【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航道监测，具体为一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置及运行方法。
技术介绍
1、部分类似装置，如浮标等，具有航道环境信息检测功能，但未见对于通航船舶的信息感知功能。
2、公开号为cn116873115a的专利技术专利提出了一种波浪能和光伏发电的海上浮标系统，该系统使用气象监测装置对海上气象水文信息进行监测，使用波浪能和太阳能对浮体进行供电。所述波浪能供电方式为压力井式，存在发电能力不够可靠和持久，发电量不足的问题，特别是在内河航道，波浪能无法实现发电及监测通航船舶的信息，同时不具备对周边船只进行实时信息警示的功能。
3、公开号为cn116873118a的专利技术专利提出了一种具有大雾预警与消雾功能的浮标及消雾方法，该浮标能监测并利用带电粒子驱散海上雾气，但由于其供能系统采用高压直流电源和高压交流电源，没有自主供电的能力，且监测项目仅限于雾气一项,不能监测通航船舶的信息。
4、公开号为cn116605355a的专利技术专利提出了一种用于海洋环境监测的浮标装置，该浮标使用太阳能供电，包括了气象和水质监测装置，但未监测通航船舶的信息，且太阳能供电不够可靠和持久，光照不足时发电量不足够。并且不具备对周边船只进行实时信息警示的功能。
5、故总结如下：
6、一、装置供电方面：大部分装置采用蓄电池或者利用太阳能、风能等供电进行工作，而单一蓄电池供电则存在蓄电池更换不便捷的问题；使用光能或风能供电则有着可靠度不高，发电不持久，发电量不足够的缺点。
7、
技术实现思路
1、为解决当前存在技术问题，本专利技术的主要目的在于提供一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置及运行方法，通过使用高清摄像头对通航船舶的航向信息、编号、违法违规行为等信息进行实时监测，使用bds定位模块获取装置自身的实时位置信息，并利用数据分析处理模块和5g传输模块对上述信息进行实时的预处理和回传，实现通航船舶信息的实时、全天候自主感知，并使用垂直轴水流能发电机对装置进行自主供能。
2、为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，包括用于漂浮在水面的浮体，所述浮体的顶部通过垂直支撑杆安装有声光警示模块、监测部和工控部保护罩；所述浮体的底端通过第二转轴连接有水平支架和涡轮机；所述浮体的外壁上连接有多根锚链。
3、所述工控部保护罩内部安装有固定于垂直支撑杆上的数据分析处理模块、工控机、电量控制调控模块和5g传输模块；所述工控机同时与数据分析处理模块、电量控制调控模块和5g传输模块通讯相连。
4、所述浮体内部存在固定于垂直支撑杆与第二转轴之间的水流发电机、逆变器和蓄电池；所述水流发电机通过逆变器与蓄电池相连并用于储存所发出的电能。
5、所述浮体作为装置的主体结构，采用浮筒或者泡沫制成。
6、所述声光警示模块能够在数据分析处理模块的控制下，在侦测到通航船只产生不规范的危险行为时，在装置周围发布声音和闪光的多重警示信息。
7、所述监测部安装于浮体顶部，包含bds定位模块和高清摄像头与蓄电池和数据分析处理模块通过电缆连接。
8、所述工控部保护罩内部的数据分析处理模块、工控机、电量控制调控模块和5g传输模块共同组成工控部，并均与所述蓄电池通过电缆连接。
9、所述水流发电机的输出轴上固接有第二转轴，所述第二转轴底部贯穿所述浮体底部并与所述浮体转动连接，所述第二转轴底部固接有涡轮机；所述水流发电机与所述逆变器通过电缆连接。
10、一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置的运行方法，包括以下步骤：
11、步骤一，蓄电池的充电：
12、在使用之前，将蓄电池充满电；
13、步骤二，装置的投放：
14、通过起吊机械将浮体投入到航道目标水域；
15、步骤三，装置的正常运行：
16、装置运行过程中，通过监测部的高清摄像头对浮体所在航道范围内通航船舶的航向、编号、运行状态、违法违规行为信息进行实时采集、监测并存储，通过工控机和数据分析处理模块对数据处理，当工控部发现监测部传输的信息存在同行船只的不规范危险行为时，通过控制声光警示模块发出声音和闪光的双重警示信息，警示过往船只该水域有不规范航行情况发生；同时也能够通过5g传输模块，在陆地数据中心手动实时远程操作声光警示模块的工作，对过往船只进行人为控制的警示；
17、步骤四，装置的持续运行：
18、通过监测部内的高清摄像头，开展长期数据监测，并将信息通过工控部中集成的5g传输模块传输至岸上控制中心，将实时环境信息告知相关人员，以提高水域船舶航行安全；
19、步骤五，装置的自供电：
20、装置运行过程中，通过水流运动带动涡轮机，涡轮机转动带动第二转轴转动，从而使得水流发电机将水流能转换为电能，并经过逆变器存储在蓄电池中，再通过蓄电池中对装置内所有部件进行供电，提高了供电稳定性和长久性，便于本装置在航道中长期稳定工作；蓄电池的电量及各设备的用电量实时记录在工控部的电量控制调控模块中；
21、步骤六，装置的定位：
22、极端天气下锚链发生断裂时，浮体漂移丢失后，通过监测部中集成的bds定位模块对浮体的定位实施跟踪，根据定位快速找回，避免经济损失。
23、本专利技术有如下有益效果：
24、1、本专利技术通过使用高清摄像头对通航船舶的航向信息、编号信息、运行状态信息和违规违法行为信息进行实时监测，同时利用bds定位模块对自身位置信息进行实时监测，并利用数据分析处理模块和5g传输模块进行实时的数据分析处理和回传，实现通航船舶信息的实时全天候自主感知。
25、2、本专利技术使用声光警示模块，通过数据线和工控部的数据分析处理模块连接，当工控部发现监测部传输的信息存在同行船只的不规范危险行为时，可以通过数据分析处理模块的控制声光警示模块发出声音和闪光的双重警示信息，警示过往船只该水域有不规范航行情况发生。
26、3、本专利技术能够同时通过5g传输模块，在发生无法自主警示的情况，或其他需要手动警示的情况时，通过陆地数据中心手动实时远程操作声光预警模块的工作，对装置周围的过往船只进行人工控制的声、光二重警示。
27、4、本专利技术使用垂直轴水流能发电模块对装置进行全天候自主供电，保障了能源的清洁性、高效性和可靠性。
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1.一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于，包括用于漂浮在水面的浮体（5），所述浮体（5）的顶部通过垂直支撑杆（3）安装有声光警示模块（17）、监测部（1）和工控部保护罩（2）；所述浮体（5）的底端通过第二转轴（4）连接有水平支架（8）和涡轮机（9）；所述浮体（5）的外壁上连接有多根锚链（7）。
2.根据权利要求1所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述工控部保护罩（2）内部安装有固定于垂直支撑杆（3）上的数据分析处理模块（10）、工控机（11）、电量控制调控模块（12）和5G传输模块（13）；所述工控机（11）同时与数据分析处理模块（10）、电量控制调控模块（12）和5G传输模块（13）通讯相连。
3.根据权利要求2所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述浮体（5）内部存在固定于垂直支撑杆（3）与第二转轴（4）之间的水流发电机（14）、逆变器（15）和蓄电池（16）；所述水流发电机（14）通过逆变器（15）与蓄电池（16）相连并用于储存所发出的电能。
4.根据权利要求1所述
5.根据权利要求1所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述声光警示模块（17）能够在数据分析处理模块（10）的控制下，在侦测到通航船只产生不规范的危险行为时，在装置周围发布声音和闪光的多重警示信息。
6.根据权利要求3所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述监测部（1）安装于浮体（5）顶部，包含BDS定位模块和高清摄像头与蓄电池（16）和数据分析处理模块（10）通过电缆连接。
7.根据权利要求3所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述工控部保护罩（2）内部的数据分析处理模块（10）、工控机（11）、电量控制调控模块（12）和5G传输模块（13）共同组成工控部，并均与所述蓄电池（16）通过电缆连接。
8.根据权利要求3所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述水流发电机（14）的输出轴上固接有第二转轴（4），所述第二转轴（4）底部贯穿所述浮体（5）底部并与所述浮体（5）转动连接，所述第二转轴（4）底部固接有涡轮机（9）；所述水流发电机（14）与所述逆变器（15）通过电缆连接。
9.权利要求1-8任意一项所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于，包括用于漂浮在水面的浮体（5），所述浮体（5）的顶部通过垂直支撑杆（3）安装有声光警示模块（17）、监测部（1）和工控部保护罩（2）；所述浮体（5）的底端通过第二转轴（4）连接有水平支架（8）和涡轮机（9）；所述浮体（5）的外壁上连接有多根锚链（7）。
2.根据权利要求1所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述工控部保护罩（2）内部安装有固定于垂直支撑杆（3）上的数据分析处理模块（10）、工控机（11）、电量控制调控模块（12）和5g传输模块（13）；所述工控机（11）同时与数据分析处理模块（10）、电量控制调控模块（12）和5g传输模块（13）通讯相连。
3.根据权利要求2所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述浮体（5）内部存在固定于垂直支撑杆（3）与第二转轴（4）之间的水流发电机（14）、逆变器（15）和蓄电池（16）；所述水流发电机（14）通过逆变器（15）与蓄电池（16）相连并用于储存所发出的电能。
4.根据权利要求1所述一种能量自持型漂浮式通航船舶信息自主感知装置，其特征在于：所述浮体（5）作为装置的主体结构，采用浮筒或者泡沫制成。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海江，李明伟，闵小飞，任伯浩，任锋，韩越，张勇，余金燕，陈学文，王雪蓉，林博文，笪贤楠，
申请(专利权)人：长江三峡通航管理局，
类型：发明
国别省市：
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