在“一带一路”倡议的推进下,我国已经成为全球最大的航运国之一,而随着全球海运贸易产业的迅猛发展,进出港口的船舶数量也逐渐增加,也带来了船舶事故的频发。据统计,人为因素导致发生水上交 通事故的占比高达80%,而其中船员不遵守安全规范,吸烟、值 班过程中玩手机等行为严重影响了船舶的通航安全。
近日,上海海事大学的大学生创业团队“卫视安”设计研发了一款能够实现自主识别、实时监测、报警制止、信息管理等功能的智能船舶内安全监管系统,其能够对船员进行实时监控,及 时发现和制止船员的不安全行为,从而保障海洋航行的安全,降低海上事故的发生率,提高水上运输效率。
自主智能监测功能的实现
“卫视安”团队通过研究所提出的自主智能监测算法经算法结构优化后,模型尺寸小,能够很好地搭载于嵌入式设备中进行运用,实现前端的自主智能监测;所提出的自主智能监测算法通过对传统的人工智能AI算法的主干网络和颈部网络进行改进后,大大提高了算法监测的实时性和精准率,达到精准监测船上船员的不安全行为,有助于提高船舶的通航安全。
团队为验证上述系统可行性,结合提出的自主智能监测算法进行仿真验证。选取了上海海事大学船舶模拟器驾驶室船员玩手机为实例,以上海海事大学船舶模拟实验室为试验地点,对所提出的算法的合理性及可行性进行了验证。通过对招募的36名船员随机做出的不安全行为进行自主智能监测算法识别检测,同时通过连接在树莓派上的警报器,实现前端自主实时报警功能。
图表-1驾驶室船员玩手机的图像识别
基于边缘计算的分布式系统构建
如图是“卫视安”团队设计的前端智能设备Berrysafer。具有嵌入式设备树莓派Pi的前端智能设备Berrysafer安装在船舶各舱室后,形成一个可以集群交互的海上通信基站,对船员不安全行为进行实时自主监测。其内置高电平蜂鸣报警器,可在设备识别到船员不安全行为后发出警报,红外探射装置可有效识别舱室动态和静态画面,通过剔除舱室静止不动的画面。
考虑到海上高昂的通信成本,以及远洋船舶数据易丢失、延迟等难题。“卫视安”团队还提出了边缘计算MEC技术,借助港口岸基及海上基站对船舶进行分布式部署,该分布式系统的应用不仅保障了船舶监控数据的安全,同时节约了海上通信成本。考虑到船长、船东及海事局等相关部门对监控数据的需求,“卫视安”团队设计了分布式安全监管信息管理平台,该可视化平台能满足实时调取和查看船舶监控视频。
图表-2 分布式安全监管信息管理平台界面展示
“卫视安”海上应用场景广泛
“卫视安”团队研发的前端智能检测产品能用于多元化的场景监测船员不安全行为。比如在甲板、机舱作业区域船员未戴安全帽会触发报警,在驾驶室长时间玩手机会报警提醒,以及在高空作业中,还能检测船员是否佩戴好安全绳等。该产品可有效弥补人工监控的不足,减少视频监控系统误报率和漏报率,应用于船舶智能监控船员不安全行为和船舶事故应急调查与取证,甚至可广泛应用于所有安全监控体系,前景广阔。
图表-3 多元化监测场景
图表-4 团队获全国交通科技大赛二等奖照片
图表-5 团队成员与指导老师合影
作为新一代的青年学子,他们秉承着创新、拼搏、奉献的精神,勇于探索未知领域,不断追求科技创新的突破。智能船舶内安全监管系统的推出,将有效提升航运安全、降低事故风险,为我国海上丝绸之路的发展提供坚实的保障。青年学子们以自己的智慧和努力,将中国的创新力量注入到国家发展的大舞台上。
在未来的道路上,我们期待更多的大学生团队能够站在“一带一路”的前沿,以创新的思维和勇敢的行动,为国家的发展贡献自己的力量。相信在这个充满机遇和挑战的时代,青年们将继续闯出新的辉煌,为中国的发展注入源源不断的活力和动力。让我们共同见证青年的蓬勃生力,在“一带一路”和海上丝绸之路的征程中,书写青春的华章!
图表-6 “卫视安”团队在进行科研引领教育
图表-7 “卫视安”团队的部分成员合影
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