在漁政部門(mén)日常管理過(guò)程中，部分漁船存在超員超載超風(fēng)級超航區航行和冒險出海作業(yè)、伏休期間違規出海捕撈、擅自關(guān)閉通導設備、大風(fēng)天氣不服從調度等行為，漁船進(jìn)出港報備依靠紙質(zhì)報告單，漁船出海編組無(wú)法有效監管，漁港管理缺少有效的信息化手段，執法監督力量不足，單靠人力無(wú)法達到執法效果。急需新建一套依靠信息化手段實(shí)現全天候實(shí)時(shí)監管的平臺，能夠使各類(lèi)漁船全方位展現在一張圖上，漁船動(dòng)態(tài)一目了然，在海洋氣象、進(jìn)出港報告、告警管理、應急救援等方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
針對上述的需求，我們建議在各個(gè)漁港航道的出入口，架設一套智慧漁港電子卡口。電子卡口通過(guò)人工智能算法和激光雷達、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(huà)面中船舶進(jìn)行檢測、結構化存儲、識別，在市漁港調度中心架設一套卡口管理平臺，形成一套有效的水上智能抓拍與識別的調度管理系統。
重點(diǎn)解決漁港出入口航段內航道截面過(guò)往船舶抓拍，船舶未開(kāi)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、現場(chǎng)實(shí)況展示等需求，對漁港的船舶進(jìn)行 24 小時(shí)全天候自動(dòng)監測和統計，實(shí)現對漁港生產(chǎn)作業(yè)全天候、全覆蓋的動(dòng)態(tài)監控管理，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架構共分為4層，主要包括數據感知層、基礎支撐層（存儲層）、決策層、應用層?？傮w架構圖如圖所示：
電子卡口總體框架圖
(1)數據感知層
數據層主要由激光雷達、AIS收發(fā)設備、CCTV信息采集設備等多種傳感器組成，通過(guò)多傳感器融合設備對前端進(jìn)行基礎數據采集，VHF基站實(shí)現來(lái)往船舶的實(shí)時(shí)通訊。
(2)基礎支撐層（存儲層）
基礎支撐層主要通過(guò)圖像處理技術(shù)、深度機器學(xué)習技術(shù)以及多數據融合技術(shù)并結合硬件服務(wù)器設備提供的硬件算力及存儲空間支撐對數據感知層提供的前端數據進(jìn)行處理、訓練、學(xué)習和目標融合，為決策層和業(yè)務(wù)應用層提供算法依據。
(3)決策層
決策層主要由綜合視頻會(huì )議中心和綜合運行調度指揮中心組成，其主要作用是對前兩層數據進(jìn)行決策、調度。
(4)應用層
業(yè)務(wù)應用層主要包括態(tài)勢監管預警研判及智能船舶識別應用等
電子卡口主要由前端的數據感知設備和后端的卡口管理系統構成。系統組成示意圖如下：
電子卡口組成示意圖
其中前端的數據感知設備包括AIS基站、固態(tài)雷達、抓拍單元（CCTV）（包括廣角槍機、雙光譜熱成像攝像機等）、VHF基站等構成。
1．AIS基站主要提供船舶的AIS數據，包括：船舶的位置、航向、航速等動(dòng)態(tài)信息，以及船名、船號、船型、船長(cháng)、船寬等靜態(tài)信息。本項目的AIS數據由已建的AIS基站提供，無(wú)需新建AIS基站。
2．VHF通訊可利用現有的VHF基站，通過(guò)協(xié)議集成到電子卡口平臺，當發(fā)現船舶的違法或危險航行等情況，可通過(guò)VHF頻道進(jìn)行喊話(huà)；
3．固態(tài)雷達作為主動(dòng)探測的主要設備，采用電磁波發(fā)射形式，可滿(mǎn)足全天候24小時(shí)對覆蓋范圍內船舶進(jìn)行目標檢測。利用雷達主動(dòng)偵測的特點(diǎn)，與AIS信號和雷達信號多傳感器融合，可主動(dòng)發(fā)現未開(kāi)啟AIS設備船舶并預警、
4．抓拍單元（CCTV）子系統由廣角槍機、雙光譜熱成像攝像機、硬盤(pán)錄像機、邊緣計算終端等構成。系統通過(guò)固態(tài)雷達、AIS融合方式采集船舶數據，并啟動(dòng)船舶抓拍設備自動(dòng)抓拍，廣角槍機抓拍船舶的全局圖片，雙光譜熱成像攝像機抓拍船舶的局部細節圖片，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(pán)錄像機。基于AI深度學(xué)習算法，用于全天候識別航道通航數據，利用視頻AI識別船名并采集關(guān)鍵數據，并對識別到的船舶進(jìn)行圖片抓拍。
后端主要包括數據庫服務(wù)器、智能卡口管理服務(wù)器、管理客戶(hù)端以及各種應用軟件模塊構成。多源數據融合處理模塊用于前端各類(lèi)視頻、AIS、雷達等數據的分析、融合、整合，并進(jìn)行數據處理、存儲和上傳。后端電子卡口管理系統采用B/S架構，由船名核查數據庫、抓拍圖片數據庫、AIS是否開(kāi)啟核查、船舶自動(dòng)核查、船舶重點(diǎn)跟蹤、船舶流量觀(guān)察和統計、視頻圖片瀏覽和查詢(xún)、告警提醒、規則管理、數據上傳和對接、船員行為分析等功能模塊組成。
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