专利名称：船闸不上岸计重收费系统及其工作方法
技术领域：
本发明涉及船闸收费领域，更涉及船闸不上岸计重收费领域。
背景技术：
目前，国内大多数船闸收费系统主要有两种模式远调站收费和闸区中心票房收费，基本都已实现计算机联网收费，但都需要船员上岸实现登记和售票，耗时耗力，效率低下，难以实现过速过间，对水运行业的运输效率和竞争力已造成严重影响；另外，现阶段船闸收费系统均无计重收费功能，造成大量船舶严重超载，严重威胁航道、船闸、船舶以及船员的生命和财产安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景的不足，提出一种船闸不上岸计重收费系统，全自动检测船舶相关信息并实现船舶过闸计重收费，实现船舶和船闸两端收费信息联网管理，提升收费自动化管理水平。本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种船闸不上岸计重收费系统，包括用于存储过闸船舶及其船载货物信息，同时能够显示船舶过闸扣费信息的船载信息存储模块；用于船舶与船闸之间通信，以及船舶定位检测的信息收发模块；用于收费数据计算以及各类通信信号分析处理的中心分析处理模块； 用于船舶吃水深度以及实载吨位测量的吃水吨位动态测量模块；用于船舶装载货物检测分辨的船载货物鉴别模块；用于船舶收费信息网络查询以及银行联网扣费的联网信息及扣费模块；
其中，船载信息存储模块与信息收发模块采用双向数据连接，信息收发模块、吃水吨位动态测量模块以及船载货物鉴别模块分别与中心分析处理模块进行双向数据连接，中心分析处理模块与联网信息及扣费模块进行双向数据连接。进一步地，上述船间不上岸计重收费系统的船载信息存储模块由信息存储装置和 LCD显示屏组成；船载信息存储装置用于存储相关船舶及所载货物信息，LCD显示屏用于显示船舶过闸时的实在吨位和扣费信息。进一步地，上述船闸不上岸计重收费系统的信息收发模块主要由船载无线收发装置、船闸无线收发装置以及信息加密芯片组成。船载无线收发装置与船载信息存储模块连接在一起，放置在过闸船舶上，用于船端的无线通信；船闸无线收发装置安装在船闸闸首机房，用于船闸端的无线通信，当船载无线收发装置进入船闸无线收发装置的检测区域，两者之间形成通信时，中心分析处理模块便可对过闸船舶进行定位；信息加密芯片用于对船闸端发送的信息进行加密处理。进一步地，上述船间不上岸计重收费系统的中心分析处理模块由嵌入式微机和收费管理计算机两层控制组成。嵌入式微机用于对过闸船舶的无线通信、动态吃水吨位测量以及视频信号采集装置的数据和信号进行控制和管理，同时用于相关信息的分析处理；收费管理计算机用于船舶过闸收费数据计算以及结果分析处理，并与联网信息及扣费模块进行数据通信。进一步地，上述船间不上岸计重收费系统的吃水吨位动态测量模块由超声波检测装置以及实时水位测量装置组成；超声波检测装置用于船舶与水底距离的检测，实时水位测量装置用于检测船舶过闸时的实际动态水位，该装置可利用船闸控制系统现有水位计装置，超声波检测装置与实时水位检测装置安装在同一断面，两者结合可以分析出过闸船舶实时吃水深度。进一步地，上述船间不上岸计重收费系统的超声波检测装置由多个超声波测距传感器组成；超声波传感器等距布置在在船间间室底部，其个数根据船间的实际情况进行测算安装。进一步地，上述船闸不上岸计重收费系统的船载货物鉴别系统主要由视频图像信号采集装置组成；视频图像信号采集装置主要用于船载货物的图像采集，然后传输给嵌入式微机进行模式识别以及数据库对比判断。进一步地，上述船闸不上岸计重收费系统的联网信息及扣费模块由船舶收费信息网和网络扣费系统组成；船舶收费信息网用于记录船舶及其每次过闸的相关收费信息，便于船民的收费信息查询；网络扣费系统用于与银行及相关费用中心联系，对船舶的过闸费用收取及确认。本发明还提出一种船闸不上岸计重收费系统的工作方法，采用如下步骤 步骤A 将所述的系统各装置分别布置在相应位置并调试；
步骤B 启动系统，自动检测进入船闸的船舶，读取相关信息并进行定位分析； 步骤C:船舶进入检测区域后，进行第一次船舶载重吨位的测量计算以及船载货物的鉴别；
步骤D 判断实测船舶载重吨位是否超过船载记录吨位的20% ； 步骤D-I 当实测船舶载重吨位超过船载记录吨位的20%，按测量结果计算费用； 步骤D-2 当实测船舶载重吨位没有超过船载记录吨位的20%，按船载记录计算费用； 步骤E 将费用信息通过船载LCD通知船主；判断船主是否有异议； 步骤E-I 船主没有异议，计算费用不变；
步骤E-2 船主有异议，进行船舶第二次载重测量，并按步骤D重新计算费用； 步骤F:按计算费用进行银行联网扣费并通过手机短信形式通知船主，联网船舶信息网记录相关信息，同时通过船载LCD显示船舶收费信息，并结束本次船舶过闸收费。本发明采用以上技术方案具有以下有益效果
1、能全自动检测船舶相关信息并实现船舶过闸计重收费，船员无需上岸缴费，省时省力，提高过间效率，有效杜绝船舶严重超载；
2、实现船舶和船闸两端收费信息联网管理，提升收费自动化管理水平。
图1为本发明系统模块框图； 图2为本发明系统结构框图3为本发明系统船闸外围布置示意图；图4为本发明吃水吨位动态测量模块布置示意图； 图5为图4的a-a方向剖面布置示意图； 图6为本发明系统信息联系示意图； 图7为本发明船舶一次吃水吨位动态测量流程图； 图8为本发明船舶一次过闸收费流程图中标号解释1、船载信息存储模块，1-1、信息存储装置，1-2、IXD显示屏，2、信息收发模块，2-1、船载无线收发装置，2-2、船闸无线收发装置，2-3、信息加密芯片，3、中心分析处理模块，3-1、嵌入式微机，3-2、收费管理计算机，4、吃水吨位动态测量模块，4-1、超声波采集装置，4-2、实时水位测量装置，5、船载货物鉴别模块，5-1、视频信号采集装置，6、联网信息及扣费模块，6-1、船舶收费信息网，6-2、银行网络扣费系统，7、闸门，8、闸首，9、闸室。
具体实施方案下面结合附图对本发明技术方案的实施做进一步的详细描述
如图1所示船闸不上岸计重收费系统包括船载信息存储模块1、信息收发模块2 ；中心分析处理模块3、吃水吨位动态测量模块4、船载货物鉴别模块5以及联网信息及扣费模块6 ；其中，船载信息存储模块1与信息收发模块2采用双向数据连接，信息收发模块2、吃水吨位动态测量模块4以及船载货物鉴别模块5分别与中心分析处理模块3进行双向数据连接，中心分析处理模块3与联网信息及扣费模块6进行双向数据连接。如图2所示船载信息存储模块1由信息存储装置1-1与IXD显示屏1-2组成；信息收发模块由船载无线收发装置2-1、船闸无线收发装置2-2以及信息机密芯片2-3组成， 船载无线收发装置2-1与船载信息信息存储模块1连接在一起，使用时，信息存储装置1-1、 LCD显示屏1-2以及船载无线收发装置2-1集成在一起，放置在船舶上；吃水吨位动态测量模块4由超声波检测装置4-1、实时水位测量装置4-2组成；船载货物鉴别模块5主要由视频信号采集模块装置5-1组成；联网信息及扣费模块6由船舶收费信息网6-1以及网络扣费系统6-2组成；中心分析处理模块3由嵌入式微机3-1与收费管理计算机3-2组成；
其中嵌入式微机3-1通过船闸无线收发装置2-2与船载装置进行通信，同时控制信息加密芯片2-3进行加密处理，并将加密处理的后信息重新读出通过无线收发装置传输给信息存储装置1-1 ；嵌入式微机3-1同时控制超声波检测装置以及实时水位测量装置4-2进行工作，分别实时获取船舶距离水底的距离以及实时水位，两者之差即为船舶动态吃水深度；嵌入式微机3-1控制视频信号采集5-1进行图形采集，对采集到的图像进行模式识别并与数据库数据对比，最终分辨出船载货物，同时将相关信息传输给收费管理计算机3-2 ；
收费管理计算机3-2通过对嵌入式微机3-1传输过来的资料进行分析处理，结合实测数据以及船载数据进行收费数据计算，并通过银行网络扣费系统7-2进行扣费，然后将相关收费信息通过船载LCD显示屏1-1、船闸信息网7-1以及手机短信等形式进行发布。如图3所示船舶吃水吨位动态测量模块4分别在闸室9中布置两套；视频信号采集装置5-1分别布置在船舶吃水吨位动态测量模块4的同一断面。如图4及图5所示超声波采集装置4-1的超声波传感器等距布置在船闸底部，超声波传感器的个数根据其波束脚以及极限水位进行设定，保证极限水位以上的数据能够全部测量。
如图6所示，本发明中心分析处理模块由嵌入式微机3-1和收费管理计算机3-2 组成，其中嵌入式微机3-1与收费管理计算机3-2进行连接，收费管理计算机与船舶信息网7-1以及银行网络扣费系统7-2进行连接。如图7所示，一次吃水吨位动态测量的过程为首先启动系统，船闸无线收发装置 2-2与船载无线收发装置2-1进行通信，然后嵌入式微机3-1分析处理判断船舶是否进入检测区域，当船舶进入检测区域，嵌入式微机3-1便控制超声波检测装置4-1以及实时水位测量装置4-2进行测量，并对测量结果进行计算；同时控制视频信号采集装置5-1进行工作， 并对采集到的信号进行图像识别和数据库对比进行鉴别。如图8所示，一次船舶过闸收费流程的全过程为首先通过嵌入式微机3-1对船载信息以及第一次实测信息进行获取并将实测信息传输给收费管理计算机3-2 ；然后收费管理计算机3-2判断船舶实载重量是否超过记录吨位的20% 当实测吨位超过记录吨位的20% 时，按测量结果计算费用；当实测吨位没有超过记录吨位的20%时，按记录吨位计算费用； 进而将计算费用结果通过船载LCD显示屏1-2显示船舶收费信息；船主看到信息之后如果同意收费则进行相关费用的收取；如果船主看到信息之后不同意，则进行第二次测量之后重新判断进行相关费用的收取。收取费用时，将计算结果传输给银行网络扣费系统6-2进行费用收取，然后将收费结果实时播报船闸收费信息给LCD显示屏1-2、船舶收费信息网6-1，同时通过手机短信的形式通知船主。具体实施例在某次测量中，船载信息为船载吨位100吨，货物为沙子，费用计算标准为每吨0. 5元，而船舶的测量结果为103吨。实际分析处理时，因为(103-100) /100=3%,并未超过20%，所以按船载记录吨位进行收费，收费为100*0. 5=50元，将此费用情况通知船主，船主无异议后进行过闸费用收取。显然，各模块的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明的技术基础上，对个别模块进行的改进和等同变化，不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种船闸不上岸计重收费系统，其特征在于，包括用于存储过闸船舶及其船载货物信息，同时显示船舶过闸扣费信息的船载信息存储模块；用于船舶与船闸之间通信的信息收发模块； 用于数据通信和收费数据分析处理的中心分析处理模块； 用于测量船舶的吃水深度以及实载吨位的吃水吨位动态测量模块； 用于通过视频图像信号采集装置检测分辨船舶装载货物的船载货物鉴别模块； 用于船舶收费信息网络查询以及银行联网扣费的联网信息及扣费模块； 其中，所述船载信息存储模块与信息收发模块采用双向数据连接，所述信息收发模块、 吃水吨位动态测量模块以及船载货物鉴别模块分别与中心分析处理模块采用双向数据连接，所述中心分析处理模块与联网信息及扣费模块采用双向数据连接。
2.根据权利要求1所述的船闸不上岸计重收费系统，其特征在于所述船载信息存储模块由信息存储装置和LCD显示屏组成；其中，所述船载信息存储装置用于存储相关船舶信息和船载货物信息，所述LCD显示屏用于显示船舶实测吨位和过闸扣费信息。
3.根据权利要求1所述的船闸不上岸计重收费系统，其特征在于所述信息收发模块由船载无线收发装置、船闸无线收发装置以及信息加密芯片组成；其中所述船载无线收发装置与船载信息存储模块连接，放置在过闸船舶上，用于船舶端的无线通信；所述船闸无线收发装置安装在船闸闸首机房，用于船闸端的无线通信； 所述信息加密芯片用于对船闸端发送的信息进行加密处理。
4.根据权利要求1所述的船间不上岸计重收费系统，其特征在于所述中心分析处理模块由嵌入式微机和收费管理计算机组成；其中所述嵌入式微机用于对过闸船舶的无线通信、动态吃水吨位测量以及视频图像信号采集装置的数据和信号进行控制和分析处理；所述收费管理计算机用于船舶过闸收费数据计算以及结果分析处理，并与联网信息及扣费模块进行数据通信。
5.根据权利要求1所述的船闸不上岸计重收费系统，其特征在于所述吃水吨位动态测量模块由超声波检测装置以及实时水位测量装置组成；其中所述超声波检测装置用于船舶与水底距离的检测，所述实时水位测量装置用于检测船舶过闸时的实际动态水位；所述超声波检测装置与实时水位检测装置安装在同一断面，两者结合分析出过闸船舶实时吃水深度。
6.根据权利要求5所述的船间不上岸计重收费系统，其特征在于所述超声波检测装置由多个超声波测距传感器组成；所述超声波测距传感器等距布置在船间间室底部，其安装个数根据船闸的实际尺寸确定。
7.根据权利要求1所述的船闸不上岸计重收费系统，其特征在于所述船载货物鉴别系统由视频图像信号采集装置组成；所述视频图像信号采集装置用于船载货物的图像采集，然后传输给所述中心分析处理模块进行模式识别以及相关数据库对比判断。
8.根据权利要求1所述的船闸不上岸计重收费系统，其特征在于所述联网信息及扣费模块由船舶收费信息网和网络扣费系统组成；所述船舶收费信息网用于记录船舶及其每次过闸的相关收费信息；所述网络扣费系统与银行及相关费用中心联网，用于对船舶的过闸费用进行收取及确认。
9. 一种基于权利要求1至8任一所述的船闸不上岸计重收费系统的工作方法，其特征在于，采用如下步骤步骤A 将所述船载信息存储模块与信息收发模块采用双向数据连接，所述信息收发模块、吃水吨位动态测量模块以及船载货物鉴别模块分别与中心分析处理模块采用双向数据连接，所述中心分析处理模块分别与联网信息及扣费模块采用双向数据连接，然后进行系统调试；步骤B 启动系统，自动检测进入船闸的船舶，读取相关信息并进行定位分析； 步骤C:船舶进入检测区域后，进行第一次船舶载重吨位的测量计算以及船载货物的鉴别；步骤D 判断实测船舶载重吨位是否超过船载记录吨位的20%，并进行如下处理 步骤D-I 当实测船舶载重吨位超过船载记录吨位的20%，按测量结果计算费用； 步骤D-2 当实测船舶载重吨位没有超过船载记录吨位的20%，按船载记录计算费用； 步骤E 将费用信息通过船载LCD通知船主；判断船主是否有异议，并进行如下处理 步骤E-I 若船主没有异议，计算费用不变；步骤E-2 若船主有异议，进行船舶第二次载重测量，并按步骤D重新计算费用； 步骤F:按计算费用进行银行联网扣费并通过手机短信形式通知船主，联网船舶信息网记录相关信息，同时通过船载LCD显示船舶收费信息，并结束本次船舶过闸收费。
全文摘要
本发明公开了一种船闸不上岸计重收费系统及其工作方法，涉及船闸计重收费技术领域。本发明的系统包括船载信息存储模块、信息收发模块、中心分析处理模块、吃水吨位动态测量模块、船载货物鉴别模块、联网信息及扣费模块；本发明的工作方法是通过船舶过闸信息的两次自动测量进行相关过闸费用的收取，同时进行收费信息的发布。本发明能自动检测船舶相关信息并计重收取过闸费用，船员无需上岸缴费，省时省力，提高过闸效率，有效杜绝船舶严重超载，同时实现收费信息联网管理，便于信息查询，提升收费自动化管理水平。
文档编号G07B15/00GK102496189SQ20111041853
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者刘轰, 季锦章, 杨根成, 杨正, 王瑞, 臧正保, 蒲皓, 陆飞 申请人:江苏省交通规划设计院股份有限公司