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海底電纜防船舶錨損一直是一項(xiàng)難度極大的綜合管控工作。傳統(tǒng)的人工維護(hù)，不僅效率低維護(hù)費(fèi)用高而且大都是事后處理，未能根本上解決海底電纜錨損問題。因此，出現(xiàn)了海纜視頻監(jiān)控、AIS海纜監(jiān)控報(bào)警、雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、光電復(fù)合電纜外部安全預(yù)警及定位等信息化監(jiān)控系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)監(jiān)控手段，信息化監(jiān)控手段提高了海纜錨損事故管理的效率，縮減了海纜運(yùn)行維護(hù)的成本。因此，截至2013年5月，中國(guó)國(guó)內(nèi)外海纜錨損管理多采用信息化監(jiān)控系統(tǒng)。然而，隨著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及船舶數(shù)量的增加，信息化海纜監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用過程中也逐漸暴露出了一些問題。其主要表現(xiàn)為：海纜視頻監(jiān)控?zé)o夜視、霧視和自動(dòng)跟蹤功能，報(bào)警功能受環(huán)境影響大，智能化程度低，夜間及惡劣環(huán)境下無法達(dá)到有效的視頻監(jiān)控報(bào)警效果；“AIS海纜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)”由于受船舶AIS設(shè)備的安裝覆蓋率和開啟率等影響，一些船舶無法在海圖上顯現(xiàn)，AIS系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)這些船舶的監(jiān)控和預(yù)警；“雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)”在其監(jiān)控范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)物體都會(huì)納入分析范圍，會(huì)將非船舶物體如浪花等識(shí)別為船舶信息，常發(fā)生誤報(bào)警現(xiàn)象，且雷達(dá)監(jiān)控受障礙物影響不能監(jiān)控到障礙物背后的船舶情況，監(jiān)控范圍有限；“光電復(fù)合電纜外部安全預(yù)警及定位系統(tǒng)”同樣受到光電復(fù)合海纜普及率和光纜對(duì)外來能量的判別能力的制約，預(yù)警功能不能得到充分發(fā)揮。這些因素一定程度上降低了海纜防錨損效果。因此，還需要對(duì)原有的海纜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)，開發(fā)出一種用于海纜運(yùn)行維護(hù)的綜合智能監(jiān)控系統(tǒng)。^[3]

《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)2013年5月之前技術(shù)方案進(jìn)行*與改進(jìn)，提供一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，以降低錨損事故的目的。^[3]

《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》采取以下技術(shù)方案。

一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括：

CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)，通過視頻對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)控；

AIS監(jiān)控子系統(tǒng)，通過接收船舶發(fā)射的信息進(jìn)行監(jiān)控；

雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，通過雷達(dá)對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)控；

光電擾動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)，用于海纜監(jiān)測(cè)，定位錨損海纜故障點(diǎn)；

海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)，用于監(jiān)視警示標(biāo)記的運(yùn)行情況；

無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)距離無線語音提醒以對(duì)事故預(yù)警及事故處理；

一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)，與CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、光電擾動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)、海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)、無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)連接，根據(jù)CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合處理得到船舶信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)逗留在海纜防錨損區(qū)的船舶或海纜錨損事故，監(jiān)控人員通過無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)對(duì)船舶進(jìn)行預(yù)警或現(xiàn)場(chǎng)指揮。該技術(shù)方案將六個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)集成在一起，通過各監(jiān)控裝置及其應(yīng)用軟件的互補(bǔ)、互聯(lián)、互配、互動(dòng)及系統(tǒng)的整合，既發(fā)揮出原子系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，又能通過各監(jiān)控報(bào)警設(shè)備和系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)計(jì)算、聯(lián)動(dòng)觸發(fā)、相互鑒別、整體配合使系統(tǒng)各項(xiàng)報(bào)警的準(zhǔn)確性大大提高，搭建起一套完整的海纜運(yùn)行立體式、、全天候的監(jiān)控聯(lián)動(dòng)一體化智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電海纜全天候的有效管控目標(biāo)。其中遠(yuǎn)程語音子系統(tǒng)的引入縮短了事故處理所耗費(fèi)的時(shí)間，并帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步*和補(bǔ)充，《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》還包括以下附加技術(shù)特征。

CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括CCTV視頻監(jiān)控模塊、CCTV聯(lián)動(dòng)追蹤模塊、熱成像報(bào)警分析模塊，CCTV視頻監(jiān)控模塊通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備直接觀測(cè)被監(jiān)控水域的情況，同時(shí)通過CCTV聯(lián)動(dòng)追蹤模塊視頻跟蹤移動(dòng)船舶，熱成像報(bào)警分析模塊根據(jù)視頻畫面分析，提取船舶輪廓位置，動(dòng)態(tài)分析船舶在畫面中的位置變化情況，并根據(jù)船舶的位置變化情況判斷船舶是否處于航行狀態(tài)，若在防錨損區(qū)發(fā)現(xiàn)船舶處于靜止時(shí)則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。引入熱成像報(bào)警分析模塊，減少環(huán)境影響（如惡劣天氣、大霧、大雨時(shí)監(jiān)測(cè)效果不佳），提高夜間監(jiān)測(cè)效果。

設(shè)CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率為W_C，AIS監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率為W_A，雷達(dá)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率W_L，對(duì)應(yīng)漏報(bào)率分別為L(zhǎng)_C、L_A、L_L，一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)外部環(huán)境調(diào)整CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率及漏報(bào)率計(jì)算報(bào)警準(zhǔn)確率，報(bào)警準(zhǔn)確率=（（1-W）×L）/（（1-W）×L+W），其中W為所有報(bào)警設(shè)備的誤報(bào)率乘積，L為所有未報(bào)警設(shè)備的漏報(bào)率乘積，并將報(bào)警準(zhǔn)確率與設(shè)定的閾值相比，當(dāng)報(bào)警準(zhǔn)確率高于設(shè)定閾值時(shí)，則顯示報(bào)警信息。將三套子系統(tǒng)進(jìn)行融合，并用于船舶監(jiān)控，提高系統(tǒng)智能化程度，提高船只報(bào)警準(zhǔn)確率，避免船只誤報(bào)警和漏報(bào)警。

所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有電子海圖顯示模塊，電子海圖顯示模塊將電子海圖顯示在顯示器上，同時(shí)將：輸電海纜和海纜預(yù)警、報(bào)警區(qū)域，無限遠(yuǎn)程語音設(shè)備的位置和狀態(tài)，CCTV視頻監(jiān)控點(diǎn)在電子海圖上的位置，雷達(dá)位置和雷達(dá)覆蓋范圍，光電擾動(dòng)報(bào)警設(shè)備的位置及海纜警示標(biāo)志的位置和狀態(tài)，船舶物標(biāo)及其航速、航向設(shè)射至電子海圖上。監(jiān)控直觀。

所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有用于報(bào)警或預(yù)計(jì)算、報(bào)警或預(yù)警提示、報(bào)警或預(yù)警處理的電子模塊，電子報(bào)警模塊對(duì)海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域的船舶進(jìn)行動(dòng)態(tài)位置的實(shí)時(shí)計(jì)算，識(shí)別海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域的低速船舶和停泊船舶，電子模塊產(chǎn)生報(bào)警信息通過電子海圖顯示模塊在電子海圖上動(dòng)態(tài)提示，同時(shí)輔以聲音提示，報(bào)警信息包括報(bào)警位置、報(bào)警種類，報(bào)警處理包括報(bào)警確認(rèn)、報(bào)警登記、警情處置。

所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)包括用于事故調(diào)查、事故分析、通航情況分析的歷史回放模塊，歷史回放模塊能按時(shí)間段對(duì)船舶物標(biāo)進(jìn)行航跡回放、視屏跟蹤回放，或?qū)^(qū)域進(jìn)行航跡回放和視頻監(jiān)控回放。

一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及數(shù)據(jù)接收模塊，一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)與AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、光電擾動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)可分為四類，一是物標(biāo)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括AIS船舶動(dòng)態(tài)，雷達(dá)船舶動(dòng)態(tài)；二是專題數(shù)據(jù)，包括海纜警示標(biāo)志設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，無線遠(yuǎn)程語音設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)；三是視頻數(shù)據(jù)，包括CCTV視頻數(shù)據(jù)和雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)；四是報(bào)警數(shù)據(jù)，包括光電擾動(dòng)報(bào)警數(shù)據(jù)，海纜警示標(biāo)志報(bào)警數(shù)據(jù)，CCTV報(bào)警數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)接收模塊接收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)入數(shù)據(jù)總線，由數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)變化通知，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊則通過數(shù)據(jù)總線獲取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。

一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有便于要素空間信息設(shè)置的專題要素管理模塊；專題要素包括點(diǎn)、線、面多種類型的要素，輸電海纜屬于線型要素，海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域?qū)儆诿嬉兀走_(dá)設(shè)備、CCTV監(jiān)控點(diǎn)、光電擾動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、海纜警示標(biāo)志屬于點(diǎn)要素。

無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)包括用于監(jiān)視禁錨區(qū)的海纜視頻監(jiān)控裝置、主控機(jī)、與主控機(jī)無線連接的無線遙控終端及與無線遙控終端相連的播放器；所述的主控機(jī)包括用于輸入控制指令的輸入裝置、用于數(shù)據(jù)處理的主控處理器、與主控處理器相連的無線發(fā)送裝置；無線遙控終端或主控處理器設(shè)有存儲(chǔ)警告語音和海纜保護(hù)宣傳語音的存儲(chǔ)器；所述的主控處理器與輸入裝置、無線發(fā)送裝置相連以將控制指令通過無線發(fā)送裝置發(fā)送給無線遙控終端，所述的無線遙控終端及播放器設(shè)于海纜登陸點(diǎn)一側(cè)。主控機(jī)可位于線路工區(qū)監(jiān)控室內(nèi)，值班人員通過海纜視頻監(jiān)控裝置發(fā)現(xiàn)船只即將在禁錨區(qū)內(nèi)違章錨泊，立即發(fā)送控制指令給無線遙控終端，播放器播放警告語音，在風(fēng)力較小時(shí)可以播放海纜設(shè)施保護(hù)宣傳語音；有效減少海纜禁錨區(qū)內(nèi)船只錨泊次數(shù)，保障海纜安全運(yùn)行。播放器位于海纜登陸點(diǎn)一側(cè)，可采用防空警報(bào)播發(fā)設(shè)備，外加裝兩組高音量喇叭。該技術(shù)方案能及時(shí)阻止船只違章錨泊，減少因錨泊造成電纜的損害，且一次性投入費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)，可以代替建造瞭望臺(tái)和人工值守監(jiān)視，減輕了運(yùn)行部門的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。

主控機(jī)還包括人機(jī)接口、與人機(jī)接口相連的語音電路，語音電路與主控處理器相連以將人工喊話的警告信息送至主控處理器，警告信息經(jīng)主控處理器分析處理后通過無線發(fā)送裝置送到無線遙控終端。

所述的無線遙控終端包括無線接收裝置、麥克接口、語音電路、終端處理器、電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置；所述的無線接收裝置、語音電路與終端處理器相連，麥克接口與播放器相連；無線遙控終端通過無線接收裝置接收主控機(jī)發(fā)送的信息，經(jīng)過終端處理器、語音電路、電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置控制播放器發(fā)出對(duì)應(yīng)語音；無線遙控終端設(shè)兩個(gè)電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置；終端處理器根據(jù)指令通過對(duì)應(yīng)的電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的播放器播放警告或海纜保護(hù)宣傳語音。^[3]

《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》技術(shù)方案將六個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)集成在一起，通過各監(jiān)控裝置及其應(yīng)用軟件的互補(bǔ)、互聯(lián)、互配、互動(dòng)及系統(tǒng)的整合，既發(fā)揮出原子系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，又能通過各監(jiān)控報(bào)警設(shè)備和系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)計(jì)算、聯(lián)動(dòng)觸發(fā)、相互鑒別、整體配合使系統(tǒng)各項(xiàng)報(bào)警的準(zhǔn)確性大大提高，搭建起一套完整的海纜運(yùn)行立體式、、全天候的監(jiān)控聯(lián)動(dòng)一體化智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電海纜全天候的有效管控目標(biāo)。中遠(yuǎn)程語音子系統(tǒng)的引入實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的語音指揮、預(yù)警、警示，縮短了事故處理所耗費(fèi)的時(shí)間，并帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。^[3]

圖1是《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》技術(shù)方案示意圖。

圖2是《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》功能結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)方案圖。

圖4是《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。^[3]

《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)。^[3]

1.一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括：CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)，通過視頻對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)控；AIS監(jiān)控子系統(tǒng)，通過接收船舶發(fā)射的信息進(jìn)行監(jiān)控；雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，通過雷達(dá)對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)控；光電擾動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)，用于海纜監(jiān)測(cè)，定位錨損海纜故障點(diǎn)；海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)，用于監(jiān)視警示標(biāo)記的運(yùn)行情況；無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)距離無線語音提醒以對(duì)事故預(yù)警及事故處理；一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)，與CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、光電擾動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)、海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)、無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)連接，根據(jù)CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合處理得到船舶信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)逗留在海纜防錨損區(qū)的船舶或海纜錨損事故，監(jiān)控人員通過無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)對(duì)船舶進(jìn)行預(yù)警或現(xiàn)場(chǎng)指揮；CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括CCTV視頻監(jiān)控模塊、CCTV聯(lián)動(dòng)追蹤模塊、熱成像報(bào)警分析模塊，CCTV視頻監(jiān)控模塊通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備直接觀測(cè)被監(jiān)控水域的情況，同時(shí)通過CCTV聯(lián)動(dòng)追蹤模塊視頻跟蹤移動(dòng)船舶，熱成像報(bào)警分析模塊根據(jù)視頻畫面分析，提取船舶輪廓位置，動(dòng)態(tài)分析船舶在畫面中的位置變化情況，并根據(jù)船舶的位置變化情況判斷船舶是否處于航行狀態(tài)，若在防錨損區(qū)發(fā)現(xiàn)船舶處于靜止時(shí)則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率為W_C，AIS監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率為W_A，雷達(dá)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率W_L，對(duì)應(yīng)漏報(bào)率分別為L(zhǎng)_C、L_A、L_L，一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)外部環(huán)境調(diào)整CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率及漏報(bào)率計(jì)算報(bào)警準(zhǔn)確率，報(bào)警準(zhǔn)確率=（（1-W）×L）/（（1-W）×L+W），其中W為所有報(bào)警設(shè)備的誤報(bào)率乘積，L為所有未報(bào)警設(shè)備的漏報(bào)率乘積，并將報(bào)警準(zhǔn)確率與設(shè)定的閾值相比，當(dāng)報(bào)警準(zhǔn)確率高于設(shè)定閾值時(shí)，則顯示報(bào)警信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有電子海圖顯示模塊，電子海圖顯示模塊將電子海圖顯示在顯示器上，同時(shí)將：輸電海纜和海纜預(yù)警、報(bào)警區(qū)域，無限遠(yuǎn)程語音設(shè)備的位置和狀態(tài)，CCTV視頻監(jiān)控點(diǎn)在電子海圖上的位置，雷達(dá)位置和雷達(dá)覆蓋范圍，光電擾動(dòng)報(bào)警設(shè)備的位置及海纜警示標(biāo)志的位置和狀態(tài)，船舶物標(biāo)及其航速、航向設(shè)射至海圖上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有用于報(bào)警或預(yù)警計(jì)算、報(bào)警或預(yù)警提示、報(bào)警或預(yù)警處理的電子模塊，電子報(bào)警模塊對(duì)海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域的船舶進(jìn)行動(dòng)態(tài)位置的實(shí)時(shí)計(jì)算，識(shí)別海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域的低速船舶和停泊船舶，電子模塊產(chǎn)生報(bào)警信息通過電子海圖顯示模塊在電子海圖上動(dòng)態(tài)提示，同時(shí)輔以聲音提示，報(bào)警信息包括報(bào)警位置、報(bào)警種類，報(bào)警處理包括報(bào)警確認(rèn)、報(bào)警登記、警情處置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)包括用于事故調(diào)查、事故分析、通航情況分析的歷史回放模塊，歷史回放模塊能按時(shí)間段對(duì)船舶物標(biāo)進(jìn)行航跡回放、視屏跟蹤回放，或?qū)^(qū)域進(jìn)行航跡回放和視頻監(jiān)控回放。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及數(shù)據(jù)接收模塊，一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)與AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、光電擾動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)可分為四類，一是物標(biāo)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括AIS船舶動(dòng)態(tài)，雷達(dá)船舶動(dòng)態(tài)；二是專題數(shù)據(jù)，包括海纜警示標(biāo)志設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，無線遠(yuǎn)程語音設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)；三是視頻數(shù)據(jù)，包括CCTV視頻數(shù)據(jù)和雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)；四是報(bào)警數(shù)據(jù)，包括光電擾動(dòng)報(bào)警數(shù)據(jù)，海纜警示標(biāo)志報(bào)警數(shù)據(jù)，CCTV報(bào)警數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)接收模塊接收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)入數(shù)據(jù)總線，由數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)變化通知，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊則通過數(shù)據(jù)總線獲取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有便于要素空間信息設(shè)置的專題要素管理模塊；專題要素包括點(diǎn)、線、面多種類型的要素，輸電海纜屬于線型要素，海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域?qū)儆诿嬉兀走_(dá)設(shè)備、CCTV監(jiān)控點(diǎn)、光電擾動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、海纜警示標(biāo)志屬于點(diǎn)要素。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)包括用于監(jiān)視禁錨區(qū)的海纜視頻監(jiān)控裝置、主控機(jī)、與主控機(jī)無線連接的無線遙控終端及與無線遙控終端相連的播放器；所述的主控機(jī)包括用于輸入控制指令的輸入裝置、用于數(shù)據(jù)處理的主控處理器、與主控處理器相連的無線發(fā)送裝置；無線遙控終端或主控處理器設(shè)有存儲(chǔ)警告語音和海纜保護(hù)宣傳語音的存儲(chǔ)器；所述的主控處理器與輸入裝置、無線發(fā)送裝置相連以將控制指令通過無線發(fā)送裝置發(fā)送給無線遙控終端，所述的無線遙控終端及播放器設(shè)于海纜登陸點(diǎn)一側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：主控機(jī)還包括人機(jī)接口、與人機(jī)接口相連的語音電路，語音電路與主控處理器相連以將人工喊話的警告信息送至主控處理器，警告信息經(jīng)主控處理器分析處理后通過無線發(fā)送裝置送到無線遙控終端；所述的無線遙控終端包括無線接收裝置、麥克接口、語音電路、終端處理器、電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置；所述的無線接收裝置、語音電路與終端處理器相連，麥克接口與播放器相連；無線遙控終端通過無線接收裝置接收主控機(jī)發(fā)送的信息，經(jīng)過終端處理器、語音電路、電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置控制播放器發(fā)出對(duì)應(yīng)語音；無線遙控終端設(shè)兩個(gè)電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置；終端處理器根據(jù)指令通過對(duì)應(yīng)的電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的播放器播放警告或海纜保護(hù)宣傳語音。^[3]

以下結(jié)合說明書附圖對(duì)《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》包括：

CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)，通過視頻對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)控；

AIS監(jiān)控子系統(tǒng)，通過接收船舶發(fā)射的信息進(jìn)行監(jiān)控；

雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，通過雷達(dá)對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)控；

光電擾動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)，用于海纜監(jiān)測(cè)，定位錨損海纜故障點(diǎn)；

海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)，用于監(jiān)視警示標(biāo)記的運(yùn)行情況；

無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)距離無線語音提醒以對(duì)事故預(yù)警及事故處理；

一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)，與CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、光電擾動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)、海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)、無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)連接，根據(jù)CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合處理得到船舶信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)逗留在海纜防錨損區(qū)的船舶或海纜錨損事故，監(jiān)控人員通過無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)對(duì)船舶進(jìn)行預(yù)警或現(xiàn)場(chǎng)指揮。

其中，CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括CCTV視頻監(jiān)控模塊、CCTV聯(lián)動(dòng)追蹤模塊、熱成像報(bào)警分析模塊，CCTV視頻監(jiān)控模塊通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備直接觀測(cè)被監(jiān)控水域的情況，同時(shí)通過CCTV聯(lián)動(dòng)追蹤模塊視頻跟蹤移動(dòng)船舶，熱成像報(bào)警分析模塊根據(jù)視頻畫面分析，提取船舶輪廓位置，動(dòng)態(tài)分析船舶在畫面中的位置變化情況，并根據(jù)船舶的位置變化情況判斷船舶是否處于航行狀態(tài)，若在防錨損區(qū)發(fā)現(xiàn)船舶處于靜止時(shí)則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

通過信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將用于船舶檢測(cè)的三套子系統(tǒng)進(jìn)行融合，并用于船舶監(jiān)控，該技術(shù)可提高系統(tǒng)智能化程度，提高船只報(bào)警準(zhǔn)確率，避免船只誤報(bào)警和漏報(bào)警，圖1中三套系統(tǒng)可通過其自身的監(jiān)控信息和影響因子搭建數(shù)學(xué)模型，其中影響因子可理解為系統(tǒng)監(jiān)控的準(zhǔn)確率，該影響因子系數(shù)還受環(huán)境條件限制，如白天CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)控準(zhǔn)確率高則影響因子系數(shù)大，晚上準(zhǔn)確率低則系數(shù)小。以建立數(shù)學(xué)概率模型為例，假設(shè)CCTV聯(lián)動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率為W_C、AIS監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率為W_A、雷達(dá)監(jiān)控子系統(tǒng)的誤報(bào)率W_L，其對(duì)應(yīng)漏報(bào)率為L(zhǎng)_C、L_A、L_L，則整個(gè)船舶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警準(zhǔn)確率C=（（1-W）×L）/（（1-W）×L+W），其中W為所有報(bào)警設(shè)備的誤報(bào)率乘積，L為所有未報(bào)警設(shè)備的漏報(bào)率乘積。假設(shè)某一時(shí)間點(diǎn)分析場(chǎng)景，CCTV子系統(tǒng)報(bào)警，其它兩個(gè)子系統(tǒng)無報(bào)警，則W=W_C、L=L_A×L_L。并將報(bào)警準(zhǔn)確率與設(shè)定的閾值相比，當(dāng)報(bào)警準(zhǔn)確率高于設(shè)定閾值時(shí)，則顯示報(bào)警信息。

如圖2所示，1）所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有電子海圖顯示模塊，電子海圖模塊負(fù)責(zé)電子海圖、陸圖的調(diào)圖、拼接、顯示，支持鼠標(biāo)拖動(dòng)漫游、拉框放大、鼠標(biāo)滾輪推拉放大縮小、海圖旋轉(zhuǎn)操作。電子海圖顯示模塊將電子海圖顯示在顯示器上，同時(shí)將：輸電海纜和海纜預(yù)警、報(bào)警區(qū)域，無限遠(yuǎn)程語音設(shè)備的位置和狀態(tài)，CCTV視頻監(jiān)控點(diǎn)在電子海圖上的位置，雷達(dá)位置和雷達(dá)覆蓋范圍，光電擾動(dòng)報(bào)警設(shè)備的位置及海纜警示標(biāo)志的位置和狀態(tài)，船舶物標(biāo)及其航速、航向設(shè)射至海圖上。2）所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有用于報(bào)警或預(yù)計(jì)算、報(bào)警或預(yù)警提示、報(bào)警或預(yù)警處理的電子模塊，電子報(bào)警模塊對(duì)海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域的船舶進(jìn)行動(dòng)態(tài)位置的實(shí)時(shí)計(jì)算，識(shí)別海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域的低速船舶和停泊船舶，電子模塊產(chǎn)生報(bào)警信息通過電子海圖顯示模塊在電子海圖上動(dòng)態(tài)提示，同時(shí)輔以聲音提示，報(bào)警信息包括報(bào)警位置、報(bào)警種類，報(bào)警處理包括報(bào)警確認(rèn)、報(bào)警登記、警情處置。3）所述的一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)包括用于事故調(diào)查、事故分析、通航情況分析的歷史回放模塊，歷史回放模塊能按時(shí)間段對(duì)船舶物標(biāo)進(jìn)行航跡回放、視屏跟蹤回放，或?qū)^(qū)域進(jìn)行航跡回放和視頻監(jiān)控回放。4）一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及數(shù)據(jù)接收模塊，一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)與AIS監(jiān)控子系統(tǒng)、光電擾動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、海纜警示標(biāo)記子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)可分為四類，一是物標(biāo)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括AIS船舶動(dòng)態(tài)，雷達(dá)船舶動(dòng)態(tài)；二是專題數(shù)據(jù)，包括海纜警示標(biāo)志設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，無線遠(yuǎn)程語音設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)；三是視頻數(shù)據(jù)，包括CCTV視頻數(shù)據(jù)和雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)；四是報(bào)警數(shù)據(jù)，包括光電擾動(dòng)報(bào)警數(shù)據(jù)，海纜警示標(biāo)志報(bào)警數(shù)據(jù)，CCTV報(bào)警數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)接收模塊接收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)入數(shù)據(jù)總線，由數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)變化通知，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊則通過數(shù)據(jù)總線獲取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。5）一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)設(shè)有便于要素空間信息設(shè)置的專題要素管理模塊；專題要素包括點(diǎn)、線、面多種類型的要素，輸電海纜屬于線型要素，海纜預(yù)警報(bào)警區(qū)域?qū)儆诿嬉兀走_(dá)設(shè)備、CCTV監(jiān)控點(diǎn)、光電擾動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、海纜警示標(biāo)志屬于點(diǎn)要素。

如圖3所示，一體化綜合監(jiān)控平臺(tái)需要具有*的兼容性和可擴(kuò)展性，所以采用插件式框架平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)。插件式框架平臺(tái)將整個(gè)應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)劃分為宿主程序和插件對(duì)象兩部分，宿主程序能夠調(diào)用插件對(duì)象，插件對(duì)象能夠在宿主程序上實(shí)現(xiàn)自己的邏輯，而兩者的交互基于一種公共的通信契約。一體化綜合平臺(tái)采用多層架構(gòu)設(shè)計(jì)，通過統(tǒng)一的開發(fā)模式和基礎(chǔ)功能，在系統(tǒng)管理，插件管理，UI控制，權(quán)限控制，網(wǎng)絡(luò)異步通信，為多數(shù)據(jù)庫(kù)訪問及多人協(xié)作開發(fā)等方面提供了基礎(chǔ)支撐。

如圖4所示，無線語音遠(yuǎn)程子系統(tǒng)包括用于監(jiān)視禁錨區(qū)的海纜視頻監(jiān)控裝置、主控機(jī)、與主控機(jī)無線連接的無線遙控終端及與無線遙控終端相連的播放器；主控機(jī)位于線路工區(qū)監(jiān)控室內(nèi)，值班人員通過海纜視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)船只即將在禁錨區(qū)內(nèi)違章錨泊，立即發(fā)送控制指令給無線遙控終端，控制指令傳輸通道為450MHz頻道。無線遙控終端、播放器位于海纜登陸點(diǎn)一側(cè)，無線遙控終端根據(jù)接收到的控制指令控制播放器發(fā)出警告聲，提醒船只不要在禁錨區(qū)內(nèi)違章錨泊。播放器采用防空警報(bào)播發(fā)設(shè)備，外加裝兩組高音量喇叭，同時(shí)預(yù)先錄制兩種警告語音以設(shè)定的頻率播發(fā)，也可以根據(jù)接收到的指令播發(fā)警報(bào)或現(xiàn)場(chǎng)喊話。主控機(jī)包括用于輸入控制指令的輸入裝置、用于數(shù)據(jù)處理的主控處理器、與主控處理器相連的無線發(fā)送裝置、人機(jī)接口、與人機(jī)接口相連的語音電路、用于存儲(chǔ)警告語音和海纜保護(hù)宣傳語音的存儲(chǔ)器，其中輸入裝置、無線發(fā)送裝置、人機(jī)接口、語音電路、存儲(chǔ)器與主控處理器相連。值班人員在工區(qū)監(jiān)控室查看海纜視頻監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控狀況，當(dāng)遇到大風(fēng)天氣有船只在禁錨區(qū)內(nèi)違章錨泊時(shí)，通過人機(jī)接口、語音電路把人工喊話的警告信息發(fā)給主控處理器，主控處理器分析處理后通過通訊發(fā)送裝置把人工喊話的警告信息通過450MHz頻率以無線的形式發(fā)送給無線遙控終端；若天氣良好時(shí)，可以通過調(diào)用預(yù)先錄制好的海纜保護(hù)宣傳語音發(fā)送給無線遙控終端。無線遙控終端包括無線接收裝置、麥克接口、語音電路、終端處理器、電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置；無線接收裝置、語音電路與終端處理器相連，麥克接口與播放器相連；無線遙控終端通過無線接收裝置接收主控機(jī)發(fā)送的信息，經(jīng)過終端處理器、語音電路、電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置控制播放器發(fā)出對(duì)應(yīng)語音。播放器包括兩組喇叭。無線遙控終端設(shè)兩個(gè)電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置；終端處理器根據(jù)指令通過對(duì)應(yīng)的電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的播放器播放警告或海纜保護(hù)宣傳語音。麥克接口與高音量喇叭相連，可以充分保障警告語音能覆蓋海纜保護(hù)區(qū)域。若天氣良好時(shí)，無線遙控終端通過通訊收發(fā)模板接收啟動(dòng)預(yù)先錄制好的海纜保護(hù)宣傳語音的指令，經(jīng)過終端控制器分析處理，通過另一個(gè)電聲警報(bào)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)播放器播放海纜保護(hù)宣傳語音。

以上圖1-4所示的一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)是《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》的具體實(shí)施例，已經(jīng)體現(xiàn)出該發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，在《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》的啟示下，對(duì)其進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在該方案的保護(hù)范圍之列。^[3]

2018年12月20日，《一種用于海底電纜運(yùn)行維護(hù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)》獲得第二十屆中國(guó)優(yōu)秀獎(jiǎng)。^[2]