船舶防污染设备与安全设备在线监控系统及方法

本发明涉及船舶航运业务领域，尤其涉及一种船舶防污染设备与安全设备在线监控系统及方法。

背景技术：

船舶的安全和防污染管理，是航运业界永恒的主题。为了确保海上人命和财产安全，保护海洋环境。国际海上人命安全公约及国际航行船舶防污染公约规定，所有500总吨以上商船必须按航区、吨位、船型、用途配置安全和防污染设备及系统。船舶经营管理者(如船东/租家和管理公司)，必须确保上述船舶在运行的过程中，船舶的安全设备和防污染设备正常，以保证船舶的安全和防止海洋污染、大气污染。

相关技术中，对于检查船舶的安全设备和防污染设备状态是否正常，通常是在船舶处于停靠港期间，工作人员查验各种记录表或现场试验进行核查的。这样，需要浪费大量的人工成本和时间成本，且检查结果的可靠性差，例如对于船舶的污染源的排放是否合规，无法人工核查。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种船舶防污染设备与安全设备在线监控系统，以解决检查船舶的防污染设备和安全设备状态是否正常，需要浪费大量的人工成本和时间成本，且检查结果的可靠性差的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种船舶防污染设备与安全设备在线监控方法。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种船舶防污染设备与安全设备在线监控系统，所述船舶设置有防污染设备、安全设备和污染源生成设备，所述系统包括：工况参数采集模块100，用于采集所述污染源生成设备的运行工况、所述防污染设备的作业参数和船舶航行参数；主控模块200，与所述工况参数采集模块100连接，所述主控模块200用于接收并根据所述污染源生成设备的所述运行工况、所述防污染设备的所述作业参数和所述船舶航行参数判断所述防污染设备的工作状态，所述防污染设备的工作状态为异常状态时，输出所述防污染设备的工作异常状态提示信息。

可选地，所述系统还包括：维护终端300，与所述主控模块200连接，所述维护终端300用于向所述主控模块200发送所述安全设备的维护信息；所述主控模块200还用于每隔预设时间根据所述安全设备的所述维护信息生成所述安全设备的维护报表信息。

可选地，所述系统还包括：通信模块400，与所述主控模块200连接，所述通信模块400用于对外发送所述防污染设备的所述工作异常状态提示信息和所述安全设备的所述维护报表信息；远程服务器500，与所述通信模块400连接，所述远程服务器500用于接收并提供所述防污染设备的所述工作异常状态提示信息和所述安全设备的所述维护报表信息。

可选地，所述防污染设备的所述作业参数包括所述防污染设备的运行工况、污染源的排放速率和污染源的排放总量中的至少一种；所述船舶航行参数包括船舶行驶位置、船舶行驶速率、船舶航行方向、风向、风速、船舶吃水深度、船舶吃水差、船舶左右倾角、船舶主机转速、船舶拖动负荷和船舶油水舱柜实时存量中的至少一种。

可选地，所述工况参数采集模块100还用于采集船舱的液位参数值；所述主控模块200还用于根据所述船舶航行参数确定所述船舶的油水变化速率。

可选地，如果如下任一条件满足，所述主控模块200判断所述防污染设备的工作状态为异常状态：条件一：所述污染源生成设备的所述运行工况处于工作状态，而所述防污染设备的所述运行工况未处于工作状态；条件二：所述防污染设备的所述运行工况处于工作状态，而污染源的排放速率大于预设的速率阈值；条件三：所述防污染设备的所述运行工况处于工作状态，而船舶行驶位置不在预设排放区域；条件四：所述防污染设备的所述运行工况处于工作状态，而所述船舶行驶速率小于预设行驶速率阈值；条件五：所述污染源生成设备的所述运行工况处于工作状态，而污染源的排放量大于设定排放阈值；条件六：所述船舱的液位参数值大于船舱预设液位值；条件七：所述船舱的液位参数值减小，而所述船舶的油水变化速率大于预设的油水变化速率。可选地，当所述船舶在进行压载水排放作业、含污油水排放作业和油水补给或者液货装卸作业时，所述主控模块200还用于生成并发送相应的工作记录报表；所述远程服务器500还用于接收并提供相应的所述工作记录报表，以使管理人员对所述压载水排放作业、所述含污油水排放作业和所述油水补给或者所述液货装卸作业进行在线监控。

可选地，所述主控模块200还用于接收船员终端设备发送的所述船员的身份信息和健康状态信息，并根据所述健康状态信息识别所述船员的健康状态为异常状态时，通过所述通信模块400向所述远程服务器500发送所述船员的健康报警提示信息和所述身份信息。

可选地，所述系统还包括：图像采集模块600，与所述主控模块200连接，所述图像采集模块600用于采集包括船舶行驶状态的图像信息和视频信息；所述主控模块200还用于通过所述通信模块400向所述远程服务器500发送所述图像信息和所述视频信息。

为达到上述目的，本发明第二方面提供了一种船舶防污染设备与安全设备在线监控方法，所述船舶设置有防污染设备、安全设备和污染源生成设备，所述方法包括：采集所述污染源生成设备的运行工况、所述防污染设备的作业参数和船舶航行参数；根据所述污染源生成设备的所述运行工况、所述防污染设备的所述作业参数和所述船舶航行参数判断所述防污染设备的工作状态为异常状态时，输出所述防污染设备的工作异常状态提示信息；获取所述安全设备的维护信息；每隔预设时间根据所述安全设备的所述维护信息生成所述安全设备的维护报表信息；发送所述防污染设备的所述工作异常状态提示信息和所述安全设备的所述维护报表信息；接收并提供所述防污染设备的所述工作异常状态提示信息和所述安全设备的所述维护报表信息。

本发明至少具有以下技术效果：

通过根据采集的污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数对防污染设备的工作状态是否异常进行判断，并输出防污染设备的工作异常状态提示信息，以及根据安全设备的维护信息生成安全设备的维护报表信息，并将防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息发送至远程服务器，以使远程服务器管理人员对船舶防污染设备和安全设备进行在线监控，从而实现对船舶的运行状态以及设备维护的实时监管，提高了对船舶的监督管理效率和检查结果可靠性，节省了人工成本，并可有效避免船舶运行造成的安全事故或海洋污染问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的船舶防污染设备与安全设备在线监控系统的结构框图；

图2为本发明第二实施例提供的船舶防污染设备与安全设备在线监控系统的结构框图；

图3为本发明第三实施例提供的船舶防污染设备与安全设备在线监控系统的结构框图；

图4为本发明一实施例提供的船舶防污染设备与安全设备在线监控系统的方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本实施例的船舶防污染设备与安全设备在线监控系统及方法。

图1为船舶防污染设备与安全设备在线监控系统的结构框图。本实施例中，船舶设置有防污染设备、安全设备和污染源生成设备，本实施例提供的一种船舶防污染设备与安全设备在线监控系统10包括：工况参数采集模块100和主控模块200。

其中，工况参数采集模块100用于采集污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数。主控模块200与工况参数采集模块100连接，主控模块200用于接收并根据污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数判断防污染设备的工作状态，该防污染设备的工作状态为异常状态时，输出防污染设备的工作异常状态提示信息。

本实施例中，污染源生成设备可以包括但不限于船舶主机、发电机以及锅炉。污染源生成设备还可以包括船舶上产生污油水、货舱污油水、生活污水(含粪便)、油渣、固体垃圾和压载水的设备等等，在此并不作具体限定。

防污染设备可以包括但不限于机舱油水分离器，其用于处理机舱污水，其配置有15ppm油份浓度监控装置，该装置用于油份浓度超过15ppm时报警，并自动停止排放；货舱污油水排放监控装置，用于监控货舱污油水排放时油份浓度，当油份浓度超过50ppm时报警并自动停止排放；压载水处理装置，用于压载水排放过程中，消杀海水中的微生物；废气处理装置，用于减少主要机电设备排出废气中的s、n等大气污染物；生活污水处理装置，用于处理船舶生活污水(含粪便)；焚烧炉，用于处理油渣、油污破布、部份固体垃圾等等，在此不做具体限定。

具体地，工况参数采集模块所采集的污染源生成设备的运行工况包括污染源生成设备的工作状态信息，即污染源生成设备是否处于工作状态；防污染设备的作业参数包括防污染设备的运行工况、污染源的排放速率和污染源的排放总量中的至少一种；船舶航行参数包括船舶行驶位置、船舶行驶速率、船舶航行方向、风向、风速、船舶吃水深度、船舶吃水差、船舶左右倾角、船舶主机转速、船舶拖动负荷和船舶油水舱柜实时存量中的至少一种。

本实施例中，主控模块200与工况参数采集模块100电连接，主控模块200可为船舶的中央处理器，其用于接收工况参数采集模块100采集的污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数，并根据污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数对防污染设备的工作状态是否异常进行判断，并在防污染设备的工作状态为异常状态时，输出防污染设备的工作异常状态提示信息。

如图2所示，船舶防污染设备与安全设备在线监控系统10还包括维护终端300、通信模块400和远程服务器500。

其中，维护终端300与主控模块200连接，维护终端300用于向主控模块200发送安全设备的维护信息；主控模块200还用于每隔预设时间根据安全设备的维护信息生成安全设备的维护报表信息；通信模块400与主控模块200连接，通信模块400用于对外发送防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息；远程服务器500与通信模块400连接，远程服务器500用于接收并提供防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息。

本实施例中的安全设备可包括但不限于：救生设备：如救生艇、救生筏、救生圈，含救生艇机、艇架及救生物资，应急示位标，救生信号弹等等；消防设备：如主消防泵、应急消防泵、机舱大型灭火系统、货舱大型灭火系统、舟车式灭火器、手提灭火器、消防皮龙，消防员装备等等；应急设备：如应急发电机、应急蓄电池组、应急消防泵，应急风/油切断装置，应急逃生设备(含防火门/水密门、通道应急照明灯具)等等。并且，上述安全设备均需定期维护、保养、试验、检验或定期更新。

具体地，在船员对船舶安全设备维护保养完毕后，可通过维护终端300内置的摄像头扫描位于船舶安全设备一侧的可识别标签填入安全设备的维护信息(如维护时间和维护记录)，然后将该维护信息发送至主控模块200。主控模块200每隔预设时间(如一个月)根据该维护信息生成对应安全设备的维护报表信息。主控模块200再将防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息通过通信模块400(如4g/5g通信模块)发送至远程服务器500(如岸基服务器)，以使远程服务器500在接收到防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息后，向管理人员(如船东管理人员和政府工作人员)提供这些信息，以便于管理人员根据防污染设备的工作异常状态提示信息得知该防污染设备的工作状态存在异常，以及能够使得管理人员根据安全设备的维护报表信息可以随时确认船舶安全设备是否得到定期维护保养，从而实现对船舶防污染设备和安全设备的有效监控。

本实施例的主控模块200在如下任一条件满足时，可判断防污染设备的工作状态为异常状态：

条件一：污染源生成设备的运行工况处于工作状态，而防污染设备的运行工况未处于工作状态；条件二：防污染设备的运行工况处于工作状态，而污染源的排放速率大于预设的速率阈值；条件三：防污染设备的运行工况处于工作状态，而船舶行驶位置不在预设排放区域；条件四：防污染设备的运行工况处于工作状态，而船舶行驶速率小于预设行驶速率阈值；条件五：污染源生成设备的运行工况处于工作状态，而污染源的排放量大于设定排放阈值；条件六：船舱的液位参数值大于船舱预设液位值；条件七：船舱的液位参数值减小，而船舶的油水变化速率大于预设的油水变化速率。

具体地，当污染源生成设备的运行工况处于工作状态时，污染源生成设备会产生污染源，而根据防污染设备的作业参数得知其运行工况未处于工作状态时，防污染设备无法处理污染源，所以污染源会对海水造成污染，因此主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

可选地，当根据防污染设备的作业参数得知防污染设备的运行工况处于工作状态，但污染源的排放速率大于预设的速率阈值时，由于污染源的排放速率过大导致污染源会对局部区域的海水造成重大污染，因此主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

可选地，当根据防污染设备的作业参数得知防污染设备的运行工况处于工作状态，但根据船舶航行参数中的船舶行驶位置得知船舶不在预设排放区域(如船舶位于近岸区域)时，由于污染源会对非排放区域的海水造成污染，因此主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

可选地，当根据防污染设备的作业参数得知防污染设备的运行工况处于工作状态，但船舶航行参数中的船舶行驶速率小于预设行驶速率阈值时，则污染源会对局部区域的海水造成重度污染，因此主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

可选地，防污染设备还可以为污水处理装置，用于清洗船舶主机、发电机以及锅炉在处于运行状态时产生废气的污水。当污染源生成设备的运行工况处于工作状态，但污水处理装置检测到的污染源的排放量如含硫量大于设定排放阈值时，主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

可选地，工况参数采集模块100还用于采集船舱的液位参数值。具体而言，在船油水舱内可设置有液位传感器，液位传感器与工况参数采集模块100电连接，工况参数采集模块100可通过液位传感器采集获取船舱的液位参数值。当船舱的液位参数值大于船舱预设液位值时，主控模块200可根据接收的船舱的液位参数值判断船舱存在溢油风险。因此，主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

可选地，主控模块200还用于根据船舶航行参数确定船舶的油水变化速率。当船舱的液位参数值减小，而船舶的油水变化速率大于预设的油水变化速率时，说明船舱出现油水泄露的情况，进而主控模块200可判断防污染设备的工作状态出现异常。

在本实施例中，当船舶在进行压载水排放作业、含污油水排放作业和油水补给或者液货装卸作业时，主控模块200还用于生成并发送相应的工作记录报表。远程服务器500还用于接收并提供相应的工作记录报表，以使管理人员对压载水排放作业、含污油水排放作业和油水补给或者液货装卸作业进行在线监控。

具体地，当船舶在进行压载水排放、含污油水排放作业时，主控模块200还用于生成工作记录报表，工作记录报表包括作业的起始时间、结束时间、船舶位置、船舶速率、排放总量以及排放速率等等。主控模块200可以通过通信模块400将工作记录报表发送至远程服务器500。管理人员可以通过工作记录报表监控船舶是否按照公约规范要求进行压载水排放和含污油水排放作业。

类似地，当船舶在进行油水补给或者液货装卸时，主控模块200还用于生成相应的工作记录报表，工作记录报表包括作业起始时间、结束时间、油水补给量或者装卸货数量等等。主控模块200通过通信模块400将工作记录报表发送至远程服务器500。管理人员可以通过工作记录报表监控油水补给或者液货装卸是否按照公约、规范要求进行。

进一步地，主控模块200还用于接收船员终端设备发送的船员的身份信息和健康状态信息，并根据健康状态信息识别船员的健康状态为异常状态时，通过通信模块400向远程服务器500发送船员的健康报警提示信息和身份信息。

其中，健康状态信息可以包括船员的体温和疾病史等等。当健康状态信息出现异常(如体温高于正常体温)，则确定相应身份信息对应的船员不适宜上船，通信模块400发送健康报警提示信息至远程服务器500。进而，管理人员可以通过健康报警提示信息和身份信息锁定身体状态异常的船员，并进行及时处理。

进一步地，如图3所示，该船舶防污染设备与安全设备在线监控系统10还包括图像采集模块600。图像采集模块600与主控模块200连接，图像采集模块600用于采集包括船舶行驶状态的图像信息和视频信息。主控模块200还用于通过通信模块400向远程服务器500发送该图像信息和视频信息。进而，管理人员可以通过视频信息和图像信息远程监控船舶的行驶状态是否安全、环保。当船员在船舶上进行防污染演习活动时，可以根据视频信息和图像信息对演习活动进行点评和指导。

本实施例的船舶防污染设备与安全设备在线监控系统通过根据采集的污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数对防污染设备的工作状态是否异常进行判断，并输出防污染设备的工作异常状态提示信息，以及根据安全设备的维护信息生成安全设备的维护报表信息，并将防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息发送至远程服务器，以使远程服务器管理人员对船舶防污染设备和安全设备进行在线监控，从而实现对船舶的运行状态以及设备维护的实时监管，提高了对船舶的监督管理效率和检查结果可靠性，节省了人工成本，并可有效避免船舶运行造成的安全事故或海洋污染问题。

图4为船舶防污染设备与安全设备在线监控方法的流程图。所述船舶设置有防污染设备、安全设备和污染源生成设备。参考图4所示，本实施例提供的一种船舶防污染设备与安全设备在线监控方法包括：

步骤s1，采集污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数。

步骤s2，接收并根据污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数判断防污染设备的工作状态为异常状态时，输出防污染设备的工作异常状态提示信息。

步骤s3，获取安全设备的维护信息。

步骤s4，每隔预设时间根据安全设备的维护信息生成安全设备的维护报表信息。

步骤s5，发送防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息。

步骤s6，接收并提供防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息。

具体地，本实施例中的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法应用于船舶防污染设备与安全设备在线监控系统10。船舶防污染设备与安全设备在线监控系统10包括工况参数采集模块100、主控模块200、维护终端300、通信模块400和远程服务器500。其中，主控模块200与工况参数采集模块100电连接，主控模块200可为船舶的中央处理器。主控模块200接收工况参数采集模块100采集的污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数，并根据污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数对防污染设备的工作状态是否异常进行判断，并在防污染设备的工作状态为异常状态时，输出防污染设备的工作异常状态提示信息。

进一步地，在船员对船舶安全设备维护保养完毕后，可通过维护终端300内置的摄像头扫描位于船舶安全设备一侧的可识别标签填入安全设备的维护信息(如维护时间和维护记录)，然后将该维护信息发送至主控模块200。主控模块200每隔预设时间(如一个月)根据该维护信息生成对应安全设备的维护报表信息。

主控模块200再将防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息通过通信模块400(如4g/5g通信模块)发送至远程服务器500(如岸基服务器)，以使远程服务器500在接收到防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息后，向管理人员(如船东管理人员和政府工作人员)提供这些信息，以便于管理人员根据防污染设备的工作异常状态提示信息得知该防污染设备的工作状态存在异常，以及能够使得管理人员根据安全设备的维护报表信息可以随时确认船舶安全设备是否得到定期维护保养，从而实现对船舶防污染设备和安全设备的有效监控。

另外，本实施例的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法的具体实施方式可参见上述船舶防污染设备与安全设备在线监控系统的具体实施方式，为减少冗余，此处不做赘述。

本实施例的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法通过根据采集的污染源生成设备的运行工况、防污染设备的作业参数和船舶航行参数对防污染设备的工作状态是否异常进行判断，并输出防污染设备的工作异常状态提示信息，以及根据安全设备的维护信息生成安全设备的维护报表信息，并将防污染设备的工作异常状态提示信息和安全设备的维护报表信息发送至远程服务器，以使远程服务器管理人员对船舶防污染设备和安全设备进行在线监控，从而实现对船舶的运行状态以及设备维护的实时监管，提高了对船舶的监督管理效率和检查结果可靠性，节省了人工成本，并可有效避免船舶运行造成的安全事故或海洋污染问题。

进一步地，本实施例还可提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可实现上述的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法。

具体地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘和光数据存储设备等。

进一步地，本实施例还可提供一种船舶电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可实现上述的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法。

具体地，本实施例中的船舶电子设备可以被提供为用户终端。用户终端包括处理组件，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件的执行的指令，例如应用程序。存储器中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件被配置为执行指令，以执行上述的任一实施方式的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法。

船舶电子设备还可以包括一个电源组件被配置为执行用户终端的电源管理，一个有线或无线网络接口被配置为将用户终端连接到网络，和一个输入输出i/o接口。用户终端可以操作基于存储在存储器的操作系统，例如windowsservertm，macosxtm，unixtm,linuxtm，freebsdtm或类似。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品，包括指令，当计算机程序产品被计算机所执行时，该指令使得计算机执行上述的任一实施方式的船舶防污染设备与安全设备在线监控方法。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，与在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。