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水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于水上溢油的定位浮標，包括：有密封空腔的浮標體；定位裝置，用于定位浮標體的位置；用于檢測浮標體周圍的環(huán)境信息的環(huán)境傳感器；控制器，用于對定位裝置和環(huán)境傳感器進行控制，并獲取定位信息和環(huán)境信息；設(shè)置在控制器和遠程溢油監(jiān)控平臺之間的通訊裝置；用于為定位浮標供電的供電裝置，其中，浮標體、定位裝置、環(huán)境傳感器、控制器、通訊裝置和供電裝置均設(shè)置在密封空腔內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明實施例的用于水上溢油的定位浮標具有測量精度高、可靠性強且成本低的優(yōu)點。本發(fā)明還提出了一種水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)。
【專利說明】水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水上溢油監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于水上溢油的定位浮標及水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，各國油輪在公海及我國水域頻發(fā)船舶溢油事件，導(dǎo)致海域油類污染日益加重。
[0003]在大量油類泄漏的情況下，世界各國普遍采用衛(wèi)星遙感、航空遙感、雷達探測、GPRS / GPS等技術(shù)來跟蹤監(jiān)測溢油的漂移和擴散，但由于衛(wèi)星遙感技術(shù)受天氣的制約較大，實時性較低，并且相關(guān)的設(shè)備、儀器昂貴。航空遙感技術(shù)和雷達探測技術(shù)易受到環(huán)境條件、氣候因素的影響，測量精度較低；GPRS / GPS溢油技術(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸距離短、可靠性較差。從而使得水上溢油監(jiān)測、跟蹤、定位的發(fā)展受到很大的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于水上溢油的定位浮標。該用于水上溢油的定位浮標具有測量精度高、可靠性強且成本低的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提出一種水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例公開了一種用于水上溢油的定位浮標，包括:浮標體，所述浮標體具有密封空腔；定位裝置，所述定位裝置用于定位所述浮標體的位置；用于檢測所述浮標體周圍的環(huán)境信息的環(huán)境傳感器；控制器，所述控制器分別與所述定位裝置和所述環(huán)境傳感器相連，以對所述定位裝置和所述環(huán)境傳感器進行控制，并獲取定位信息和所述環(huán)境信息；設(shè)置在所述控制器和遠程溢油監(jiān)控平臺之間的通訊裝置；用于為所述定位浮標供電的供電裝置，所述供電裝置與所述控制器相連，其中，所述浮標體、所述定位裝置、所述環(huán)境傳感器、所述控制器、所述通訊裝置和所述供電裝置均設(shè)置在所述密封空腔內(nèi)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的用于水上溢油的定位浮標，使用定位裝置及環(huán)境傳感器實時測定浮標體的經(jīng)緯度坐標及環(huán)境信息，運用通訊裝置及時接收、發(fā)送、傳輸信號，經(jīng)過通訊鏈路轉(zhuǎn)接，將信號傳遞至溢油跟蹤定位浮標系統(tǒng)的接收端(即遠程溢油監(jiān)控平臺)，從而遠程溢油監(jiān)控平臺可結(jié)合GIS地理信息為工作人員綜合顯示為電子海圖，使工作人員可實時掌握水上溢油的擴散范圍、動態(tài)漂移軌跡及環(huán)境信息。該定位浮標具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高、可靠性強、成本低、維護方便等優(yōu)點。該定位浮標可提高浮標體的跟蹤、定位、通訊能力，確保溢油跟蹤的實時性和準確性。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的用于水上溢油的定位浮標還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]在一些示例中，所述通訊裝置通過設(shè)置在所述浮標體的密封空腔內(nèi)的發(fā)射/接收天線與所述遠程溢油監(jiān)控平臺進行信息交互。
[0011]在一些示例中，所述浮標體包括:上殼體；與所述上殼體匹配的下殼體；密封圈，所述密封圈設(shè)置在所述上殼體和所述下殼體之間，以便所述上殼體和所述下殼體扣合形成所述密封空腔。
[0012]在一些示例中，所述浮標體由非金屬材料制成。
[0013]在一些示例中，所述定位裝置包括GPS定位裝置、北斗衛(wèi)星定位裝置和Argos定位裝置中的一種或多種。
[0014]在一些示例中，所述環(huán)境傳感器包括:用于檢測水流速的流速傳感器、用于檢測水流向的流向傳感器、用于檢測水溫度的溫度傳感器和用于檢測油膜的油膜傳感器。
[0015]在一些示例中，所述供電裝置包括:電壓源；穩(wěn)壓/濾波器，所述電壓源通過所述穩(wěn)壓/濾波器與所述控制器相連。
[0016]在一些示例中，所述穩(wěn)壓/濾波器與所述控制器之間設(shè)有磁通開關(guān)。
[0017]在一些示例中，所述通訊裝置包括:海事衛(wèi)星通訊裝置、Argos通訊裝置、VHF通訊裝置和GPRS通訊裝置中的一種或多種。
[0018]本發(fā)明第二方面的實施例公開了一種水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，包括:定位浮標，所述定位浮標為如上述實施例所述的用于水上溢油的定位浮標；和遠程溢油監(jiān)控平臺，所述遠程溢油監(jiān)控平臺與所述定位浮標遠程無線相連，以根據(jù)所述定位信息和所述環(huán)境信息對所述水上溢油進行遠程監(jiān)控。
[0019]根據(jù)本發(fā)明實施例的水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，使用定位裝置及環(huán)境傳感器實時測定浮標體的經(jīng)緯度坐標及環(huán)境信息，運用通訊裝置及時接收、發(fā)送、傳輸信號，經(jīng)過通訊鏈路轉(zhuǎn)接，將信號傳遞至溢油跟蹤定位浮標系統(tǒng)的接收端(即遠程溢油監(jiān)控平臺)，從而遠程溢油監(jiān)控平臺可結(jié)合GIS地理信息為工作人員綜合顯示為電子海圖，使工作人員可實時掌握水上溢油的擴散范圍、動態(tài)漂移軌跡及環(huán)境信息。該定位浮標具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高、可靠性強、成本低、維護方便等優(yōu)點。該定位浮標可提高浮標體的跟蹤、定位、通訊能力，確保溢油跟蹤的實時性和準確性。
[0020]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于水上溢油的定位浮標的整體示意圖；以及
[0023]圖1B是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于水上溢油的定位浮標的剖面圖。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0025]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于
附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0026]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0027]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發(fā)明的實施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0028]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于水上溢油的定位浮標及水上溢油的監(jiān)測系統(tǒng)。
[0029]圖1A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于水上溢油的定位浮標的整體示意圖。圖1B是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于水上溢油的定位浮標的剖面圖。如圖1A和圖1B所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于水上溢油的定位浮標，包括:浮標體110、定位裝置120、環(huán)境傳感器130、控制器140、通訊裝置150和供電裝置160。
[0030]其中，浮標體110具有密封空腔111，該浮標體110與水上油膜漂浮移動性能相似。定位裝置120用于定位浮標體110的位置。環(huán)境傳感器130用于檢測浮標體110周圍的環(huán)境信息?？刂破?40分別與定位裝置120和環(huán)境傳感器130相連，以對定位裝置120和環(huán)境傳感器130進行控制，并獲取定位信息和環(huán)境信息。通訊裝置150設(shè)置在控制器140和遠程溢油監(jiān)控平臺(圖1中未示出)之間。供電裝置160用于為定位浮標供電，供電裝置160與控制器140相連。結(jié)合圖1所示，浮標體110、定位裝置120、環(huán)境傳感器130、控制器140、通訊裝置150和供電裝置160均設(shè)置在密封空腔111內(nèi)。
[0031]以水上浮標(浮標體)作為載體，當水上船舶發(fā)生溢油事故后，將該浮標投放到溢油區(qū)域，從而可實時跟蹤飄浮在水面上的溢油，掌握溢油的擴散范圍及動態(tài)漂移軌跡，為國家溢油應(yīng)急部門提供科學依據(jù)。
[0032]結(jié)合圖1B所示，通訊裝置150可通過設(shè)置在浮標體110的密封空腔111內(nèi)的發(fā)射/接收天線170與遠程溢油監(jiān)控平臺進行信息交互。
[0033]結(jié)合圖1B所示，浮標體110包括:上殼體112、下殼體113和密封圈114。其中，下殼體113與上殼體112匹配。密封圈114設(shè)置在上殼體112和下殼體113之間，以便上殼體112和下殼體113扣合形成密封空腔111。浮標體110由非金屬材料制成。例如塑料。
[0034]此外，供電裝置160包括:電壓源161和穩(wěn)壓/濾波器162(即電源)。電壓源1612通過穩(wěn)壓/濾波器162與控制器140相連。其中，穩(wěn)壓/濾波器162與控制器140之間可設(shè)有磁通開關(guān)(圖1B中未示出)。穩(wěn)壓/濾波器162 (即電源)內(nèi)置電源穩(wěn)壓裝置、濾波裝置，穩(wěn)壓/濾波器162 (即電源)前端與磁通開關(guān)相連接，后端與控制器140相連。磁鐵放置在浮標體110的殼外部時，磁通開關(guān)斷開，供電回路斷開，該定位浮標失電；當磁鐵移開浮標體110的殼外部后，磁通開關(guān)自動閉合，供電回路閉合，該定位浮標得電。
[0035]作為一個具體的示例，結(jié)合圖1A和圖1B所示,浮標體110由上殼體112、下殼體113、密封圈114、螺栓、墊片等組成；上殼體112、下殼體113密閉扣合形成類球形中空結(jié)構(gòu)體(密封空腔111)，浮標體110內(nèi)部安裝有定位裝置120、通訊裝置150、天線模塊(即發(fā)射/接收天線170)、供電裝置160、主板模塊(即控制器140)、傳感器部件(即環(huán)境傳感器130)等。浮標體110的上殼體112、下殼體113的結(jié)合面邊緣處有外延平臺，平臺內(nèi)設(shè)置有凹槽，密封圈114放置在凹槽內(nèi)，起到防水、密封的作用。
[0036]結(jié)合圖1B所示，定位裝置120嵌入在主板模塊(即控制器140)之上，輸出端與主板模塊(即控制器140)輸入端相連，實時測算定位信息。通訊裝置150的輸入端與主板模塊(即控制器140)輸出端相連，借助主板模塊(即控制器140)的信息處理能力，提高通訊效率；穩(wěn)壓/濾波器162 (電源)前端與磁通開關(guān)相連接，后端與主板模塊(即控制器140)相連，用于浮標體110內(nèi)部供電回路的通斷；環(huán)境傳感器130與主板模塊(即控制器140)并行連接，可測量浮標周圍環(huán)境信息；電壓源161與穩(wěn)壓/濾波器162 (電源)輸入端口相連，為主板模塊(即控制器140)、定位裝置120、通訊裝置150、環(huán)境傳感器130提供電力供應(yīng)。
[0037]該定位浮標上輕下重，投入水中，位于浮標體110的上殼體112中的定位裝置120、通訊裝置150、發(fā)射/接收天線170在始終保持在中間平臺的上方，確保信號的有效接收與發(fā)射；穩(wěn)壓/濾波器162 (電源)、主板模塊(即控制器140)、環(huán)境傳感器130、電壓源161位于浮標體110的下殼體113中，實現(xiàn)各自功能，并起到平衡配重、調(diào)整漂浮姿態(tài)的輔助作用。
[0038]在本發(fā)明的一個實施例中，定位裝置120包括但不限于:GPS定位裝置、北斗衛(wèi)星定位裝置和Argos定位裝置中的一種或多種。即定位裝置120負責確定浮標體110的經(jīng)緯度坐標，其可以為GPS模塊、北斗衛(wèi)星定位模塊、Argos定位模塊等；定位裝置120可以為單一模塊使用，也可以是模塊的任意組合，以提高定位精度。定位裝置120的輸出端與主板模塊(即控制器140)的輸入端相連。
[0039]通訊裝置150包括但不限于:海事衛(wèi)星通訊裝置、Argos通訊裝置、VHF通訊裝置和GPRS通訊裝置中的一種或多種。即通訊裝置150負責傳輸浮標體110的定位信息及環(huán)境信息，其主要有北斗衛(wèi)星通訊模塊、海事衛(wèi)星模塊、Argos通訊模塊、VHF通訊模塊、GPRS模塊等。通訊裝置150可以為單一模塊，也可以是模塊的任意組合，以提高通訊可靠性。該通訊裝置150的輸入端與主板模塊(即控制器140)的輸出端相連。
[0040]在本發(fā)明具體示例中，環(huán)境傳感器130包括但不限于:用于檢測水流速的流速傳感器、用于檢測水流向的流向傳感器、用于檢測水溫度的溫度傳感器和用于檢測油膜的油膜傳感器。從而，可以檢測但不限于流速、流向、溫度、油膜等信息。
[0041 ] 根據(jù)本發(fā)明實施例的用于水上溢油的定位浮標，使用定位裝置及環(huán)境傳感器實時測定浮標體的經(jīng)緯度坐標及環(huán)境信息，運用通訊裝置及時接收、發(fā)送、傳輸信號，經(jīng)過通訊鏈路轉(zhuǎn)接，將信號傳遞至溢油跟蹤定位浮標系統(tǒng)的接收端(即遠程溢油監(jiān)控平臺)，從而遠程溢油監(jiān)控平臺可結(jié)合GIS地理信息為工作人員綜合顯示為電子海圖，使工作人員可實時掌握水上溢油的擴散范圍、動態(tài)漂移軌跡及環(huán)境信息。該定位浮標具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高、可靠性強、成本低、維護方便等優(yōu)點。該定位浮標可提高浮標體的跟蹤、定位、通訊能力，確保溢油跟蹤的實時性和準確性。[0042]本發(fā)明的進一步實施例提供了一種水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，包括:定位浮標和遠程溢油監(jiān)控平臺。其中，定位浮標為上述任意一個實施例所述的用于水上溢油的定位浮標。遠程溢油監(jiān)控平臺與定位浮標遠程無線相連，以根據(jù)定位信息和環(huán)境信息對水上溢油進行遠程監(jiān)控。
[0043]例如:浮標體內(nèi)的定位裝置、通訊裝置借助控制器的高效處理功能，通過通訊裝置及發(fā)射/接收天線，按照特定的編碼制式，將浮標體的經(jīng)緯度坐標及環(huán)境信息發(fā)送到遠程控制中心的終端信息處理系統(tǒng)(即遠程溢油監(jiān)控平臺)，遠程溢油監(jiān)控平臺按照編碼制式解碼信息，結(jié)合GIS地理信息，實現(xiàn)電子海圖顯示。
[0044]根據(jù)本發(fā)明實施例的水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)，使用定位裝置及環(huán)境傳感器實時測定浮標體的經(jīng)緯度坐標及環(huán)境信息，運用通訊裝置及時接收、發(fā)送、傳輸信號，經(jīng)過通訊鏈路轉(zhuǎn)接，將信號傳遞至溢油跟蹤定位浮標系統(tǒng)的接收端(即遠程溢油監(jiān)控平臺)，從而遠程溢油監(jiān)控平臺可結(jié)合GIS地理信息為工作人員綜合顯示為電子海圖，使工作人員可實時掌握水上溢油的擴散范圍、動態(tài)漂移軌跡及環(huán)境信息。該定位浮標具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高、可靠性強、成本低、維護方便等優(yōu)點。該定位浮標可提高浮標體的跟蹤、定位、通訊能力，確保溢油跟蹤的實時性和準確性。
[0045]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0046]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，包括: 浮標體，所述浮標體具有密封空腔； 定位裝置，所述定位裝置用于定位所述浮標體的位置； 用于檢測所述浮標體周圍的環(huán)境信息的環(huán)境傳感器； 控制器，所述控制器分別與所述定位裝置和所述環(huán)境傳感器相連，以對所述定位裝置和所述環(huán)境傳感器進行控制，并獲取定位信息和所述環(huán)境信息； 設(shè)置在所述控制器和遠程溢油監(jiān)控平臺之間的通訊裝置； 用于為所述定位浮標供電的供電裝置，所述供電裝置與所述控制器相連， 其中，所述浮標體、所述定位裝置、所述環(huán)境傳感器、所述控制器、所述通訊裝置和所述供電裝置均設(shè)置在所述密封空腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述通訊裝置通過設(shè)置在所述浮標體的密封空腔內(nèi)的發(fā)射/接收天線與所述遠程溢油監(jiān)控平臺進行信息交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述浮標體包括: 上殼體； 與所述上殼體匹配的下殼體； 密封圈，所述密封圈設(shè)置在所述上殼體和所述下殼體之間，以便所述上殼體和所述下殼體扣合形成所述密封空腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述浮標體由非金屬材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述定位裝置包括GPS定位裝置、北斗衛(wèi)星定位裝置和Argos定位裝置中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述環(huán)境傳感器包括:用于檢測水流速的流速傳感器、用于檢測水流向的流向傳感器、用于檢測水溫度的溫度傳感器和用于檢測油膜的油膜傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述供電裝置包括: 電壓源； 穩(wěn)壓/濾波器，所述電壓源通過所述穩(wěn)壓/濾波器與所述控制器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述穩(wěn)壓/濾波器與所述控制器之間設(shè)有磁通開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的用于水上溢油的定位浮標，其特征在于，所述通訊裝置包括:海事衛(wèi)星通訊裝置、Argos通訊裝置、VHF通訊裝置和GPRS通訊裝置中的一種或多種。
10.一種水上溢油跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 定位浮標，所述定位浮標為根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的用于水上溢油的定位浮標；和 遠程溢油監(jiān)控平臺，所述遠程溢油監(jiān)控平臺與所述定位浮標遠程無線相連，以根據(jù)所述定位信息和所述環(huán)境信息對所述水上溢油進行遠程監(jiān)控。
【文檔編號】G01D21/02GK103940466SQ201410123637
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】楊瑞, 顧群, 張偉, 劉力, 朱瑋瑋 申請人:交通運輸部水運科學研究院