船舶监控智能语音提醒系统及实现方法与制作流程

本技术涉及一种船舶监控智能语音提醒系统及实现方法。船舶通过船载将本船的信息通

AIS

过无线传输实时发给岸基中心，岸基中心将覆盖区域内的所有船舶信息通过互联网

AISAIS

转发给监控中心，监控中心的数据处理服务器或电脑主机将船舶信息进行解析，分

VTSVTS

析计算出危险提醒信息，再将危险提醒文本信息生成语音提醒或报文提醒信息，通过

AIS

VHFVHF

系统将危险语音提醒发送给船载，或者将危险提醒文本信息通过互联网发送给岸基

AISAISAISVTS

中心，由岸基中心通过无线传输给指定船载，并将危险信息提供给值班员。

本技术可以智能地对存在危险的船舶进行语音或其他方式提醒，辅助值班员监控船舶航

VTS

行动态。

权利要求书

1.10

一种船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，所述系统包括：安装在船舶（）上的船载

AIS12VHF11AIS20VTS

（）和船载（）；安装在陆地上的岸基数据中心（）；监控中心

（）及安装在监控中心（）的系统（）；船载（）与岸基数据中心

30VTS30VHF42AIS12AIS

（）通过无线电波发送、接收数据，岸基数据中心（）与监控中心（）通

20AISAIS20VTS30

过互联网相连发送、接收数据；

AIS

还包括控制设备（）和音响设备（），控制设备（）集成安装有检测模

VHF4041VHF40VHF

块和控制模块；音响设备（）与控制设备（）电连接；

VHF41VHF40

VTS30

监控中心（）的数据处理服务器或电脑主机内置有：危险信息计算分析模块，船舶信

息数据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息报文生成模块，危险信息

AIS

显示模块；

VTS30VHF40

监控中心（）与控制设备（）通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制

信号，并将其生成的语音信号发送至控制设备（）；

VHF40

VHF40VHF42VHF42

控制设备（）与系统（）电连接，控制与检测系统（）的收发状态并传

输语音信号，系统（）通过无线电波将语音信号传输至船载（）；

VHF42VHF11

其特征在于，所述系统的实现方法，按下述步骤进行：

步骤，海上船舶通过船载（）将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无

1AIS12

线传输，以一种报文的形式发送给岸基数据中心（）；

AISAIS20

步骤，岸基数据中心（）收集覆盖区域内的所有船舶发送过来船舶信息，通过

2AIS20AIS

AISAIS

转发服务器将船舶信息以报文的形式转发到互联网中；

步骤，监控中心（）的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基数据

3VTS30AIS

中心（）的船舶信息，即最初从海上船舶发送过来的报文；

20AISAIS

步骤，监控中心（）的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将

4VTS30

收到的报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息，包括动态信息和静态信

AIS

息，然后将船舶的动态信息存入到数据处理服务器或电脑主机内存中，将船舶静态信息存入

到船舶信息数据库中；

步骤，危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和纬度，判断船舶是否在用户限

5

定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，抛弃此部分的数据；

危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数据，计算监

控区域内存在哪些船舶；

危险信息计算分析模块生成危险提醒信息，危险提醒信息包括危险碰撞提醒信息、接近碍航

物危险提醒信息、接近或进入禁航区提醒信息、偏航提醒信息，危险提醒信息交给语音生成

模块、危险信息显示模块和危险信息报文生成模块进行处理；

AIS

步骤，语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号；语音

6

模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有

播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发；若选定是强

制播发，则直接执行步骤，选择的是检测播发，则执行步骤；

87

步骤，控制设备（）的检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如

7VHF40VHF

果有用户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步

骤，直到频道没有其他用户占用，进入步骤；

78

步骤，控制设备（）的控制模块开启监控中心的系统播发功能，系

8VHF40VHFVTSVHFVHF

统开始播发危险提醒语音；

步骤，船舶通过船载（）接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险；

9VHF11

步骤，经过危险信息计算分析模块的处理，危险信息的相关信息被以文字和图标的样式显

10

示在电脑屏幕上，供值班人员查看，并在设定时间内自动消除；

VTS

步骤，危险信息报文处理模块将危险信息转换为消息报文，通过互联网传输到岸

11AISAIS

基数据中心（）的转发服务器；

AIS20AIS

步骤，岸基数据中心（）将收到的危险信息报文通过其系统以无线传输的方

12AIS20AISAIS

式发送至船载（）；

AIS12

步骤，船载（）接收来自岸基数据中心（）的危险信息报文，经过解析通

13AIS12AIS20AIS

知船舶驾驶人员。

2.14

根据权利要求所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤中，所

述的动态信息包括船舶用户即码、船舶位置经度、纬度、航速、实际航向和地面航

IDMMSI

线信息，所述的静态信息包括船舶用户即码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶

IDMMSI

尺寸、吃水信息。

3.15

根据权利要求所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤中所述

的危险碰撞提醒信息的生成方法是：

危险信息计算分析模块根据船舶的经纬度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如

果小于设定值，计算两船之间的相对方位，根据两船的相对方位、航向、航速、位置经纬

度，计算出危险碰撞提醒信息的评价指标：最小会遇距离和最小会遇时间，如

DCPATCPA

果和在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险；

DCPATCPA

如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态

信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息；

根据两船的静态信息和用户设定的规则进行过滤和筛选，剔除正常靠泊作业或者船舶活动导

致的碰撞危险信息，屏蔽特殊船舶间的碰撞危险信息，提供用户的需要的船舶碰撞危险提醒

信息。

4.15

根据权利要求所述的船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，其特征在于，步骤中所述

的接近碍航物危险提醒信息的生成方法是：

用户需要预先设定碍航物的位置或区域，提供碍航物的位置经纬度或者范围；

危险信息计算分析模块根据收集到的监控区域的船舶的动态信息，计算所有船舶与碍航物之

间的距离，若距离在设定范围内，计算船舶将要通过碍航物最近时的距离，和从现在航行到

与碍航物最近时的位置的时间，如果这两个指标都在设定的范围内，代表此船存在接近碍航

物危险；

如果船舶存在接近碍航物危险，危险信息分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态信

息，确定船舶的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的船舶接近碍航物危险信

偏航危险提醒信息。

技术说明书

船舶监控智能语音提醒系统及实现方法

技术领域

本技术涉及船舶交通安全监控系统，具体是一种对船舶航行动态进行监控，分析计算出危险

信息，并通过语音及其他方式提醒船舶驾驶人员和交通安全监控人员避免危险的船舶监控智

能语音提醒系统及实现方法。

背景技术

近年来，海上航行作业日益频繁，船舶交通安全监管压力越来越大，为了减少海上交通事

故，保证海洋清洁，船舶交通管理中心（以下简称）值班员需要连续长时间对船舶动

“VTS”

态监控，当船舶发生碰撞、误入禁航区、接近碍航物和偏离航道等危险时，值班员需要及时

发现危险情况，利用甚高频系统（以下简称系统）在规定频道上喊话，提前预警，提

“VHF”

醒船舶注意避免上述危险，注意航行安全。但是靠人工监控的方式，存在一些弊端，主要体

技术内容

本技术旨在解决背景技术所述的上述问题，而提供一种船舶监控智能语音提醒系统及实现方

法，以减轻值班员工作负担，实现在没有人工干预的情况下，智能地对存在危险的船舶进行

甚高频语音或其他方式提醒，达到辅助值班员监控船舶航行动态的目的。

VTS

本技术解决其技术问题采用的技术方案是：

一种船舶监控智能语音提醒系统，包括：安装在船舶上的船载和船载；安装在陆地

AISVHF

上的岸基数据中心；监控中心及安装在监控中心的系统；船载与岸基

AISVTSVTSVHFAIS

AISAISAISVTS

数据中心通过无线电波发送、接收数据，岸基数据中心与监控中心通过互联

网相连发送、接收数据；

AIS

还包括控制设备和音响设备，控制设备集成安装有监测模块和控制模块；

VHFVHFVHFVHF

音响设备与控制设备电连接；

VHF

VTS

监控中心的数据处理服务器或电脑主机内置有：危险信息计算分析模块，船舶信息数据

库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息报文生成模块，危险信息显示模

AIS

块；

VTSVHF

监控中心与控制设备通过电脑串口连接，以通信方式发送、接收控制信号，并将其

生成的语音信号发送至控制设备；

VHF

VHFVHFVHFVHF

控制设备与系统电连接，控制与检测系统的收发状态并传输语音信号，系

统通过无线电波将语音信号传输至船载。

VHF

一种上述船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，按下述步骤进行：

步骤，海上船舶通过船载将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过无线传

1AIS

输，以一种报文的形式发送给岸基数据中心；

AISAIS

步骤，岸基数据中心收集覆盖区域内的所有船舶发送过来船舶信息，通过转发

2AISAISAIS

服务器将船舶信息以报文的形式转发到互联网中；

AIS

步骤，监控中心的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基数据中心的

3VTSAIS

船舶信息，即最初从海上船舶发送过来的报文；

AISAIS

步骤，监控中心的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的

4VTS

AIS

报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息，包括动态信息和静态信息，然

后将船舶的动态信息存入到数据处理服务器或电脑主机内存中，将船舶静态信息存入到船舶

信息数据库中；

步骤，危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和纬度，判断船舶是否在用户限

5

定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，抛弃此部分的数据；

危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数据，计算监

控区域内存在哪些船舶；

危险信息计算分析模块生成危险提醒信息，危险提醒信息包括危险碰撞提醒信息、接近碍航

物危险提醒信息、接近或进入禁航区提醒信息、偏航提醒信息，危险提醒信息交给语音生成

模块、危险信息显示模块和危险信息报文生成模块进行处理；

AIS

步骤，语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号；语音

6

模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信息，若没有

播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发；若选定是强

制播发，则直接执行步骤，选择的是检测播发，则执行步骤；

87

步骤，控制设备的检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用

7VHFVHF

户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤，

7

直到频道没有其他用户占用，进入步骤；

8

步骤，控制设备的控制模块开启监控中心的系统播发功能，系统开始

8VHFVHFVTSVHFVHF

播发危险提醒语音；

步骤，船舶通过船载接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险；

9VHF

步骤，经过危险信息计算分析模块的处理，危险信息的相关信息被以文字和图标的样式显

10

示在电脑屏幕上，供值班人员查看，并在设定时间内自动消除；

VTS

步骤，危险信息报文处理模块将危险信息转换为消息报文，通过互联网传输到岸

11AISAIS

基数据中心的转发服务器；

AISAIS

步骤，岸基数据中心将收到的危险信息报文通过其系统以无线传输的方式发送

12AISAISAIS

至船载；

AIS

步骤，船载接收来自岸基数据中心的危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶人

13AISAISAIS

员。

采用上述技术方案的本技术，与现有技术相比，其有益效果是：

开创性地采用自动向船舶发送语音提醒信息，或者文本提醒信息的方式，达到提醒船舶驾驶

人员和值班人员的目的，整个过程最大程度模拟人员值班的过程，能够实现提醒智能

VTS

化，无需人工操作。

作为优选，本技术更进一步的技术方案是：

步骤中，所述的动态信息包括船舶用户即码、船舶位置经度、纬度、航速、实际

4IDMMSI

航向和地面航线信息，所述的静态信息包括船舶用户即码、呼号、船名、船舶和货

IDMMSI

物类型、船舶尺寸、吃水信息。

步骤中所述的危险碰撞提醒信息的生成方法是：

5

危险信息计算分析模块根据船舶的经纬度信息，计算监控区域内每两条船舶的距离，距离如

果小于设定值，计算两船之间的相对方位，根据两船的相对方位、航向、航速、位置经纬

度，计算出危险碰撞提醒信息的评价指标：最小会遇距离和最小会遇时间，如

DCPATCPA

果和在设定的范围内，代表两船之间存在碰撞危险；

DCPATCPA

如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶的静态

信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息；

根据两船的静态信息和用户设定的规则进行过滤和筛选，剔除正常靠泊作业或者船舶活动导

致的碰撞危险信息，屏蔽特殊船舶间的碰撞危险信息，提供用户的需要的船舶碰撞危险提醒

信息。

如果船舶存在进入或接近禁航区危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该

船舶的静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽允许进入禁航区的船

舶，进而生成进入或接近禁航区危险提醒信息。

步骤中所述的偏航提醒信息的生成方法是：

5

预先设定航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围，危险信息计算分析模块根据船舶的

位置经纬度、航向、航速，计算船舶是否在航道、水道或者其他限制安全区域的位置范围

内，若不在此范围内或在区域边缘，根据航道外的水深和船舶本身的吃水对比，不满足安全

航行，代表船舶存在偏航危险；

如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的静态信

息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍信息，屏蔽不需要的偏航提醒信息，进而生成

偏航危险提醒信息。

附图说明

图是本技术实施例的系统结构示意图；

1

图是本技术实施例的系统流程图；

2

图中：船舶；船载；船载；岸基数据中心；监控中心；

10-11-VHF12-AIS20-AIS30-VTS40-

VHF41-42-VHF

控制设备；音响设备；系统。

具体实施方式

以下结合实施例对本技术作进一步阐述，但本实施例不对本技术构成任何限制。

参见图，一种船舶监控智能语音提醒系统，由安装在船舶上的船载和船载、

110AIS12VHF11

安装在陆地上的岸基数据中心、监控中心、安装在监控中心的系统

AIS20VTS30VTS30VHF

42VHF4041

、控制设备、音响设备构成；

船载与岸基数据中心通过无线电波发送、接收数据，岸基数据中心与

AIS12AIS20AISAIS20

VTS30AIS

监控中心通过互联网相连发送、接收数据；

VHF40VHFVHF41VHF40

控制设备集成安装有监测模块和控制模块；音响设备与控制设备电

连接；

VTS30

监控中心的数据处理服务器或电脑主机内置有：危险信息计算分析模块，船舶信息数

据库，语音生成模块，危险信息播发控制模块，危险信息报文生成模块，危险信息显示

AIS

模块；

VTS30VHF40

监控中心的数据处理服务器或电脑主机与控制设备通过电脑串口连接，以通信

方式发送、接收控制信号，并将其生成的语音信号发送至控制设备；

VHF40

VHF40VHF42VHF42

控制设备与系统电连接，控制与检测系统的收发状态并传输语音信

号，系统通过无线电波将语音信号传输至船载。

VHF42VHF11

上述的船载，国际海事组织规定，年月日至年月日航行在国际航线

AIS12(IMO)20027I20087I

上总吨以上的船舶和公约国航行于国内航线总吨以上的船舶，分阶段执行配备船舶自

300500

动识别设备，即本系统所述的船载，到目前为止，绝大部分船舶已经配备了系

AIS12AIS

统，所以给本系统的实现提供了设备保障。

上述的岸基数据中心是由交通运输部海事局建立的数据收发转发中心，可以通过

AIS20AIS

互联网接收或者发送覆盖区域内的所有船舶的信息。岸基数据中心通过无线传输

AIS AIS20

实现与船载进行数据交互。

AIS12

VTS30VHF42VHF11

监控中心的系统、船载是一种工作在甚高频上的电话语音通信设

备，收发模块集成在系统内。

VHFVHF

参见图，一种船舶监控智能语音提醒系统的实现方法，按下述步骤进行：

2

（）海上航行的船舶通过船载将本船的船舶信息，包括动态信息和静态信息通过

110AIS12

无线传输，以一种报文的形式发送给岸基数据中心。

AISAIS20

（）岸基数据中心负责收集覆盖区域内的所有船舶发送过来船舶信息，通过

2AIS20AISAIS

转发服务器将船舶信息以报文的形式转发到互联网中；所述的覆盖区域是指无线通

AISAIS

信信号能够覆盖的区域。

（）监控中心的数据处理服务器或电脑主机通过互联网接收来自岸基数据中心

3VTS30AIS20

的船舶信息，即最初从航行的船舶发送过来的报文。

AIS10AIS

（）监控中心的数据处理服务器或电脑主机的危险信息计算分析模块首先将收到的

4VTS30

AIS

报文按照约定的规则进行解析，解析出可用的船舶信息。包括动态信息和静态信息，其

中动态信息主要包括船舶用户即码、船舶位置经度、纬度、航速、实际航向和地面

IDMMSI

航线等信息，静态信息包括船舶用户即码、呼号、船名、船舶和货物类型、船舶尺

IDMMSI

寸、吃水等信息。

（）将船舶的动态信息存入到危险信息计算分析模块所在的电脑服务器或者电脑主机内

510

存中，将船舶静态信息存入船舶信息数据库中。

10

（）危险信息计算分析模块计算船舶动态信息中的经度和纬度，判断船舶是否在用户

61010

限定的监控区域内，若在监控区域内，留在内存中备用，若不在，将抛弃此部分数据。

（）危险信息计算分析模块在设定的时间内收集存储在用户监控区域的船舶动静态数

710

据，计算监控区域内存在哪些船舶。

（）危险碰撞提醒信息的分析，危险信息计算分析模块首先根据船舶的经纬度信息，计

810

算监控区域内每两条船舶的距离，距离如果小于设定值，计算两船之间的相对方位，再根据

两船的相对方位、航向、航速、位置经纬度计算出危险碰撞提醒信息的评价指标：最小会遇

距离（简称）和最小会遇时间（简称），如果和在设定的范围内，

DCPATCPADCPATCPA

代表两船之间存在碰撞危险。

（）如果两船之间存在碰撞危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出船舶

9

的静态信息，确定两船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息。

（）危险信息计算分析模块根据两船的静态信息确认两船是否是存在真正的碰撞危险，而

10

不是正常的接近靠泊作业或者其他船舶活动，并根据用户的需要，屏蔽特殊船舶之间的碰撞

（）如果船舶存在偏航危险，危险信息计算分析模块会从船舶信息数据库中找出该船舶的

17

静态信息，确定该船的船名、船舶类型、船舶的国籍等信息，屏蔽不需要的危险提醒信息，

进而生成用户需要的偏航危险提醒信息。

（）步骤（）、（）、（）生成的危险提醒信息经过过滤和筛选，生成最终的危险

18131517

提醒信息。

（）危险提醒信息会被交给三个模块处理，分别是语音生成模块、危险信息显示模块和危

19

险信息报文生成模块，以备执行步骤（）、（）、（）。

AIS202527

（）语音生成模块根据船舶信息中船舶的国籍，生成中文或英文的语音模拟信号。

20

（）语音模拟信号生成以后，危险信息播发控制模块会监测之前是否已经播发过此危险信

21

息，若没有播发，危险信息播发控制模块会根据用户的设定，选择强制播发还是检测播发。

若选定是强制播发，则直接执行步骤（），选择的是检测播发，则执行步骤（）。

2322

（）控制设备的检测模块会检测选定频道是否有其他用户正在使用，如果有用

22VHF40VHF

户正在占用，会通知危险信息播发控制模块，系统会延时一段时间，然后重新执行步骤

（），直到频道没有其他用户占用，进入步骤（）。

2223

（）控制设备的控制模块开启监控中心的系统播发功能，系统开

23VHF40VHFVTSVHFVHF

始播发危险提醒语音。

（）船舶通过船载接收危险提醒语音信号，并采取行动避免危险。

24VHF11

（）经过危险信息显示模块的处理，危险信息的相关信息会被以文字和图标的样式显示

25

在电脑屏幕上，供值班人员查看，并在设定时间内自动消除。

VTS

（）危险信息报文处理模块会将危险信息装换为消息报文，通过互联网传输到

26AISAISAIS

转发服务器。

（）岸基数据中心将收到的危险信息报文通过系统以无线传输的方式发送至

27AIS20AISAIS

船载。

AIS12

（）船载接收来自岸基数据中心的危险信息报文，经过解析通知船舶驾驶

28AIS12AIS20AIS

人员。

以上所述仅为本技术较佳可行的实施例而已，并非因此局限本技术的权利范围，凡运用本技

术说明书内容所作的等效变化，均包含于本技术的权利范围之内。