水上溢油跟踪监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种用于水上溢油的定位浮标，包括：有密封空腔的浮标体；定位装置，用于定位浮标体的位置；用于检测浮标体周围的环境信息的环境传感器；控制器，用于对定位装置和环境传感器进行控制，并获取定位信息和环境信息；设置在控制器和远程溢油监控平台之间的通讯装置；用于为定位浮标供电的供电装置，其中，浮标体、定位装置、环境传感器、控制器、通讯装置和供电装置均设置在密封空腔内。根据本发明实施例的用于水上溢油的定位浮标具有测量精度高、可靠性强且成本低的优点。本发明还提出了一种水上溢油跟踪监测系统。
【专利说明】水上溢油跟踪监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及水上溢油监测【技术领域】，特别涉及一种用于水上溢油的定位浮标及水上溢油跟踪监测系统。
【背景技术】
[0002]目前，各国油轮在公海及我国水域频发船舶溢油事件，导致海域油类污染日益加重。
[0003]在大量油类泄漏的情况下，世界各国普遍采用卫星遥感、航空遥感、雷达探测、GPRS / GPS等技术来跟踪监测溢油的漂移和扩散，但由于卫星遥感技术受天气的制约较大，实时性较低，并且相关的设备、仪器昂贵。航空遥感技术和雷达探测技术易受到环境条件、气候因素的影响，测量精度较低；GPRS / GPS溢油技术监测数据传输距离短、可靠性较差。从而使得水上溢油监测、跟踪、定位的发展受到很大的制约。

【发明内容】

[0004]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0005]为此，本发明的一个目的在于提出一种用于水上溢油的定位浮标。该用于水上溢油的定位浮标具有测量精度高、可靠性强且成本低的优点。
[0006]本发明的另一目的在于提出一种水上溢油跟踪监测系统。
[0007]为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种用于水上溢油的定位浮标，包括:浮标体，所述浮标体具有密封空腔；定位装置，所述定位装置用于定位所述浮标体的位置；用于检测所述浮标体周围的环境信息的环境传感器；控制器，所述控制器分别与所述定位装置和所述环境传感器相连，以对所述定位装置和所述环境传感器进行控制，并获取定位信息和所述环境信息；设置在所述控制器和远程溢油监控平台之间的通讯装置；用于为所述定位浮标供电的供电装置，所述供电装置与所述控制器相连，其中，所述浮标体、所述定位装置、所述环境传感器、所述控制器、所述通讯装置和所述供电装置均设置在所述密封空腔内。
[0008]根据本发明实施例的用于水上溢油的定位浮标，使用定位装置及环境传感器实时测定浮标体的经纬度坐标及环境信息，运用通讯装置及时接收、发送、传输信号，经过通讯链路转接，将信号传递至溢油跟踪定位浮标系统的接收端(即远程溢油监控平台)，从而远程溢油监控平台可结合GIS地理信息为工作人员综合显示为电子海图，使工作人员可实时掌握水上溢油的扩散范围、动态漂移轨迹及环境信息。该定位浮标具有结构简单、测量精度高、可靠性强、成本低、维护方便等优点。该定位浮标可提高浮标体的跟踪、定位、通讯能力，确保溢油跟踪的实时性和准确性。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的用于水上溢油的定位浮标还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]在一些示例中，所述通讯装置通过设置在所述浮标体的密封空腔内的发射/接收天线与所述远程溢油监控平台进行信息交互。
[0011]在一些示例中，所述浮标体包括:上壳体；与所述上壳体匹配的下壳体；密封圈，所述密封圈设置在所述上壳体和所述下壳体之间，以便所述上壳体和所述下壳体扣合形成所述密封空腔。
[0012]在一些示例中，所述浮标体由非金属材料制成。
[0013]在一些示例中，所述定位装置包括GPS定位装置、北斗卫星定位装置和Argos定位装置中的一种或多种。
[0014]在一些示例中，所述环境传感器包括:用于检测水流速的流速传感器、用于检测水流向的流向传感器、用于检测水温度的温度传感器和用于检测油膜的油膜传感器。
[0015]在一些示例中，所述供电装置包括:电压源；稳压/滤波器，所述电压源通过所述稳压/滤波器与所述控制器相连。
[0016]在一些示例中，所述稳压/滤波器与所述控制器之间设有磁通开关。
[0017]在一些示例中，所述通讯装置包括:海事卫星通讯装置、Argos通讯装置、VHF通讯装置和GPRS通讯装置中的一种或多种。
[0018]本发明第二方面的实施例公开了一种水上溢油跟踪监测系统，包括:定位浮标，所述定位浮标为如上述实施例所述的用于水上溢油的定位浮标；和远程溢油监控平台，所述远程溢油监控平台与所述定位浮标远程无线相连，以根据所述定位信息和所述环境信息对所述水上溢油进行远程监控。
[0019]根据本发明实施例的水上溢油跟踪监测系统，使用定位装置及环境传感器实时测定浮标体的经纬度坐标及环境信息，运用通讯装置及时接收、发送、传输信号，经过通讯链路转接，将信号传递至溢油跟踪定位浮标系统的接收端(即远程溢油监控平台)，从而远程溢油监控平台可结合GIS地理信息为工作人员综合显示为电子海图，使工作人员可实时掌握水上溢油的扩散范围、动态漂移轨迹及环境信息。该定位浮标具有结构简单、测量精度高、可靠性强、成本低、维护方便等优点。该定位浮标可提高浮标体的跟踪、定位、通讯能力，确保溢油跟踪的实时性和准确性。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1A是根据本发明一个实施例的用于水上溢油的定位浮标的整体示意图；以及
[0023]图1B是根据本发明一个实施例的用于水上溢油的定位浮标的剖面图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0025]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于
附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0028]以下结合附图描述根据本发明实施例的用于水上溢油的定位浮标及水上溢油的监测系统。
[0029]图1A是根据本发明一个实施例的用于水上溢油的定位浮标的整体示意图。图1B是根据本发明一个实施例的用于水上溢油的定位浮标的剖面图。如图1A和图1B所示，根据本发明一个实施例的用于水上溢油的定位浮标，包括:浮标体110、定位装置120、环境传感器130、控制器140、通讯装置150和供电装置160。
[0030]其中，浮标体110具有密封空腔111，该浮标体110与水上油膜漂浮移动性能相似。定位装置120用于定位浮标体110的位置。环境传感器130用于检测浮标体110周围的环境信息。控制器140分别与定位装置120和环境传感器130相连，以对定位装置120和环境传感器130进行控制，并获取定位信息和环境信息。通讯装置150设置在控制器140和远程溢油监控平台(图1中未示出)之间。供电装置160用于为定位浮标供电，供电装置160与控制器140相连。结合图1所示，浮标体110、定位装置120、环境传感器130、控制器140、通讯装置150和供电装置160均设置在密封空腔111内。
[0031]以水上浮标(浮标体)作为载体，当水上船舶发生溢油事故后，将该浮标投放到溢油区域，从而可实时跟踪飘浮在水面上的溢油，掌握溢油的扩散范围及动态漂移轨迹，为国家溢油应急部门提供科学依据。
[0032]结合图1B所示，通讯装置150可通过设置在浮标体110的密封空腔111内的发射/接收天线170与远程溢油监控平台进行信息交互。
[0033]结合图1B所示，浮标体110包括:上壳体112、下壳体113和密封圈114。其中，下壳体113与上壳体112匹配。密封圈114设置在上壳体112和下壳体113之间，以便上壳体112和下壳体113扣合形成密封空腔111。浮标体110由非金属材料制成。例如塑料。
[0034]此外，供电装置160包括:电压源161和稳压/滤波器162(即电源)。电压源1612通过稳压/滤波器162与控制器140相连。其中，稳压/滤波器162与控制器140之间可设有磁通开关(图1B中未示出)。稳压/滤波器162 (即电源)内置电源稳压装置、滤波装置，稳压/滤波器162 (即电源)前端与磁通开关相连接，后端与控制器140相连。磁铁放置在浮标体110的壳外部时，磁通开关断开，供电回路断开，该定位浮标失电；当磁铁移开浮标体110的壳外部后，磁通开关自动闭合，供电回路闭合，该定位浮标得电。
[0035]作为一个具体的示例，结合图1A和图1B所示,浮标体110由上壳体112、下壳体113、密封圈114、螺栓、垫片等组成；上壳体112、下壳体113密闭扣合形成类球形中空结构体(密封空腔111)，浮标体110内部安装有定位装置120、通讯装置150、天线模块(即发射/接收天线170)、供电装置160、主板模块(即控制器140)、传感器部件(即环境传感器130)等。浮标体110的上壳体112、下壳体113的结合面边缘处有外延平台，平台内设置有凹槽，密封圈114放置在凹槽内，起到防水、密封的作用。
[0036]结合图1B所示，定位装置120嵌入在主板模块(即控制器140)之上，输出端与主板模块(即控制器140)输入端相连，实时测算定位信息。通讯装置150的输入端与主板模块(即控制器140)输出端相连，借助主板模块(即控制器140)的信息处理能力，提高通讯效率；稳压/滤波器162 (电源)前端与磁通开关相连接，后端与主板模块(即控制器140)相连，用于浮标体110内部供电回路的通断；环境传感器130与主板模块(即控制器140)并行连接，可测量浮标周围环境信息；电压源161与稳压/滤波器162 (电源)输入端口相连，为主板模块(即控制器140)、定位装置120、通讯装置150、环境传感器130提供电力供应。
[0037]该定位浮标上轻下重，投入水中，位于浮标体110的上壳体112中的定位装置120、通讯装置150、发射/接收天线170在始终保持在中间平台的上方，确保信号的有效接收与发射；稳压/滤波器162 (电源)、主板模块(即控制器140)、环境传感器130、电压源161位于浮标体110的下壳体113中，实现各自功能，并起到平衡配重、调整漂浮姿态的辅助作用。
[0038]在本发明的一个实施例中，定位装置120包括但不限于:GPS定位装置、北斗卫星定位装置和Argos定位装置中的一种或多种。即定位装置120负责确定浮标体110的经纬度坐标，其可以为GPS模块、北斗卫星定位模块、Argos定位模块等；定位装置120可以为单一模块使用，也可以是模块的任意组合，以提高定位精度。定位装置120的输出端与主板模块(即控制器140)的输入端相连。
[0039]通讯装置150包括但不限于:海事卫星通讯装置、Argos通讯装置、VHF通讯装置和GPRS通讯装置中的一种或多种。即通讯装置150负责传输浮标体110的定位信息及环境信息，其主要有北斗卫星通讯模块、海事卫星模块、Argos通讯模块、VHF通讯模块、GPRS模块等。通讯装置150可以为单一模块，也可以是模块的任意组合，以提高通讯可靠性。该通讯装置150的输入端与主板模块(即控制器140)的输出端相连。
[0040]在本发明具体示例中，环境传感器130包括但不限于:用于检测水流速的流速传感器、用于检测水流向的流向传感器、用于检测水温度的温度传感器和用于检测油膜的油膜传感器。从而，可以检测但不限于流速、流向、温度、油膜等信息。
[0041 ] 根据本发明实施例的用于水上溢油的定位浮标，使用定位装置及环境传感器实时测定浮标体的经纬度坐标及环境信息，运用通讯装置及时接收、发送、传输信号，经过通讯链路转接，将信号传递至溢油跟踪定位浮标系统的接收端(即远程溢油监控平台)，从而远程溢油监控平台可结合GIS地理信息为工作人员综合显示为电子海图，使工作人员可实时掌握水上溢油的扩散范围、动态漂移轨迹及环境信息。该定位浮标具有结构简单、测量精度高、可靠性强、成本低、维护方便等优点。该定位浮标可提高浮标体的跟踪、定位、通讯能力，确保溢油跟踪的实时性和准确性。[0042]本发明的进一步实施例提供了一种水上溢油跟踪监测系统，包括:定位浮标和远程溢油监控平台。其中，定位浮标为上述任意一个实施例所述的用于水上溢油的定位浮标。远程溢油监控平台与定位浮标远程无线相连，以根据定位信息和环境信息对水上溢油进行远程监控。
[0043]例如:浮标体内的定位装置、通讯装置借助控制器的高效处理功能，通过通讯装置及发射/接收天线，按照特定的编码制式，将浮标体的经纬度坐标及环境信息发送到远程控制中心的终端信息处理系统(即远程溢油监控平台)，远程溢油监控平台按照编码制式解码信息，结合GIS地理信息，实现电子海图显示。
[0044]根据本发明实施例的水上溢油跟踪监测系统系统，使用定位装置及环境传感器实时测定浮标体的经纬度坐标及环境信息，运用通讯装置及时接收、发送、传输信号，经过通讯链路转接，将信号传递至溢油跟踪定位浮标系统的接收端(即远程溢油监控平台)，从而远程溢油监控平台可结合GIS地理信息为工作人员综合显示为电子海图，使工作人员可实时掌握水上溢油的扩散范围、动态漂移轨迹及环境信息。该定位浮标具有结构简单、测量精度高、可靠性强、成本低、维护方便等优点。该定位浮标可提高浮标体的跟踪、定位、通讯能力，确保溢油跟踪的实时性和准确性。
[0045]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，包括: 浮标体，所述浮标体具有密封空腔； 定位装置，所述定位装置用于定位所述浮标体的位置； 用于检测所述浮标体周围的环境信息的环境传感器； 控制器，所述控制器分别与所述定位装置和所述环境传感器相连，以对所述定位装置和所述环境传感器进行控制，并获取定位信息和所述环境信息； 设置在所述控制器和远程溢油监控平台之间的通讯装置； 用于为所述定位浮标供电的供电装置，所述供电装置与所述控制器相连， 其中，所述浮标体、所述定位装置、所述环境传感器、所述控制器、所述通讯装置和所述供电装置均设置在所述密封空腔内。
2.根据权利要求1所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述通讯装置通过设置在所述浮标体的密封空腔内的发射/接收天线与所述远程溢油监控平台进行信息交互。
3.根据权利要求1所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述浮标体包括: 上壳体； 与所述上壳体匹配的下壳体； 密封圈，所述密封圈设置在所述上壳体和所述下壳体之间，以便所述上壳体和所述下壳体扣合形成所述密封空腔。
4.根据权利要求1所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述浮标体由非金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述定位装置包括GPS定位装置、北斗卫星定位装置和Argos定位装置中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述环境传感器包括:用于检测水流速的流速传感器、用于检测水流向的流向传感器、用于检测水温度的温度传感器和用于检测油膜的油膜传感器。
7.根据权利要求1所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述供电装置包括: 电压源； 稳压/滤波器，所述电压源通过所述稳压/滤波器与所述控制器相连。
8.根据权利要求7所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述稳压/滤波器与所述控制器之间设有磁通开关。
9.根据权利要求1-8任一项所述的用于水上溢油的定位浮标，其特征在于，所述通讯装置包括:海事卫星通讯装置、Argos通讯装置、VHF通讯装置和GPRS通讯装置中的一种或多种。
10.一种水上溢油跟踪监测系统，其特征在于，包括: 定位浮标，所述定位浮标为根据权利要求1-9任一项所述的用于水上溢油的定位浮标；和 远程溢油监控平台，所述远程溢油监控平台与所述定位浮标远程无线相连，以根据所述定位信息和所述环境信息对所述水上溢油进行远程监控。
【文档编号】G01D21/02GK103940466SQ201410123637
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】杨瑞, 顾群, 张伟, 刘力, 朱玮玮 申请人:交通运输部水运科学研究院