基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水路交通监控技术领域，特别涉及一种基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]航标是指示航道方向、界限与障碍物的标志，是船舶安全航行的重要助航设施。多功能航标在传统航标的基础上，采用先进的传感技术、通信技术，集成水流速度、水深、大气温度、湿度、大气压强、降雨量、风向、风速和溢油等传感器于航标上，为航道管理部门和船舶提供丰富的气象、水文信息，为船舶安全、监视船舶排污提供技术支持。多功能航标不仅可以拓展航标的功能，还可以收集更丰富的航道信息，对于提升内河航运能力、减少安全事故和环境污染都有重要的价值。
[0003]目前与航标碰撞检测相关的系统只能监测航标是否发生碰撞，一旦发生碰撞就会向航标管理人员发送航标碰撞报警信息，管理人员收到报警信息后，开船前往航标碰撞现场检查航标碰撞情况。由于航标小碰小撞时有发生，很多碰撞对航标安全几乎没有影响，并不需要航标管理人员开船到航标现场查看，因此出现的频繁报警，会令航标管理者作出错误的决策，导致多次无效出航、劳动强度大，资金浪费多。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种能够根据航标碰撞后的轨迹变化来判断航标碰撞后状态的基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统及方法。
[0005]一种基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统，其包括如下模块:
[0006]初始位置信息获取模块，用于通过导航定位装置采集航标的初始位置信息，并将初始位置信息发送到检测中心；
[0007]航标漂移圈确定模块，用于通过导航定位装置预先采集航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息，并将水流动力作用下的航标的位置信息发送到检测中心；检测中心根据航标的初始位置信息以及航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息生成航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈；
[0008]航标移位圈确定模块，用于通过导航定位装置预先采集航标发生移位时的位置信息，并根据生成以航标的初始位置信息为圆心，以航标发生移位时的位置以及航标的初始位置相对距离为半径的航标移位圈；
[0009]状态判断模块，用于通过导航定位装置实时采集航标的位置信息，并将实时采集航标的位置信息发送到检测中心；检测中心根据实时采集的航标位置信息与航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈、航标移位圈的关系判断航标处于正常漂移、一般碰撞、严重碰撞、航标移位中的何种状态。
[0010]一种基于导航定位系统的航标碰撞程度检测方法，其包括如下步骤:
[0011]S1、导航定位装置采集航标的初始位置信息，并将初始位置信息发送到检测中心;
[0012]S2、导航定位装置预先采集航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息，并将水流动力作用下的航标的位置信息发送到检测中心；检测中心根据航标的初始位置信息以及航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息生成航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈；
[0013]S3、导航定位装置预先采集航标发生移位时的位置信息，并根据生成以航标的初始位置信息为圆心，以航标发生移位时的位置以及航标的初始位置相对距离为半径的航标移位圈；
[0014]S4、导航定位装置实时采集航标的位置信息，并将实时采集航标的位置信息发送到检测中心；检测中心根据实时采集的航标位置信息与航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈、航标移位圈的关系判断航标处于正常漂移、一般碰撞、严重碰撞、航标移位中的何种状态。
[0015]有益技术效果:本发明的基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统及方法通过在检测中心中预设航标发生碰撞时位置信息变化的速率阈值，并通过比较实时采集的航标的位置变化与速率阈值来判断航标的移动速度从而确定航标是否发生碰撞；并根据实时采集的航标位置信息与航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈、航标移位圈的关系判断航标处于正常漂移、一般碰撞、严重碰撞、航标移位中的何种状态；然后根据需要然后向航标管理人员发送报警信息，管理人员根据碰撞程度确定是否需要开船前往航标碰撞的现场，出发前还可以回放航标碰撞的轨迹，以便更进一步了解碰撞情况，大大降低了管理人员现场查看航标的次数。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例提供的基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统结构框图；
[0017]图2是本发明实施例提供的基于导航定位系统的航标碰撞程度检测方法流程图；
[0018]图3是航标可能所在各种位置的剖面示意图；
[0019]图4是航标处于正常漂移状态的示意图；
[0020]图5是航标处于一般碰撞状态的示意图；
[0021]图6是航标处于严重碰撞状态的示意图；
[0022]图7是航标处于航标移位状态的示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，在本发明实施例的一种基于导航定位系统的航标碰撞程度检测系统，其包括如下模块:
[0024]初始位置信息获取模块10，用于通过导航定位装置采集航标的初始位置信息，并将初始位置信息发送到检测中心。
[0025]航标漂移圈确定模块20，用于通过导航定位装置预先采集航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息，并将水流动力作用下的航标的位置信息发送到检测中心；检测中心根据航标的初始位置信息以及航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息生成航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈。
[0026]可选地，所述航标漂移圈确定模块20包括:
[0027]导航定位装置预先采集航标在航道水流动力作用下的航标的位置信息，并将水流动力作用下的航标的位置信息发送到检测中心。
[0028]检测中心抽取水流动力作用下的航标未漂移时的位置信息，并生成以航标的初始位置信息为圆心，以水流动力作用下的航标未漂移时的位置以及航标的初始位置相对距离为半径的航标正常位置圈。
[0029]检测中心抽取水流动力作用下的航标相对于以航标的初始位置的在航道顺水方向的位置信息最大值，并生成以航标的初始位置信息为圆心，以水流动力作用下在航道顺水方向的位置信息最大值以及航标的初始位置相对距离为半径的航标正常漂移范围外圈。
[0030]检测中心抽取水流动力作用下的航标相对于以航标的初始位置的在航道逆水方向的位置信息最大值，并生成以航标的初始位置信息为圆心，以水流动力作用下在航道逆水方向的位置信息最大值以及航标的初始位置相对距离为半径的航标正常漂移范围内圈。
[0031]航标移位圈确定模块30，用于通过导航定位装置预先采集航标发生移位时的位置信息，并根据生成以航标的初始位置信息为圆心，以航标发生移位时的位置以及航标的初始位置相对距离为半径的航标移位圈。
[0032]状态判断模块40，用于通过导航定位装置实时采集航标的位置信息，并将实时采集航标的位置信息发送到检测中心；检测中心根据航标的位置变化判断航标的移动速度来确定航标是否发生碰撞，并根据实时采集的航标位置信息与航标正常位置圈、航标正常漂移范围外圈、航标正常漂移范围内圈、航标移位圈的关系判断航标处于正常漂移、一般碰撞、严重碰撞、航标移位中的何种状态。
[0033]可选地，所述状态判断模块40包括:
[0034]导航定位装置实时采集航标的位置信息，并将实时采集航标的位置信息发送到检测中心。
[0035]在检测中心中预设航标发生碰撞时位置信息变化的速率阈值，并通过比较实时采集的航标的位置变化与速率阈值来判断航标的移动速度从而确定航标是否发生碰撞。
[0036]检测中心判断实时采集的航标位置落入的范围:航标沿顺水方向相对于航标的初始位置的位置最大值落入航标正常漂移范围外圈与航标正常位置圈之间，并且航标沿逆水方向相对于航标的初始位置的位置最大值落入航标正常漂移范围内圈与航标正常位置圈之间时，确定航标处于正常漂移状态；航标沿顺水方向相对于航标的初始位置的位置最大值落入航标正常漂移范围外圈与航标移位圈之间，并且航