计重系统的制作方法
【专利摘要】水尺计重适用于海运散装固态商品的计重，通过对承运的船舶通过观测船舶吃水，计算出船舶所载货物的重量。因其具有省时、省力、省费用的优点，为国际贸易和运输部门所采用。目前的水尺计重的计算方式主要是利用人工根据船舶图表按照行业颁布的标准计算方式进行复杂的计算，容易产生因计算步骤错漏或者图表数据取值错误产生的差错，进而造成船舶载货重量的计算错误。本发明是利用移动智能终端具备的功能，建立一个水尺计重系统，用移动智能终端下载船舶的电子图表数据，将艏、舯、艉的六面吃水数值，输入到移动智能终端中，按照国家权威机构颁布计算方法算出船舶的载货重量。本发明具有速度快，过程透明，权威性高、使用便捷等方面的优势。
【专利说明】基于移动智能终端、网络技术的船舶水尺计重系统
[0001]【技术领域】
本发明涉及一种船舶水尺计重的方法，利用目前移动智能终端强大的计算能力、可编程能力、图形图像的拍摄功能、以及网络技术的特点打造一种通用快捷的船舶水尺计重系统。
[0002]【背景技术】
水尺计重，指的是在阿基米德原理的基础上，以船本身为计量工具，对船载货物进行计量的一种方法。
[0003]水尺计重原称固体公估，适用于价值不高或不易用衡器计重的海运散装固态商品的计重，对承运的船舶通过观测船舶吃水，求得船舶的实际排水量和船用物料重量，以计算所载货物的重量。具有省时、省力、省费用的优点，为国际贸易和运输部门所乐于采用。
[0004]船舶识别号是指用于永久识别船舶的唯一编码，是由一组英文字母以及阿拉伯数字的组合。每一艘船舶只能申请并使用一个船舶识别号，船舶识别号一经取得不再改变。船名可以改变，但是船舶识别号是唯一的，并且终身不变。
[0005]目前船舶水尺计重的主要根据是国家质检总局颁布的中华人民共和国进出口商品检验行业标准S/NT 0187-93颁布的进出口商品重量鉴定规程内关于水尺计重部分的内容，水尺计重的流程是用目力观测或测看或实测船舶装载货物前后两次的艏、艉、舯的左右两侧的吃水，测量船舶装载货物前后两次的船上污水、淡水、压舱水、燃油的数量。根据目力实测结果以及船舶具备的有效、正规的图表数据，按照国家质检总局颁布的进出口商品重量鉴定规程内水尺计重部分的内容要求步骤，进行复杂的计算，根据船舶吃水差，进行船舶的拱陷校正、纵倾校正、横倾校正、吃水校正以及根本氏二次校正后、港水密度校正，通过同一船舶的载/卸货前和载/卸货后的两次水尺计重，可以得出船舶在载/卸货前的排水量和载/卸货后的排水量的差，加减载/卸货期间船舶燃油、淡水、压舱水的变化值就可以得出船舶的载货重量。
[0006]船舶艏、艉、肿左右两侧的吃水是指在船体首部、尾部、中部外侧船壳上标注的船舶吃水标志与水位线的交集。
[0007]轻载排水量DO (light Displacement or Light Ship):又称轻排水量、空船排水量，是船舶本身加上船员和必要的给养物品三者重量的总和，是船舶最小限度的重量，轻载排水量不包括水、燃油和淡水和船舶备料的重量。
[0008]船舶常数C(Constant):即新造出厂时或经大修后的船舶核定轻船排水量后所增加的装置、备品等的重量。
[0009]W货:船舶载货的重量。
[0010]W油、淡水、压载水、备料:船舶燃油重量、船舶淡水重量、船舶压载水重量、船舶备
料重量。
[0011]具体计算公式如下:
满载排水量D(Full loaded Displacement) =D0+W货+W油、淡水、压载水、备料+C 总载重量Dw (Dead Weight) =D- DO= W货+W油、淡水、压载水、备料+C 目前水尺计重的主要是方式是运用人员目测船舶的船艏、船舯、船艉的左右两面的吃水数值，通过手工计算、计算器辅助计算或者计算机电子表格来辅助计算来算得计算结果，通过船舶的准确图表来查出该点船舶吃水所代表的船舶载重量。手工计算和计算器辅者计算存在计算强度大，同时因为计算步骤多，且需要进行多次校正排水量，容易出现错漏等差错的问题。计算机电子表格辅助计算存在着只能按原来设定的船舶参数进行计算，只能在同一条船舶上面进行自动计算，或者船舶参数发生变化，计算出的结果会有很多的变化。水尺计重计算方面每年发生的差错，原因主要是有以下几个方面:计算方法的步骤有误，因为错漏计算步骤造成计算结果有误；或者是没有按照国家颁布的行业标准流程进行合理的校正，或者是由于在人工查阅船舶参数表的时候因各种原因造成取值差错发生的错误。
[0012]移动智能终端具有独立的操作系统，能够安装各种应用程序，具备静态图像以及动态影像的拍摄功能，具备无线接入互联网的功能，具备终端识别功能，能够通过卫星定位、WIFI无线网络定位、移动基站定位的方式进行终端定位，同时还可通过安装应用程序进行复杂计算的功能。相比较笔记本电脑，移动智能终端具有携带方便、续航时间长、连接网络方便快捷的优点，同时，目前的移动智能终端的计算能力远远超过到进行水尺计重的计算要求。
[0013]当前网络技术发展飞快，特别是无线网络的发展更是迅速，目前我国的三大移动运营商已经全面普及移动网络。移动网络传输速度的提高可以满足图形影像的实时传输需要，也能够满足获取网络数据的需要。
[0014]中国专利CN102295061A公开了一种“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”，该方法结合图像处理技术，利用水迹线和吃水线在视频图像中的相对位置不变的特征，利用边缘检测、几何校正和霍夫变换来找出两条最长的边缘线，即为水迹线和吃水线，通过去掉两条线中位于上方的水迹线，从而获得真实的吃水线。该专利是通过将船舶吃水的视频影像资料通过电脑转化为一幅一幅的静态图像，通过对于静态图像的平滑的去噪处理，通过对于边缘线检测，边缘线连接获得新的图象，对新获得的图象进行几何校正。对经几何校正的图像，利用霍夫变换找到其中两条最长的边缘线并进行标记，这两条最长的边缘线是水迹线和吃水线。根据水迹线始终在吃水线上方这一经验原理，去掉两条最长的边缘线中位于上方的水迹线，从而确定真实的吃水线位置得到最终图像。该专利在进出口商品重量鉴定的实际应用中存在以下不足:
首先:中国专利号CN102295061A公开的“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”中所述的船舶吃水图像的生成过程、换算方法以及结果是否有效有待时间和实践的检验。根据国家质检总局颁布的中华人民共和国进出口商品检验行业标准S/NT 0187-93的进出口商品重量鉴定规程内关于水尺计重部分的内容，水尺计重的计算方法是取船舶舯、艉、艏左右两侧共六面的吃水点，在实际操作过程中只需要取这六个点位的船舶吃水位置点，通过计算并且核对准确有效的船舶资料就能够得到准确的船舶载重量，这种操作方法经过长期的实践检验并且被多方面认可的。而根据中国专利号CN102295061A公开的“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”，生成的船舶吃水线图像，其中间的推导过程、换算方法、几何校正方法，是否真实有效有待权威方面的认可和实践的检验，同时该专利方法所得的水尺结果在实际操作过程中能否得到船舶承运人、船舶所载货物买/卖方、船舶所载货物监管机构的认可还有待检验。[0015]其次:中国专利号CN102295061A的专利，仅仅是提供了船舶吃水自动检测方法，对于如何根据水尺推算出船舶的实际排水量并未涉及，如需得到船舶的实际排水量还需要通过人工进行复杂的计算并且手工查表求值，不仅速度慢而且容易出错。在进出口商品检验中，水尺计重的主要目的是为了快速准确地计算出船舶的载货重量。该专利是仅仅将船舶吃水的观测当成一项任务来处理，通过复杂的技术设备以及计算机对图像进行分析来自动检测船舶的吃水，在实际应用中意义不大。船舶吃水刻度在有经验的水尺计重人员眼中只是需要几分钟的观测就能够准确地观测出来。水尺计重中容易出现差错的地方是出现在水尺计重的计算和校正的过程，而中国专利号CN102295061A的专利对于水尺计重中的计算和校正的过程均没有涉及，因此上述专利在进出口商品重量鉴定规程中的水尺计重方面实际使用意义不大。
[0016]其三:中国专利号CN102295061A的专利，要用到自动化的检测仪器，在实际应用中，要检测水尺还需要在船舶周边部署仪器，固定好仪器拍摄完图像影像资料之后，再用计算机进行分析处理。在对于船舶所载货物进行水尺计重的实际操作当中，由于留给水尺计重人员的时间很紧，如果要按照中国专利号CN102295061A专利所述的方法，部署好各项检测仪器，并且等计算机进行分析处理，船舶等待的时间将远远超过用人工目测检视船舶吃水的时间，由此产生船舶的滞期费用以及靠港费用将给船方、货主方带来沉重的负担。因此中国专利号CN102295061A的专利在进出口商品重量鉴定规程的水尺计重方面实际使用的意义不大。
[0017]综上所述，中国专利号CN102295061A的专利技术在进出口商品重量鉴定规程的水尺计重方面在实际使用方面意义不大。
[0018]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:利用移动智能终端的网络连接功能，复杂计算功能，可编程功能，建立一个水尺计重系统，用移动智能终端下载特定船舶识别号的船舶的图表数据，结合船舶首次/末次水尺计重的船舶艏、肿、艉的六面吃水数值，输入到移动智能终端中，按照国家权威机构颁布的进出口商品重量鉴定规程中要求的方法和计算公式，计算出首次/末次船舶的排水量，进而计算出船舶的载货重量。具体步骤如下:
步骤一是将船舶的检验证书、船舶的有效图表数据都可以根据船舶识别号的不同建立船舶的基础数据库，在数据库中，将水尺计重规程中所需用到的船舶检验证书、船舶的有效图表数据以电子化的形式存储在网络数据库中。
[0019]步骤二是实际的水尺计重操作中，根据承载货物的船舶识别号，在水尺计重人员的移动智能终端中，输入船舶识别号，移动智能终端从网络数据库中读取该船舶识别号的船舶检验证书以及水尺计中所需使用到的船舶有效图表数据，并且下载到移动智能终端上。
[0020]步骤三是在首次水尺计重过程中，检视船舶艏、艉、舯的左右两侧的六面吃水，并将船舶吃水数值填写入移动智能终端中，移动智能终端根据该船舶的检验证书以及船舶有效图表数据，按照国家质检总局颁布的中华人民共和国进出口商品检验行业标准中关于水尺计重部分内容要求的步骤，自动计算出首次水尺计重的船舶排水量。同时将首次水尺计重时的船舶艏、艉、舯的六面吃水的图像/影像资料利用移动智能终端的拍摄进行存储，同时记录该移动智能终端的识别号、拍摄时间、拍摄地理位置信息等一并保存起来，通过网络上传到服务器中。
[0021]步骤四是在末次水尺计重过程中，检视船舶艏、艉、舯的左右两侧的六面吃水，并将船舶吃水数值填写入移动智能终端中，移动智能终端根据该船舶的检验证书以及船舶有效图表数据，按照国家质检总局颁布的中华人民共和国进出口商品检验行业标准中水尺计重部分的内容要求的步骤，自动计算出末次水尺计重的船舶排水量。同时将首次末次水尺计重时的船舶艏、艉、舯的六面吃水的图像/影像资料利用移动智能终端的拍摄进行存储，同时记录该移动智能终端的识别号、拍摄时间、拍摄地理位置信息等一并保存起来，通过网络上传到服务器中。
[0022]步骤五是将同一船舶首次、末次的船舶排水量，按照国家颁布的行业标准内公布的计算公式进行计算，由移动智能终端自动计算出该船舶所载货物重量，并且根据规定格式生成相应的单证。
[0023]本发明与“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”相对比，有益效果如下:首先是水尺计重所需时间短。“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”要投入实际使用，需要在船舶的六个吃水点均部署有连接摄像头的电脑，由电脑来读取摄像头拍摄的图像信息进行分析后才能得出船舶吃水线，然后才能用手工进行船舶排水量的计算，耗时过长，容易给货主、船东带来船舶滞期、靠港时间延长的问题，加重货主、船东的经济负担。而本发明仅需在移动智能终端上输入船舶的六个吃水点的数据，就能够按照国家颁布的行业标准要求的步骤，以及船舶检验部门提供的有效规范的船舶图表数据，自动计算出船舶的排水量。使用本发明采用的方法计算出水尺计重所需的时间短。
[0024]其次是计算过程透明，认可度高。“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”中根据拍摄图像自动生成船舶吃水线的方法，其中推导的过程是否可靠精确，推导出的结果，各方认可度如何都是有待检验的。而本发明是采用国家颁布的行业标准中所规定的步骤和计算公式，这些计算步骤和计算公式是经过长期实践检验并被船方、各贸易相关方所认可。同时计算的最为主要的依据:船舶艏、肿、艉六面吃水的图像/影像资料可以保存在移动智能终端以及网络服务器上，同时还有结合移动智能终端的地理位置信息功能、移动智能终端的时间功能、以及移动智能终端的终端识别功能，基本上杜绝了人为主观造假情况的发生。
[0025]其三是使用便捷，所需设备少。“基于图像处理的船舶水尺自动检测方法”中，因为对于拍摄船舶的图像/影像质量要求较高，需要携带并且固定好摄像头，并且连接好各个摄像头与电脑的连线方能使用。在实际的船舶水尺计重过程中，因为要频繁上下船舶，且船舶尺寸较大(一般承载进出口货物的船舶船长均在200米以上，宽度均在10米以上)，且船体外壳上并未设计可以直接固定摄像头的地方，在实际使用中还需要使用固定摄像头的装置来安装摄像头并且连接电脑，所需设备较多，使用不便。而本发明仅仅需要一部移动智能终端，可以单人随身携带，不用考虑固定安装和连接线的事宜，使用便捷。
[0026]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027]说明书附图1是基于移动智能终端、网络技术的船舶水尺计重系统的流程图。
[0028]首先是在移动智能终端上输入船舶识别号，根据船舶识别号从网络数据库中下载该识别号船舶的有效图表数据，保存在移动智能终端中。
[0029]下载完船舶数据后，在船舶首次水尺计重中，在移动智能终端上输入船舶艏、肿、艉左右两侧一共六面的水尺数值，由移动智能终端根据国家颁布的行业标准内的计算公式和流程计算出首次水尺计重的船舶排水量，同时结合该船舶的有效图表数据，计算出此时船舶燃油、压载水、船舶淡水、备料的重量以及船舶常数。
[0030]将首次船舶水尺计重过程中，船舶艏、肿、艉六面吃水的图像影像资料通过移动智能终端的拍摄功能，保存在移动智能终端上，并且结合移动智能终端的终端定位犹取移动智能终端的地理位置信息、时间获取功能获取拍摄时间、智能终端识别功能获取拍摄终端的识别信息，将首次水尺计重的图像影像资料连同拍摄时间、拍摄地点、拍摄的终端号一并上传到网络服务器上备查。
在进行船舶末次水尺计重中，在移动智能终端上输入船舶艏、肿、艉左右两侧一共六面的水尺数值，由移动智能终端根据国家颁布的行业标准内的计算公式和流程计算出首次水尺计重的船舶排水量，同时结合该船舶的有效图表数据，计算出此时船舶燃油、压载水、船舶淡水、备料的重量以及船舶常数。
[0031]将末次船舶水尺计重过程中，船舶艏、肿、艉六面吃水的图像影像资料通过移动智能终端的拍摄功能，保存在移动智能终端上，并且结合移动智能终端的终端定位犹取移动智能终端的地理位置信息、时间获取功能获取拍摄时间、智能终端识别功能获取拍摄终端的识别信息，将末次水尺计重的图像影像资料连同拍摄时间、拍摄地点、拍摄的终端号一并上传到网络服务器上备查。
[0032]根据同一船舶首次/末次水尺计重计算出的船舶排水量差别，扣减船舶作业期间燃油、压载水、船舶淡水、备料重量的差别，按照国家颁布的行业标准中的计算公式，计算出
船舶载货重量。
[0033]根据需要生成相应格式的船舶载货重量证书给相关方，并且将所有数据上传网络服务器，船舶水尺计重结束。
【权利要求】
1.一种基于移动智能终端和网络技术进行船舶水尺计重的系统。
2.根据权利要求1中所述，将船舶水尺计重中所需用到的船舶资料、船舶数据图表进行电子化，并且以船舶识别号为索引保存在网络数据库中。
3.根据权利要求1中所述，在实际船舶水尺计重中，根据移动智能终端所输入的船舶识别号，从网络数据库中提取该识别号载水尺计重中所需用到的船舶资料、船舶数据图表的电子信息。
4.根据权利要求1中所述，在实际船舶首次水尺计重中，在移动智能终端输入船舶艏、肿、艉的六面吃水，由移动智能终端根据该船舶识别号的船舶数据图表以及国家颁布的行业标准中要求的计算步骤，计算出首次水尺计重中船舶的排水量。
5.根据权利要求1中所述，在实际船舶末次水尺计重中，在移动智能终端输入船舶艏、肿、艉的六面吃水，由移动智能终端根据该船舶识别号的船舶数据图表以及国家颁布的行业标准中要求的计算步骤，计算出末次水尺计重中船舶的排水量。
6.根据权利要求1中所述，在实际船舶首次/末次水尺计重过程中，利用移动智能终端的功能，拍摄首次/末次的船舶艏、肿、艉六面吃水的静态图像或者动态影像，保存在移动智能终端并且上传到网络服务器上备查。
7.根据权利要求1中所述，在实际船舶首次/末次水尺计重过程中，利用移动智能终端的功能，获取移动智能终端的时间信息、地理位置信息、移动智能终端的识别信息，保存在移动智能终端并且上传到网络服务器上备查。
8.根据权利要求1中所述，按照国家颁布的行业标准中的计算步骤，根据同一船舶识别号的首次/末次排水量的差，计算出该船舶识别号船舶所承载货物的重量，并且按照相应格式生成船舶货物重量证书。
【文档编号】B63B39/12GK103523185SQ201310431598
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】郑恒强 申请人:郑恒强