在漁政部門日常管理過程中，部分漁船存在超員超載超風(fēng)級超航區(qū)航行和冒險出海作業(yè)、伏休期間違規(guī)出海捕撈、擅自關(guān)閉通導(dǎo)設(shè)備、大風(fēng)天氣不服從調(diào)度等行為，漁船進(jìn)出港報備依靠紙質(zhì)報告單，漁船出海編組無法有效監(jiān)管，漁港管理缺少有效的信息化手段，執(zhí)法監(jiān)督力量不足，單靠人力無法達(dá)到執(zhí)法效果。急需新建一套依靠信息化手段實現(xiàn)全天候?qū)崟r監(jiān)管的平臺，能夠使各類漁船全方位展現(xiàn)在一張圖上，漁船動態(tài)一目了然，在海洋氣象、進(jìn)出港報告、告警管理、應(yīng)急救援等方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
針對上述的需求，我們建議在各個漁港航道的出入口，架設(shè)一套智慧漁港電子卡口。電子卡口通過人工智能算法和激光雷達(dá)、AIS 及 CCTV圖像等多種傳感器融合控制技術(shù)獲取到圖像后利用圖像處理技術(shù)對畫面中船舶進(jìn)行檢測、結(jié)構(gòu)化存儲、識別，在市漁港調(diào)度中心架設(shè)一套卡口管理平臺，形成一套有效的水上智能抓拍與識別的調(diào)度管理系統(tǒng)。
重點解決漁港出入口航段內(nèi)航道截面過往船舶抓拍，船舶未開AIS識別、船舶的圖像信息獲取，船舶特征識別、特定違章行為查證、船舶流量采集分析、現(xiàn)場實況展示等需求，對漁港的船舶進(jìn)行 24 小時全天候自動監(jiān)測和統(tǒng)計，實現(xiàn)對漁港生產(chǎn)作業(yè)全天候、全覆蓋的動態(tài)監(jiān)控管理，確保漁港運行和漁船作業(yè)的安全，提高漁港的信息化管理能力和服務(wù)水平。
智慧漁港電子卡口系統(tǒng)架構(gòu)共分為4層，主要包括數(shù)據(jù)感知層、基礎(chǔ)支撐層（存儲層）、決策層、應(yīng)用層。總體架構(gòu)圖如圖所示：
電子卡口總體框架圖
(1)數(shù)據(jù)感知層
數(shù)據(jù)層主要由激光雷達(dá)、AIS收發(fā)設(shè)備、CCTV信息采集設(shè)備等多種傳感器組成，通過多傳感器融合設(shè)備對前端進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，VHF基站實現(xiàn)來往船舶的實時通訊。
(2)基礎(chǔ)支撐層（存儲層）
基礎(chǔ)支撐層主要通過圖像處理技術(shù)、深度機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)以及多數(shù)據(jù)融合技術(shù)并結(jié)合硬件服務(wù)器設(shè)備提供的硬件算力及存儲空間支撐對數(shù)據(jù)感知層提供的前端數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、訓(xùn)練、學(xué)習(xí)和目標(biāo)融合，為決策層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供算法依據(jù)。
(3)決策層
決策層主要由綜合視頻會議中心和綜合運行調(diào)度指揮中心組成，其主要作用是對前兩層數(shù)據(jù)進(jìn)行決策、調(diào)度。
(4)應(yīng)用層
業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要包括態(tài)勢監(jiān)管預(yù)警研判及智能船舶識別應(yīng)用等
電子卡口主要由前端的數(shù)據(jù)感知設(shè)備和后端的卡口管理系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)組成示意圖如下：
電子卡口組成示意圖
其中前端的數(shù)據(jù)感知設(shè)備包括AIS基站、固態(tài)雷達(dá)、抓拍單元（CCTV）（包括廣角槍機(jī)、雙光譜熱成像攝像機(jī)等）、VHF基站等構(gòu)成。
1．AIS基站主要提供船舶的AIS數(shù)據(jù)，包括：船舶的位置、航向、航速等動態(tài)信息，以及船名、船號、船型、船長、船寬等靜態(tài)信息。本項目的AIS數(shù)據(jù)由已建的AIS基站提供，無需新建AIS基站。
2．VHF通訊可利用現(xiàn)有的VHF基站，通過協(xié)議集成到電子卡口平臺，當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶的違法或危險航行等情況，可通過VHF頻道進(jìn)行喊話；
3．固態(tài)雷達(dá)作為主動探測的主要設(shè)備，采用電磁波發(fā)射形式，可滿足全天候24小時對覆蓋范圍內(nèi)船舶進(jìn)行目標(biāo)檢測。利用雷達(dá)主動偵測的特點，與AIS信號和雷達(dá)信號多傳感器融合，可主動發(fā)現(xiàn)未開啟AIS設(shè)備船舶并預(yù)警、
4．抓拍單元（CCTV）子系統(tǒng)由廣角槍機(jī)、雙光譜熱成像攝像機(jī)、硬盤錄像機(jī)、邊緣計算終端等構(gòu)成。系統(tǒng)通過固態(tài)雷達(dá)、AIS融合方式采集船舶數(shù)據(jù)，并啟動船舶抓拍設(shè)備自動抓拍，廣角槍機(jī)抓拍船舶的全局圖片，雙光譜熱成像攝像機(jī)抓拍船舶的局部細(xì)節(jié)圖片，部署在前端的邊緣計算終端，對抓拍的圖片進(jìn)行前端處理，并將錄制的視頻存儲在硬盤錄像機(jī)。基于AI深度學(xué)習(xí)算法，用于全天候識別航道通航數(shù)據(jù)，利用視頻AI識別船名并采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并對識別到的船舶進(jìn)行圖片抓拍。
后端主要包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、智能卡口管理服務(wù)器、管理客戶端以及各種應(yīng)用軟件模塊構(gòu)成。多源數(shù)據(jù)融合處理模塊用于前端各類視頻、AIS、雷達(dá)等數(shù)據(jù)的分析、融合、整合，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲和上傳。后端電子卡口管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，由船名核查數(shù)據(jù)庫、抓拍圖片數(shù)據(jù)庫、AIS是否開啟核查、船舶自動核查、船舶重點跟蹤、船舶流量觀察和統(tǒng)計、視頻圖片瀏覽和查詢、告警提醒、規(guī)則管理、數(shù)據(jù)上傳和對接、船員行為分析等功能模塊組成。
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