一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统及方法

摘要

本发明提供一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统及方法，一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统，包括港口船舶实景画面、高点球机、媒体处理服务器、媒体存储服务器、调度业务服务器、AIS系统、调度大屏、执法终端；港口船舶实景画面，是指高点球机所能够监控的画面，是该系统的输入内容；高点球机，用于实时采集港口内泊位船只的实景画面，并推送给媒体处理服务器；高点球机具备高像素、阔视野、高稳定性的特点。本发明方案能够很好地解放了泊位监管的人力物力，对于港口私自、违规、超时的泊位行为能够做到及时的发现，以及通知给港口安保人员，达到智能泊位的目的。

权利要求

1.一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管方法，其特征在于，是根据一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统进行实现，其实现步骤如下：步骤1、媒体处理服务器MS通过取流方式，从高点球机CMn获取视频流，通过图像分析技术识别船只，并提取船只上的文字编号信息，和调度业务服务器DS的船舶信息做匹配，匹配成功则计算该船只相对某一高点球机CM1的相对位置信息；

具体如下：记某一高点球机CM1地理坐标固定为(xcm1,ycm1)，右视角线和沿岸对齐，沿岸线相对南北方向的夹角α，视角范围为β，由几何关系计算出船只A相对某一高点球机CM1的水平地理坐标(x a,ya)；

之后媒体处理服务器MS将坐标船只A的坐标(xa，ya)、识别编号发送给调度业务服务器DS；

同时，媒体处理服务器MS将船只A的视频保存到媒体存储服务器MST；

步骤2、调度业务服务器DS首先通过船只A的船名、编号从AIS系统申请获取船只A的实际信息，并根据实际坐标及港口范围初步判断船只A是否在港，然后根据坐标(xa，ya)计算船只泊位，并根据入港登记信息判断该船只泊位是否合法，同时统计该船只所在位置停泊时长，判断时长是否违规，并将这些信息投放到调度大屏DP上显示；

若存在违规行为，则调度业务服务器DS推送告警通知到港口工作人员的执法终端T1，通知其前往确认执法；

步骤3、针对违规船只行为，港口工作人员和船员能够通过调度大屏DP点播回放违规船只停泊期间的视频，进行视频取证确认；

其中，一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统，包括港口船舶实景画面S、高点球机CM n、媒体处理服务器MS、媒体存储服务器MST、调度业务服务器DS、AIS系统、调度大屏DP、执法终端T1；

港口船舶实景画面S，是指高点球机CMn所能够监控的画面，是该基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统的输入内容；

高点球机CMn，用于实时采集港口内泊位船只的实景画面，并推送给媒体处理服务器MS；

媒体处理服务器MS，用于实时接收高点球机CMn传送过来的视频流，并对视频流作实时图像分析，得到船舶识别、位置的信息，并推送给调度业务服务器DS；

媒体存储服务器MST，用于辅助媒体处理服务器MS对视频流进行存储；

AIS系统，用于为调度业务服务器DS提供指定船舶的船名、编号、实际位置信息；

调度业务服务器DS，用于接收媒体处理服务器MS推送的船舶信息，并结合AIS系统的公共船舶信息，进行船舶的识别、位置判断、违规判断，并将结果推送给执法终端T1以及调度大屏DP显示；

执法终端T1，用于接收调度业务服务器DS推送的通知、告警信息，从而实现港口调度管理员能够按照执法终端T1的指示进行高效执法；

调度大屏DP，用于呈现调度业务服务器DS推送的船舶资料、告警信息、视频点播，是提供港口工作人员的交互界面。

说明书

一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及船舶监控技术领域，具体为一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统及方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着海运事业的快速发展，港口的船舶吞吐量也日益增长，船舶的泊位管理以及港口的安全保障已然成为一项重要的工作。在科技飞速发展的今天，借助先进的技术手段，替代传统的人力管理方式，实现船舶出入港后停靠位置和时长的自动、智能化泊位监管。

[0003] 传统人力泊位监管的方式存在以下不足：

[0004] 1、入港船舶进港后，服从港口调度人员、按照泊位和船只数量，依次有序停靠，一旦有船舶私自随意停靠，管理员无法及时发现；

[0005] 2、船舶入港必须办理签证手续后才能入港停靠，存在部分船舶临时停靠而未办理签证且未被发现，违反港口秩序；

[0006] 船舶入港停靠时间超时或存在违规停靠罚款，擅自离港的，必须安保人员检查后才能发现。

发明内容

[0007] 本发明针对背景技术描述中传统人力泊位监管方式的不足之处，提出了一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统及方法，详细描述了系统各模块的作用，及系统整体的工作原理，较好的解放了泊位监管的人力物力，达到了智能泊位监管的目的。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统，包括港口船舶实景画面S、高点球机CMn、媒体处理服务器MS、媒体存储服务器MST、调度业务服务器DS、AIS系统、调度大屏DP、执法终端T1；

[0009] 港口船舶实景画面S，是指高点球机CMn所能够监控的画面，是该基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统的输入内容；

[0010] 高点球机CMn，用于实时采集港口内泊位船只的实景画面，并推送给媒体处理服务器M S；高点球机CMn具备高像素、阔视野、高稳定性的特点。

[0011] 媒体处理服务器MS，用于实时接收高点球机CMn传送过来的视频流，并对视频流作实时图像分析，得到船舶识别、位置的信息，并推送给调度业务服务器DS；在得到有效的船舶信息之后，该媒体处理服务器MS还支持将视频流永久存储到媒体存储服务器MST，用于业务点播回放需求；媒体处理服务器MS具有高性能、高稳定性、高并发的特点。

[0012] 媒体存储服务器MST，用于辅助媒体处理服务器MS对视频流进行存储；一般采用存储类型设备，如NAS。具备大容量、高性能、高寿命的特点。

[0013] AIS系统，用于为调度业务服务器DS提供指定船舶的船名、编号、实际位置信息；

[0014] 调度业务服务器DS，用于接收媒体处理服务器MS推送的船舶信息，并结合AIS系统的公共船舶信息，进行船舶的识别、位置判断、违规判断，并将结果推送给执法终端T1以及调度大屏DP显示；

[0015] 执法终端T1，用于接收调度业务服务器DS推送的通知、告警信息，从而实现港口调度管理员能够按照执法终端T1的指示进行高效执法；执法终端为一便携式手持设备，实现港口调度管理工作人员的安保执法。

[0016] 调度大屏DP，用于呈现调度业务服务器DS推送的船舶资料、告警信息、视频点播，是提供港口工作人员的交互界面。

[0017] 本发明还提供如下技术方案：一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管方法，是根据上述一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统进行实现，其实现步骤如下：

[0018] 步骤1、媒体处理服务器MS通过取流方式，从高点球机CMn获取视频流，通过图像分析技术识别船只，并提取船只上的文字编号信息，和调度业务服务器DS的船舶信息做匹配，匹配成功则计算该船只相对某一高点球机CM1的相对位置信息；

[0019] 具体如下：记某一高点球机CM1地理坐标固定为(xcm1,ycm1)，右视角线和沿岸对齐，沿岸线相对南北方向的夹角α，视角范围为β，由几何关系计算出船只A相对某一高点球机CM1的水平地理坐标(xa,ya)；

[0020] 之后媒体处理服务器MS将坐标船只A的坐标(xa，ya)、识别编号发送给调度业务服务器DS；

[0021] 同时，媒体处理服务器MS将船只A的视频保存到媒体存储服务器MST；

[0022] 步骤2、调度业务服务器DS首先通过船只A的船名、编号从AIS系统申请获取船只A的实际信息，并根据实际坐标及港口范围初步判断船只A是否在港，然后根据坐标(xa，y a)计算船只泊位，并根据入港登记信息判断该船只泊位是否合法，同时统计该船只所在位置停泊时长，判断时长是否违规，并将这些信息投放到调度大屏DP上显示；

[0023] 若存在违规行为，则调度业务服务器DS推送告警通知到港口工作人员的执法终端T1，通知其前往确认执法；

[0024] 步骤3、针对违规船只行为，港口工作人员和船员能够通过调度大屏DP点播回放违规船只停泊期间的视频，进行视频取证确认。

[0025] 其中，本申请专利中涉及到专业名词进行如下解释说明：

[0026] AIS系统，全称船舶自动识别系统，由岸基(基站)设施和船载设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。配合全球定位系统(GPS)将船舶实际位置、船速、改变航向率及航向等船舶动态信息，结合船名、呼号、船舶尺度等船舶静态资料，由甚高频(VHF)频道向附近水域船舶及岸台广播，也可以由海事部门通过信息服务平台向公众开放。

[0027] 高点球机：安装位置较高的球型摄像机；

[0028] NAS：一种专用数据存储服务器；

[0029] VHF：甚高频，是指频带由30Mhz到300MHz的无线电电波，波长范围为1m～10m。多数是用作电台及电视台广播，同时又是航空和航海的沟通频道。

[0030] 取流：指采用标准网络媒体流传输协议从网络摄像头等设备获取音视频数据。

[0031] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0032] 本发明方案能够很好地解放了泊位监管的人力物力，对于港口私自、违规、超时的泊位行为能够做到及时的发现，以及通知给港口安保人员，达到智能泊位的目的。

附图说明

[0033] 图1是本发明一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统及方法的应用场景示意图；

[0034] 图2是本发明中一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统的结构框图；

[0035] 图中数字标注：船舶(A、B、C、D、E)，港口船舶实景画面S、高点球机(CM1、CM2)、媒体处理服务器MS、媒体存储服务器MST、调度业务服务器DS、AIS系统、调度大屏DP、执法终端T1。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 请参阅图1-2，本发明提供一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管系统，其应用场景如图1所示，图中高点球机(不限于CM1、CM2两个)、船舶A～E。

[0038] 一种基于AIS的视频泊位系统的系统框图如图2所示，包括港口船舶实景画面S、高点球机CM1、高点球机CM2、媒体处理服务器MS、媒体存储服务器MST、调度业务服务器DS、AIS系统、调度大屏DP、执法终端T1。

[0039] 1.1港口船舶实景画面S

[0040] 该部分为所述系统的输入内容，指代的是高点球机的可被监控的画面。

[0041] 1.2高点球机CMn，n＝1、2、……，即高点球机不限于2个；

[0042] 该部分为所述系统的前置设备，负责实时采集港口内泊位船只的实景画面，并推送给媒体处理服务器MS。高点球机具备高像素、阔视野、高稳定性的特点。

[0043] 1.3媒体处理服务器MS

[0044] 该部分为系统的核心装置，负责实时接收高点球机传送过来的视频流，并对视频流作实时图像分析，得到船舶识别、位置的信息，并推送给调度业务服务器DS。在得到有效的船舶信息之后，该部分还支持将视频流永久存储到媒体存储服务器MST，用于业务点播回放需求。

[0045] 媒体处理服务器MS具有高性能、高稳定性、高并发的特征。

[0046] 1.4媒体存储服务器MST

[0047] 该部分为系统的存储设备，辅助媒体处理服务器进行视频的存储。一般采用专用的数据存储类型设备，如NAS。具备大容量、高性能、高寿命的特点。

[0048] 1.5AIS系统

[0049] 全称船舶自动识别系统，由岸基(基站)设施和船载设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。配合全球定位系统(GPS)将船舶实际位置、船速、改变航向率及航向等船舶动态信息，结合船名、呼号、船舶尺度等船舶静态资料，由甚高频(VHF)频道向附近水域船舶及岸台广播，也可以由海事部门通过信息服务平台向公众开放。

[0050] AIS系统主要为调度业务服务器DS提供指定船舶的船名、编号、实际位置信息。

[0051] 1.6调度业务服务器DS

[0052] 该部分为系统的核心业务处理模块，负责接收媒体处理服务器MS推送的船舶信息，并结合AIS系统的公共船舶信息，进行船舶的识别、位置判断、违规判断，并将结果推送给执法终端T1以及调度大屏DP显示。

[0053] 1.7执法终端T1

[0054] 执法终端为一便携式手持设备，用于港口调度管理员的安保执法。该设备可接收调度业务服务器DS推送的通知、告警信息，调度管理员可按照指示高效执法。

[0055] 1.8调度大屏DP

[0056] 调度大屏DP为港口值班工作人员的交互界面，主要用于呈现调度业务服务器DS推送的船舶资料、告警信息、视频点播。

[0057] 本发明还提供一种基于卫星定位和视频监控技术的泊位监管方法，其实现步骤如下：

[0058] a、媒体处理服务器MS通过取流方式，从高点球机CMn获取视频流，通过图像分析技术识别船只，并提取船只上的文字编号信息，和调度业务服务器DS的船舶信息做匹配，匹配成功则计算该船只相对某高点球机CM1的相对位置信息，具体如下：记高点球机CM1地理坐标固定为(xcm1,ycm1)，右视角线和沿岸对齐，沿岸线相对南北方向的夹角α，视角范围为β，由几何关系可计算出船只A相对CM1的水平地理坐标(xa,ya)。之后媒体处理服务器MS将坐标船只A的坐标(xa，ya)、识别编号发送给调度业务服务器DS。同时，媒体处理服务器MS将船只A的视频保存到媒体存储服务器MST。

[0059] b、调度业务服务器DS首先通过船只A的船名、编号从AIS系统获取申请获取船只A的实际信息，并根据实际坐标及港口范围初步判断船只A是否在港，后根据坐标(xa，ya)计算船只泊位，并根据入港登记信息判断该船只泊位是否合法，同时统计该船只所在位置停泊时长，判断时长是否违规，并将这些信息投放到调度大屏DP上显示。若存在违规行为，则调度业务服务器DS推送告警通知到安保人员的执法终端T1，通知其前往确认执法。

[0060] c、针对违规船只行为，安保人员和船员可通过调度大屏DP点播回放该违规船只停泊期间的视频，进行视频取证确认。

[0061] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。