专利名称：海上交通智能化监控系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种使用于港口、码头、航道等地区的智能化、图形化、图 像化相结合全面的海上交通智能化监控系统。
背景技术：
目前，我国内地已有l 2个亿吨大港，中国已经成为世界上拥有亿吨 大港最多的国家。随着世界经济全球化的发展，我国的国内物流和对外贸 易量增长迅速。承担85%左右外贸货物运输的海运事业进入了空前的高速发 展时期，沿海港口吞吐量逐年上升。按照交通发展总体规划，预计到2010 年，沿海港口总吞吐能力将达80亿吨，集装箱码头总吞吐能力达1亿标 准箱。2020年，沿海港口吞吐能力将达到100亿吨，集装箱码头总吞吐量 达1.7亿标准箱。这对海上交通的监管能力提出了更高的要求。
港口内除了大大小小的客船、货轮，还有港内施工、作业船舶异常繁 忙，挖泥船、工程船、拖轮以及公务船也不在少数，还有一些渔船进进出 出。船舶的流量相当大，高峰时刻航道上时时刻刻有船舶上线、下线、航 行。有些船舶为了提高自身的营运效率都想早些进出港，存在争抢航道现 象，这势必带来对海上交通安全造成很大的隐患。海上交通系统的环境复 杂性、结构复杂性和运行复杂性，使得海上作为交通主体的各船舶面临着 许多不确定因素，而现有的海上交通监管手段存在着一些不足，如雷达 系统对船舶密集的港区、雷达盲区及假回波区域监控的不足，船舶自动识 别系统一般只有比较大型的船舶才有安装等等。如果不加以有效的控制， 很可能走向混乱无序的状态，譬如发生触礁、搁浅、碰撞等各种事故。
2006年中国港口货物吞吐量56亿吨，增长15.4%;集装箱吞吐量9300 万标准箱，增长26%，以上两项指标继续保持世界第一的位次。其中，上
海港货物吞吐量4.65亿吨，集装箱吞吐量2171万标准箱，分别居世界第一 位和第三位。其中社会物流总额预计同比增长17.1%;物流业增加值预计 增长12%以上，占服务业增加值的比重超过17%;社会物流总费用预计增
长13.2。X，与GDP的比率将稳定在18.5%左右。随着物流规模不断扩大， 对外物流量快速增长，新的货运基地也在不断扩展，对海上的交通运输监 管能力是一种考验。上述问题需要亟待解决，为此构建海上交通智能化监 控系统，保证海上交通的有序、畅通、高效，是海上交通控制的基本目标。
发明内容
为了解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种海上交通智能化监 控系统，以利于满足对于海上交通安全监管需求，对海上交通突发事件的 及时有效的监控和定位，提高监管部门的工作效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种海上交通智能化 监控系统，该系统安装在港区监控中心、港口要部、码头区域及灯塔、航
标的海上设施上，其中该系统包括有IP视频监控系统、无线宽带网络、 智能视频分析系统、广域监控系统，信息处理系统；在所述港口要部安装 有广域视频监控设备，在所述码头区域安装有IP监控系统，在所述灯塔、 航标的海上设施上安装有IP监控系统和无线宽带网络设备，在所述港区监 控中心安装智能视频分析系统和信息处理系统；所述IP视频监控系统采集 码头、航道区域的视频信号，通过无线宽带网络将视频信号传输给所述监 控中心内的智能视频分析系统，智能视频分析系统对视频信号物体或目标 的动作进行分析和判断，当发生违反预设的安全规则时，向信息处理系统 发送报警视频图像数据，所述广域视频监控系统对港口区域进行全景扫描 和重点区域实时采集视频图像，通过无线宽带网络与信息处理系统进行交 互，信息处理系统具有外界数据接入接口，接受外部系统输入的船舶动态 及静态数据、接入智能视频分析系统的报警视频图像数据、接入广域监控
系统传输来的视频数据，通过处理将船舶信息显示在信息处理系统的电子 海图上，通过电子海图上的目标信息实时控制IP监控系统和广域监控系统 进行实时视频监控，信息处理系统对智能视频分析系统的报警视频图像数 据进行处理，能够按类别输出报警信号。
本发明的效果是该智能化监控技术，为港口、码头、航道等地区构架 出一个全方位、多层位的智能化监控体系。其技术方案的要点是有效地结 合电子海图信息管理系统，视频监控系统。利用本系统的目标识别、视频 分析技术、无线网络技术，将图形化监控、视频监控和智能分析结合在一 起，实现了以少量摄像头监控宽广区域的高效率监控、全景监控、远程监 控与实况拍摄、智能分析。对突发事件的及时有效的监控和定位，便于采 取有效的措施。应用该项技术后预计可减轻港口管理人员50%的重复劳动， 提高了工作效率，海事故障率可下降16个百分点。
图l系统结构原理图； .
图2广域视频监控系统结构图3广域视频监控系统中视频传感器结构图4信息分析系统结构图。
图中
1、IP监控系统2、无线宽带网络3、智能视频分析系统
4、广域视频监控系统5、信息处理系统6、船舶信息
7、报警信号8、电源9、摄像头
10、电机11、中央处理器12、以太网接口
13、输出数据14、大屏幕显示器15、视频传感器
16、广域监控服务器17、客户端
具体实施例方式
结合实施例对本发明的海上交通智能化监控系统结构以及使用过程 加以详细说明。
如图1所示，在所述港口要部安装有广域视频监控设备4，在所述码头 区域安装有IP监控系统1 ，在所述灯塔、航标的海上设施上安装有IP监控 系统1和无线宽带网络设备2，在所述港区监控中心安装智能视频分析系统
3和信息处理系统5。 .
所述IP视频监控系统1采集码头、航道区域的视频信号，通过实体网 络或无线宽带网络2将视频信号传输给监控中心内的智能视频分析系统3， 智能视频分析系统3对视频信号进行分析和判断，分析视频中物体或目标 的动作。当发生违反预设的安全规则时，通过局域网发送报警视频图像数 据，提交给信息处理系统5。所述广域视频监控系统4对港口区域进行全景 扫描和重点区域(如航道交汇点等船舶密集的地方)实时采集视频图像， 通过网络和信息处理系统5进行交互，信息处理系统5具有外界数据接入 接口，接受外部系统输入的船舶动态、静态数据6，接入智能视频分析系统 3的报警视频图像数据，接入广域监控系统4传输来的视频数据，通过处理 将船舶信息显示在信息处理系统5的电子海图上。通过电子海图上的目标 信息实时控制IP监控系统1和广域监控系统4进行实时视频监控，信息处 理系统5对智能视频分析系统3的报警视频图像数据进行处理，按类别输 出报鲁信号7，如图形提示弹出对话框提示或声音报警。
所述IP视频监控系统1由信号采集设备、可遥控动作设备以及网络视 频服务器组成。信号采集设备包括视音频信号、报警信号采集及模拟采集 设备，主要由摄像机、拾音设备、报警器、红外探头、烟雾传感器等组成， 其作用主要是提供监控前端各种信号采集功能，如视频、音频、震动、烟 雾、非法入侵等其他异常信号以及相关参数的采集。可遥控动作设备包括 电动变焦镜头、全方位云台、室外电控防护罩及射灯开关等其他可控机电 设备，这些设备按照中心控制端发来的遥控指令进行动作。网络视频服务 器是整个系统中最重要的设备，负责将采集到的视音频、报警等模拟信号 编码、压縮为数字信号，按照标准的网络通信协议通过局域网、互联网或 专网传输到监控中心机房。同时，还可以将监控中心机房发出的数字控制 命令转化为模拟信号指令发给机电、报警等前端设备。
所述IP视频监控系统1采集码头、航道区域的视频信号，将视频信号 传输给监控中心的机房内的智能视频分析系统3，智能视频分析系统3根据 预设的安全规则对视频信号进行分析和判断，当发生违反预设的安全规则
时，产生报警信息传输至信息处理系统5。系统运行时设置安全规则，运行
后不需要人工进行操作、判断。可以实现对港口、航道监视船只通行状况 和码头、货场车辆人员进出情况。采用绊线规则，对来往船只进行计数， 对码头车辆人员进行计数。将绊线规则和警戒区规则联合应用，对于港口、 码头及海岸线等受保护的区域侦测进入受限区域的船只，防范各种危险情 况发生。利用徘徊规则，侦测在受限地带内游荡/抛锚的船只，检测航线内 游荡/抛锚的船只。采用绊线规则和警戒区规则联合应用，侦测接近/游荡/ 攀爬护栏或围墙的人员。大大减轻了监控中心的工作人员的工作强度。
如图2、 3所示，广域视频监控系统4由视频传感器、广域监控服务器 和大屏幕显示器组成的。视频传感器采用电源8给其他部分供电，通过双 电机10控制摄像头9的水平和垂直转动，做到扫描角度水平270度、垂直 30度的监控范围。通过中央处理器11进行A/D转换等处理后，通过以太网 接口 12，输出数据13。视频服务器通过IP网络连接视频传感器，控制视频 传感器的转动、参数配置等，接收视频传感器传输的视频图像数据。连接 大屏幕显示器显示视频图像。同时提供网络接口，连接客户端或其他相关 系统如信息处理系统5。客户端是通过视频服务器来浏览视频。
如图4所示，信息数据采集模块接受外部船舶信息6传输给数据分析
处理模块。视频数据控制模块接受智能视频分析系统3和广域监控系统4 的视频数据，并传输给数据分析处理模块。数据分析处理模块将分析后显 示数据传输给电子海图显示模块，将报警数据传输给报警输出模块，将控 制命令数据传输给视频数据控制模块。视频数据控制模块传输控制命令给
智能视频分析系统3和广域监控系统4，报警输出模块输出报警信号7。
所述广域视频监控系统4采集港口区域的视频信号。工作人员通过广 域监控服务器16设置视频传感器15的参数配置，调整扫描区域方位和大 小范围，通过广域监控服务器16控制视频传感器15的摄像头转动，选看 区域视频图像。同时将广域监控服务器16的视频信号传输给大屏幕显示器 14进行更清晰、更直观的观看。工作人员还可以通过客户端17和信息处理 系统5远程登陆广域监控服务器16，浏览视频图像。
监控中心工作人员通过信息处理系统6连接AIS、 GPS等系统，接受船 舶信息6。通过解析处理目标地理位置，以符号的形式在电子海图上显示出 来，并提供测量和信息査询功能，可以使工作人员了解整个港区的船舶动 态。通过对船舶相对位置的分析处理，对存在碰撞危险的船舶进行提示， 对港口、航道交通流量统计，将分析结果直观的提交给操作的工作人员。 信息处理系统6可以通过切换的方式显示智能视频分析系统3和广域监控 系统4的多路视频信号。信息处理系统6将智能视频分析系统3传输的数 据分析按报警分类分为提示、预警、紧急级别用图形或声音形式提醒工作 人员，可以使工作人员的监控有针对性、有条理。工作人员通过在信息处 理系统6的电子海图上操作，通过电子海图上目标位置控制广域监控系统4 的视频传感器的视频采集方向。通过实时接收的目标船舶位置信息，控制 广域监控系统4的视频传感器锁定追踪目标的行踪。使得工作人员可以将 电子海图上的抽象符号和视频中的现实物体对应起来，对监控工作的把握 更加形象和直观。
权利要求
1.一种海上交通智能化监控系统，该系统安装在港区监控中心、港口要部、码头区域及灯塔、航标的海上设施上，其特征是该系统包括有IP视频监控系统(1)、无线宽带网络(2)、智能视频分析系统(3)、广域监控系统(4)，信息处理系统(5)；在所述港口要部安装有广域视频监控设备(4)，在所述码头区域安装有IP监控系统(1)，在所述灯塔、航标的海上设施上安装有IP监控系统(1)和无线宽带网络设备(2)，在所述港区监控中心安装有智能视频分析系统(3)和信息处理系统(5)；所述IP视频监控系统(1)采集码头、航道区域的视频信号，通过无线宽带网络(2)将视频信号传输给所述监控中心内的智能视频分析系统(3)，智能视频分析系统(3)对视频信号物体或目标的动作进行分析和判断，当发生违反预设的安全规则时，向信息处理系统(5)发送报警视频图像数据；所述广域视频监控系统(4)对港口区域进行全景扫描和重点区域实时采集视频图像，通过无线宽带网络(2)与信息处理系统(5)进行交互，信息处理系统(5)具有外界数据接入接口，接受外部系统输入的船舶动态及静态数据(6)、接入智能视频分析系统(3)的报警视频图像数据、接入广域监控系统(4)传输来的视频数据，通过处理将船舶信息显示在信息处理系统(5)的电子海图上，通过电子海图上的目标信息实时控制IP监控系统(1)和广域监控系统(4)进行实时视频监控，信息处理系统(5)对智能视频分析系统(3)的报警视频图像数据进行处理，能够按类别输出报警信号(7)。
2. 根据权利要求1所述的海上交通智能化监控系统，其特征是所述 的广域视频监控系统(4)由视频传感器、广域监控服务器和大屏幕显示器 组成，通过视频传感器中的双电机控制摄像镜头的水平和垂直转动，能够 扫描角度水平达270度、垂直达30度的监控范围。
3、 根据权利要求1所述的海上交通智能化监控系统，其特征是所述IP视频监控系统(1)由信号采集设备、可遥控动作设备以及网络视频服务器组成；所述信号采集设备将采集监控前端设备的多种信号传送到网络视频服务器，将采集的模拟信号编码、压縮为数字信号，按照标准的网络通信协议通过无线宽带网络(2)传输到所述监控中心；同时，还能够将监控 中心发出的数字控制命令转化为模拟信号指令发给信号采集前端设备。
4、 根据权利要求1所述的海上交通智能化监控系统，其特征是所述 信息处理系统(5)包括信息数据采集模块，视频数据控制模块，数据分析 处理模块，电子海图显示模块和报警输出模块；信息数据采集模块接受外部船舶信息的船舶动态及静态数据(6)传输 给数据分析处理模块，视频数据控制模块接受智能视频分析系统(3)和广 域监控系统(4)的视频数据，并传输给数据分析处理模块，数据分析处理 模块将分析后显示数据传输给电子海图显示模块，将报警数据传输给报警 输出模块并输出报警信号(7)，将控制命令数据传输给视频数据控制模块， 视频数据控制模块传输控制命令给智能视频分析系统(3)和广域监控系统 (4)。
全文摘要
本发明提供一种海上交通智能化监控系统，该系统包括有IP视频监控系统、无线宽带网络、智能视频分析系统、广域监控系统、信息处理系统；在港口要部安装有广域视频监控设备，在码头区域安装有IP监控系统，在灯塔、航标的海上设施上安装有IP监控系统和无线宽带网络设备，在港区监控中心安装有智能视频分析系统和信息处理系统。有益效果是该系统为港口、码头、航道等地区构架出一个全方位、多层位的智能化监控体系，有效地结合电子海图信息管理系统，视频监控系统，利用目标识别、视频分析、无线网络技术将图形化监控、视频监控和智能分析相结合，实现了以少量摄像头监控宽广区域的高效监控、全景监控、远程监控与实况拍摄、智能分析。提高工作效率，减少海事故障率16％。
文档编号G08G3/00GK101102479SQ20071005836
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者崔宝英, 维 曹, 朱晨光 申请人:天津七所信息技术有限公司