[發(fā)明專利]船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010802056.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN112116201B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊俊麟;侯國佼;王士健;李雯;孫榮;袁松;肖圣魁;史明;柳芹;譚紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長江三峽通航管理局
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G01D21/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明公開了船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法，包括：通過與衛(wèi)星交互通訊，采集船舶航行過程數(shù)據(jù)；利用數(shù)據(jù)流處理、消息隊(duì)列相結(jié)合的方法，采集調(diào)度指揮過程的多媒體數(shù)據(jù)；利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口經(jīng)航道、船閘現(xiàn)場的智能設(shè)備采集航道、船閘的環(huán)境信息；通過設(shè)置與船閘控制系統(tǒng)的控制器連接并電氣隔離的數(shù)字量輸出模塊，采集船閘運(yùn)行狀態(tài)信息。本發(fā)明對(duì)船閘運(yùn)行過程信息進(jìn)行數(shù)字化，從而為船閘智能運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，提供技術(shù)支持；為船閘智能運(yùn)行平臺(tái)的搭建提供基礎(chǔ)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船閘智能運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，特別是船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法。

背景技術(shù)

智能化并不是只具備了大量的信息數(shù)據(jù)或是只做到了自動(dòng)化控制就能實(shí)現(xiàn)的，而是需要搭建一個(gè)可以從數(shù)據(jù)到知識(shí)再到執(zhí)行的閉環(huán)系統(tǒng)。智能化的要素包括數(shù)據(jù)、算力、算法和應(yīng)用場景。由運(yùn)行現(xiàn)狀分析可知：三峽船閘過閘運(yùn)行過程是一個(gè)樞紐通航的交通組織過程不斷循環(huán)重復(fù)的場景，這種場景具有空間范圍固定和過程相似度高的特征，其智能化的場景相對(duì)單一，其數(shù)據(jù)源多少和數(shù)據(jù)量大小決定了對(duì)算力的要求。而過程高相似度的特征再結(jié)合智能運(yùn)行、智能調(diào)度等智能決策與輔助的需求，決定了三峽船閘通過系統(tǒng)的智能化的算法主要以預(yù)測(cè)型算法為主。智能化的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在過程信息的數(shù)字化技術(shù)和智能化算法技術(shù)兩個(gè)方面。

將船舶通過三峽船閘的運(yùn)行指揮控制作業(yè)過程作為一個(gè)多級(jí)排隊(duì)的通過系統(tǒng)，系統(tǒng)的運(yùn)行決策、調(diào)度指揮、運(yùn)行控制離不開船閘運(yùn)行過程中各種數(shù)據(jù)信息的感知和感知數(shù)據(jù)的融合轉(zhuǎn)化，其中現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理和數(shù)據(jù)融合技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)為數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。依托于三峽船閘運(yùn)行信息數(shù)字化的過程環(huán)節(jié)，可為船舶過閘航行、運(yùn)行調(diào)度指揮、和船閘運(yùn)行管理三大輔助功能的實(shí)現(xiàn)和相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)途徑提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源和運(yùn)算平臺(tái)。因此三峽船閘運(yùn)行過程信息數(shù)字化技術(shù)既是三峽船閘智能運(yùn)行最基本和最關(guān)鍵的支撐技術(shù)也是具有現(xiàn)實(shí)可行性的有利“武器”。而現(xiàn)有技術(shù)并沒有對(duì)三峽船閘運(yùn)行過程信息進(jìn)行數(shù)字化處理的相關(guān)文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法，對(duì)船閘運(yùn)行過程信息進(jìn)行數(shù)字化，從而為船閘智能運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，提供技術(shù)支持。

本發(fā)明的技術(shù)方案是船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法，將船閘運(yùn)行過程分為船舶過閘航行過程、調(diào)度指揮過程、以及船閘運(yùn)行過程；利用自適應(yīng)采集系統(tǒng)獲取設(shè)置在航道、船閘現(xiàn)場的智能設(shè)備的數(shù)據(jù)，自適應(yīng)采集系統(tǒng)包括包括通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、業(yè)務(wù)展示接口模塊、數(shù)據(jù)庫接口模塊。

所述的數(shù)據(jù)的采集、處理方法包括：通過與衛(wèi)星交互通訊，采集船舶航行過程數(shù)據(jù)；利用數(shù)據(jù)流處理、消息隊(duì)列相結(jié)合的方法，采集調(diào)度指揮過程的多媒體數(shù)據(jù)；利用自適應(yīng)采集系統(tǒng)與現(xiàn)場的智能設(shè)備通信，采集航道、船閘的環(huán)境信息；通過設(shè)置與船閘控制系統(tǒng)的控制器連接并電氣隔離的數(shù)字量輸出模塊，采集船閘運(yùn)行狀態(tài)信息。

進(jìn)一步地，船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法還包括將電子海圖與北斗導(dǎo)航或GPS定位信號(hào)結(jié)合，獲取船舶在船閘中位置、狀態(tài)、航向信息。

進(jìn)一步地，船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法還包括通過船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)AIS、船舶交通管理系統(tǒng)VTS、船舶CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng)和雷達(dá)，獲得船舶交通管理信息。

進(jìn)一步地，船閘通航運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、處理方法還包括利用關(guān)鍵詞提取、語言識(shí)別方法采集調(diào)度指揮過程的行為數(shù)據(jù)。

利用自適應(yīng)采集系統(tǒng)采集設(shè)置在航道、船閘現(xiàn)場的智能設(shè)備的數(shù)據(jù)的過程包括：

1)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)幀首先經(jīng)過所述協(xié)議識(shí)別模塊根據(jù)已知協(xié)議識(shí)別模板來判斷收到的數(shù)據(jù)幀所屬協(xié)議類型是否為已知協(xié)議類型，若為未知類型的協(xié)議則采集一定量的數(shù)據(jù)幀作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳輸給所述未知協(xié)議識(shí)別模板生成模塊用以生成該未知協(xié)議的識(shí)別模板，將該識(shí)別模板作為已知協(xié)議模板用于該類型協(xié)議數(shù)據(jù)幀的識(shí)別；

2)將協(xié)議識(shí)別后的部分?jǐn)?shù)據(jù)幀作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)議解析模板生成模塊，生成協(xié)議解析模板，