专利名称：一种三峡库区典型江段船舶监控系统及其监控方法
技术领域：
本发明涉及一种智能交通运输监控系统，特别是一种三峡库区典型江段船舶监控
系统及其监控方法。
背景技术：
近几年，随着三峡库区不断蓄水，库区通航条件有了极大的改善，通航能力不断提 高，运输成本不断降低，通航船舶数量显著增加，为三峡库区当地经济发展奠定了良好的基 础。随着库区船舶通航密度的不断增大，通航环境越来越复杂，再加上内河航运从业人员素 质良莠不齐，导致水上交通事故频发，特别是重大、特大恶性事故的发生。现有监控系统仅 局限于二维平面，由于库区某些典型江段气象、环境等变化复杂，不能直观地反应船舶在该 区域运行的实际情况，不能满足对三峡库区船舶全方位监控需求。为有效避免事故的发生， 保障人民群众的生产生活安全，研制一种三峡库区典型江段船舶监控系统及其监控方法十 分必要。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种对三峡库区通航船舶进行全
方位立体化监控及调度管理的数字化、智能化的三峡库区典型江段船舶监控系统。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下一种三峡库区典型江段船舶监控系
统包括船位采集设备、数据传输设备、数据处理设备、船位数据库服务器、空间地理信息数
据库服务器、电子航道图数据库服务器、水文气象信息数据库服务器、船舶信息数据库服务
器、立体化监控平台；所述的船位采集设备、数据传输设备安装在营运船舶上，所述的数据
处理设备、船位数据库服务器、空间地理信息数据库服务器、电子航道图数据库服务器、水
文气象信息数据库服务器、船舶信息数据库服务器、立体化监控平台安装在岸上的监控中
心内；所述的立体化监控平台分别通过光纤或双绞线与船位数据库服务器、空间地理信息
数据库服务器、电子航道图数据库服务器、水文气象信息数据库服务器和船舶信息数据库
服务器连接，所述的船位数据库服务器通过光纤或双绞线与数据处理设备连接，所述的数
据处理设备通过无线通信方式与数据传输设备连接，所述的数据传输设备通过双绞线与船
位采集设备连接。 本发明所述的无线通信方式是海事通信卫星或CDMA IX网络或GPRS网络。 本发明所述的空间地理信息数据库服务器收集有海量地形地貌数据、航道内三维
物标数据、航道两侧三维建筑景观数据、航道内三维船舶数据、各种可视化水文气象数据，
所述的电子航道图数据库服务器收集基于实测数据的大比例尺高精度标准的航道图数据，
所述的水文气象信息数据库服务器收集更新区域内实时的水文气象信息，所述的船舶信息
数据库服务器收集区域内所营运船舶的详细静态信息，包括船舶类型、船长、船宽、各种船
舶检验信息等。 本发明所述的立体化监控平台运行的船舶立体化监控平台软件包括二维船舶监
3控子平台软件、二维电子航道图与三维视景联动控制软件、三维船舶监控子平台软件；所述 的二维船舶监控子平台软件包括数据电子航道图显示模块、船位叠加显示模块、船舶信息 调取模块，所述的船位叠加显示模块实时显示库区内营运船舶位置信息，所述的船舶信息 调取模块显示船舶静态信息；所述的二维电子航道图与三维视景联动控制软件是在二维电 子航道图与三维视景之间进行任意切换的控制软件；所述的三维船舶监控子平台软件包 括水文气象渲染模块、三维船舶信息渲染模块、地形地貌渲染模块、航道内三维物标渲染模 块、航道两侧三维建筑景观渲染模块。 —种三峡库区典型江段船舶立体化监控系统的监控方法包括以下步骤 A、由安装在营运船舶上的船位采集设备实时采集并通过数据传输设备将船位信
息发送到监控中心的船位数据库服务器； B、立体化监控平台实时调取库区内的船位信息叠加在二维电子航道图上，当监控 典型江段需要时切换到三维立体模式，显示地形地貌数据、航道内三维物标数据、航道两侧 三维建筑景观数据，根据船舶信息数据库信息显示三维船舶数据；
C、选中水文气象信息功能，将水文气象数据进行虚拟现实仿真。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果 1、由于本发明通过对典型江段的三维立体仿真及实时船位显示，能够直观、形象
地显示三峡库区通航船舶的运动趋势、运动轨迹、运动方向、周边环境等信息。 2、由于本发明通过对二维电子航道图与三维视景的良好结合，对全面推进三峡库
区航运数字化、智能化建设，提高船舶航行安全保障技术和船舶避碰技术，减少遇险人员和
船舶损失，提升内河水上客货运输的安全程度，促进内河航运经济的快速、平稳发展，将起
到极其重要的作用。 3、由于本发明通过对船舶的立体化监控直观的展示了船舶在实际环境中运行的 情况，将为我国内河及海上水上交通应急反应系统的实施提供技术支持和应用示范作用。
本发明共有附图3张，其中 图1是三峡库区典型江段船舶监控系统的组成示意图。 图2是三峡库区典型江段船舶监控系统的立体化监控平台软件构成图。 图3是三峡库区典型江段船舶立体化监控系统的监控流程图。 图中1、船位采集设备，2、数据传输设备，3、数据处理设备，4、船位数据库服务器，
5、空间地理信息数据库服务器，6、电子航道图数据库服务器，7、水文气象信息数据库服务
器，8 、船舶信息数据库服务器，9 、立体化监控平台。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，一种三峡库区典型江 段船舶监控系统包括船位采集设备1、数据传输设备2、数据处理设备3、船位数据库服务器 4、空间地理信息数据库服务器5、电子航道图数据库服务器6、水文气象信息数据库服务器 7、船舶信息数据库服务器8、立体化监控平台9 ;所述的船位采集设备1、数据传输设备2安 装在营运船舶上，所述的数据处理设备3、船位数据库服务器4、空间地理信息数据库服务器5、电子航道图数据库服务器6、水文气象信息数据库服务器7、船舶信息数据库服务器8、 立体化监控平台9安装在岸上的监控中心内；所述的立体化监控平台9分别通过光纤或双 绞线与船位数据库服务器4、空间地理信息数据库服务器5、电子航道图数据库服务器6、水 文气象信息数据库服务器7和船舶信息数据库服务器8连接，所述的船位数据库服务器4 通过光纤或双绞线与数据处理设备3连接，所述的数据处理设备3通过无线通信方式与数 据传输设备2连接，所述的数据传输设备2通过双绞线与船位采集设备1连接。所述的无 线通信方式是海事通信卫星或CDMA 1X网络或GPRS网络。所述的空间地理信息数据库服 务器5收集有海量地形地貌数据、航道内三维物标数据、航道两侧三维建筑景观数据、航道 内三维船舶数据、各种可视化水文气象数据，所述的电子航道图数据库服务器6收集基于 实测数据的大比例尺高精度标准的航道图数据，所述的水文气象信息数据库服务器7收集 更新区域内实时的水文气象信息，所述的船舶信息数据库服务器8收集区域内所营运船舶 的详细静态信息，包括船舶类型、船长、船宽、各种船舶检验信息等。所述的立体化监控平台 9运行的船舶立体化监控平台软件包括二维船舶监控子平台软件、二维电子航道图与三维 视景联动控制软件、三维船舶监控子平台软件；所述的二维船舶监控子平台软件包括数据 电子航道图显示模块、船位叠加显示模块、船舶信息调取模块，所述的船位叠加显示模块实 时显示库区内营运船舶位置信息，所述的船舶信息调取模块显示船舶静态信息；所述的二 维电子航道图与三维视景联动控制软件是在二维电子航道图与三维视景之间进行任意切 换的控制软件；所述的三维船舶监控子平台软件包括水文气象渲染模块、三维船舶信息渲 染模块、地形地貌渲染模块、航道内三维物标渲染模块、航道两侧三维建筑景观渲染模块。
如图1-3所示，一种三峡库区典型江段船舶立体化监控系统的监控方法包括以下 步骤 A、由安装在营运船舶上的船位采集设备1实时采集并通过数据传输设备2将船位 信息发送到监控中心的船位数据库服务器4 ; B、立体化监控平台9实时调取库区内的船位信息叠加在二维电子航道图上，当监 控典型江段需要时切换到三维立体模式，显示地形地貌数据、航道内三维物标数据、航道两 侧三维建筑景观数据，根据船舶信息数据库信息显示三维船舶数据；
C、选中水文气象信息功能，将水文气象数据进行虚拟现实仿真。
本发明具有以下三个功能 1、立体化监控库区船舶，提高库区船舶运营安全。通过研发三峡库区典型江段船 舶立体化监控系统，不仅为海事监管人员提供实时可视化的航运安全环境信息，而且可以 通过调取系统中的水文气象等参数进行复杂气候条件下航行、船舶对遇、追越、交叉相遇等 模拟试验，实现船舶在各种紧迫危险情况下的航行操作、船舶避碰、船桥避碰和船舶与结构 物之间的避碰，从而探索库区船舶操作规律、碰撞防范措施及避碰操船规律，为库区船舶航 行安全奠定重要基础。 2、为库区交通基础设施的建设和规划起决策辅助作用。三峡库区航道整治、港口 码头及桥梁等水工设施的建设，可以借助三峡库区典型江段船舶立体化监控系统，对航道 信息、水文信息、气象信息等进行快速查询；可以借助三峡库区典型江段船舶立体化监控系 统，通过改变系统中的不同参数，不仅可以模拟水工设施建成后对船舶航行安全的影响，而 且可以定量测试水工设施对船舶航行安全的影响度，从而为交通基础设施建设和规划起到重要的决策指导作用。 3、为库区水上交通事故的调查分析提供重要的辅助手段。三峡库区典型江段船舶 立体化监控系统，可以通过调取事故发生前的船位、航向、航速等参数，实现对水上交通事 故的发生及损害程度进行真实的还原，再现事故发生的全过程。这样不仅可以分析事故发 生的原因、判明当事方的责任，为水上交通事故的调查起到辅助作用，而且在事故真实再现 过程中，还能从中吸取的经验和教训，以及应采取的正确措施，从而为水上交通事故的调查 和处理提供分析、研究的平台。
权利要求
一种三峡库区典型江段船舶监控系统，其特征在于包括船位采集设备(1)、数据传输设备(2)、数据处理设备(3)、船位数据库服务器(4)、空间地理信息数据库服务器(5)、电子航道图数据库服务器(6)、水文气象信息数据库服务器(7)、船舶信息数据库服务器(8)、立体化监控平台(9)；所述的船位采集设备(1)、数据传输设备(2)安装在营运船舶上，所述的数据处理设备(3)、船位数据库服务器(4)、空间地理信息数据库服务器(5)、电子航道图数据库服务器(6)、水文气象信息数据库服务器(7)、船舶信息数据库服务器(8)、立体化监控平台(9)安装在岸上的监控中心内；所述的立体化监控平台(9)分别通过光纤或双绞线与船位数据库服务器(4)、空间地理信息数据库服务器(5)、电子航道图数据库服务器(6)、水文气象信息数据库服务器(7)和船舶信息数据库服务器(8)连接，所述的船位数据库服务器(4)通过光纤或双绞线与数据处理设备(3)连接，所述的数据处理设备(3)通过无线通信方式与数据传输设备(2)连接，所述的数据传输设备(2)通过双绞线与船位采集设备(1)连接。
2. 根据权利要求1所述的三峡库区典型江段船舶监控系统，其特征在于所述的无线通信方式是海事通信卫星或CDMA IX网络或GPRS网络。
3. 根据权利要求1所述的三峡库区典型江段船舶监控系统，其特征在于所述的空间地理信息数据库服务器(5)收集有海量地形地貌数据、航道内三维物标数据、航道两侧三维建筑景观数据、航道内三维船舶数据、各种可视化水文气象数据，所述的电子航道图数据库服务器(6)收集基于实测数据的大比例尺高精度标准的航道图数据，所述的水文气象信息数据库服务器(7)收集更新区域内实时的水文气象信息，所述的船舶信息数据库服务器(8)收集区域内所营运船舶的详细静态信息，包括船舶类型、船长、船宽、各种船舶检验信息等。
4. 根据权利要求1所述的三峡库区典型江段船舶监控系统，其特征在于所述的立体化监控平台(9)运行的船舶立体化监控平台软件包括二维船舶监控子平台软件、二维电子航道图与三维视景联动控制软件、三维船舶监控子平台软件；所述的二维船舶监控子平台软件包括数据电子航道图显示模块、船位叠加显示模块、船舶信息调取模块，所述的船位叠加显示模块实时显示库区内营运船舶位置信息，所述的船舶信息调取模块显示船舶静态信息；所述的二维电子航道图与三维视景联动控制软件是在二维电子航道图与三维视景之间进行任意切换的控制软件；所述的三维船舶监控子平台软件包括水文气象渲染模块、三维船舶信息渲染模块、地形地貌渲染模块、航道内三维物标渲染模块、航道两侧三维建筑景观渲染模块。
5. —种三峡库区典型江段船舶立体化监控系统的监控方法，其特征在于包括以下步骤A、 由安装在营运船舶上的船位采集设备(1)实时采集并通过数据传输设备(2)将船位信息发送到监控中心的船位数据库服务器(4);B、 立体化监控平台(9)实时调取库区内的船位信息叠加在二维电子航道图上，当监控典型江段需要时切换到三维立体模式，显示地形地貌数据、航道内三维物标数据、航道两侧三维建筑景观数据，根据船舶信息数据库信息显示三维船舶数据；C、 选中水文气象信息功能，将水文气象数据进行虚拟现实仿真。
全文摘要
本发明公开了一种三峡库区典型江段船舶监控系统及其监控方法，所述的系统包括船位采集设备、船位数据库服务器、船舶信息数据库服务器、立体化监控平台等设备；所述的立体化监控平台运行的船舶立体化监控平台软件包括二维船舶监控子平台软件、二维电子航道图与三维视景联动控制软件、三维船舶监控子平台软件；所述的方法包括实时采集并发送船位信息、实时调取库区内的船位信息叠加在二维电子航道图上并在需要时切换到三维立体模式，将水文气象数据进行虚拟现实仿真。由于本发明通过对典型江段的三维立体仿真及实时船位显示，能够直观、形象地显示三峡库区通航船舶的运动信息，为我国水上交通应急反应系统的实施提供技术支持和应用示范作用。
文档编号G08G3/02GK101694751SQ20091018775
公开日2010年4月14日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者余荣华, 党志胜, 张英俊, 梁雄耀, 游晓霞, 邢胜伟 申请人:大连海事大学;重庆市港航管理局;