【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及船舶設備監測，特別涉及一種船舶污水井監測系統及方法。
技術介紹
1、在船舶的長期運行過程中，污水井的管理關乎船舶安全和環保。污水井內的污水若不能有效管理，長期積累可能導致污水井超載，增加船舶局部重量分布不均，影響船舶整體的重心穩定性，且部分船舶污水中可能含有易燃、易爆物質，如油污水等。如果污水井管理不善，這些物質在污水井內積聚，遇到火源或高溫環境時，極易引發火災或爆炸。
2、傳統的污水井監測依賴船員定期巡查，這種方式存在諸多問題：①污水井的位置往往較為隱蔽且環境復雜，多隱藏在船艙深處，船員檢查存在耗時且存在缺氧、有害氣體等安全風險的問題,同時也存在效率低下的問題；②對于微小變化或初期異常，如緩慢滲漏、小幅度水位波動等難以及時發現，可能影響船舶正常運行。
3、當然，現有技術也有針對于舶艙底積水進行管理的船舶艙底水系統bilgesystem，在船舶艙底水系統bilge?system中也設有船舶艙底水報警系統，該船舶艙底水報警系統對船舶艙底水系統的運行狀態和艙底水水位進行監測，并在出現異常情況時發出警報的裝置，但是目前的船舶艙底水報警系統大多是采用觸點式高位報警進行報警，比如cn107655544a提出的一種用于拖輪艙底污水箱的水位報警裝置，再如cn117508553a?公開的一種艙底水報警裝置及其使用方法，其實現的方式為通過水位傳感器是否通過觸點動作來觸發報警，然而這種方式也存在諸多問題：①依靠水位傳感器的方式受限于傳感器的精度，部分傳感器在惡劣環境下可靠性欠佳，當船舶處于劇烈搖晃、振動等特殊工
4、換言之，目前的船舶艙底水系統在污水井滲水的監測上存在時效性差、精度差等諸多問題；同時考慮到船舶的污水井的特殊性，現有技術在硬件設備方面缺乏針對船舶污水井特殊環境設計的集成化設備；在安裝方式上，未充分考慮船舶復雜的艙體結構和網絡布線、照明等現場條件，導致安裝困難，影響監測效果；在算法層面，缺少專門針對船舶污水井監測數據進行準確分析和故障預警的有效算法，這些缺陷都導致了目前船舶場景的污水井監測存在較多阻礙。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種船舶污水井監測系統及方法，通過專門設計的污水井檢測模型實現船舶污水井的漏水檢測，且配套合理的硬件布置方式實現對船舶污水井的自動、實時監測及報警，無需船員頻繁進入危險的污水井環境，保障船員生命安全。
2、為實現以上目的，本技術方案提供一種船舶污水井監測方法，包括以下步驟：
3、s1：獲取包括污水井在內的船舶目標區域的實時監控視頻；
4、s2：將實時監控視頻的時序圖像幀輸入到經訓練得到的污水井漏水監測模型中輸出滲水區域以及滲水情況，其中污水井漏水監測模型包括多個依次連接的模塊，所述模塊包括用于提取圖像幀特征的骨干網絡、用于融合多尺度特征的聚合模塊、用于提取時序特征的時序模塊，以及用于生成最終監測結果的解碼模塊，解碼模塊結合注意力機制優化特征，其中所述骨干網絡使用深度可分離卷積提取滲水特征，聚合模塊對不同尺度的滲水特征進行融合得到融合特征，時序模塊通過分析不同圖像幀的時序差異并利用多分支卷積對每一圖像幀的融合特征進行特征提取和增強得到增強特征，解碼模塊優化增強特征得到優化特征并輸出滲水區域和滲水情況。
5、另一方面，本方案提供了一種船舶污水井監測系統，包括：
6、管理監控平臺；
7、同管理監控平臺通過網關連接的邊緣設備，每一邊緣設備通信連接ai邊緣計算攝像頭，且每一邊緣設備內加載經訓練得到的污水井漏水監測模型；
8、ai邊緣計算攝像頭獲取包括污水井在內的船舶目標區域的實時監控視頻并傳輸給邊緣設備，邊緣設備內的污水井漏水監測模型分析實時監控視頻輸出滲水區域以及滲水情況，其中污水井漏水監測模型采用輕量級骨干網絡提取每一圖像幀中的滲水特征，采用聚合模塊整合不同尺度的滲水特征得到每一圖像幀的融合特征，采用時序模塊基于不同圖像幀的融合特征增強表達每一圖像幀的融合特征得到增強特征，采用在解碼模塊內融入注意力機制以基于增強特征預測滲水區域和滲水情況。
9、相較現有技術，本技術方案具有以下特點和有益效果:
10、一、實現自動監測：本方案采用?ai?邊緣計算攝像頭獲取船舶目標區域實時監控視頻，將其輸入經訓練的污水井漏水監測模型進行分析，能自動、實時監測污水井滲水區域及滲水情況，無需船員頻繁進入危險環境，保障船員生命安全，且可精準定位滲水區域，及時發現各種滲水情況。
11、二、實現高精度監測：本方案構建專門適用于船舶污水井監測的污水井漏水監測模型，采用輕量級骨干網絡提取滲水特征，聚合模塊整合不同尺度特征，時序模塊增強特征表達，解碼模塊融入注意力機制，通過多維度優化提升模型性能，如模型輕量化削減計算復雜度、多尺度聚合精準提取特征、注意力機制聚焦關鍵區域等，增強檢測準確性，能更好適應復雜多變的船舶污水井環境。
12、三、實現合理硬件布置：本方案提出合理的硬件布置方案，在船腔內固定安裝角鐵，通過?l?型支架可拆卸安裝?ai?邊緣計算攝像頭和投光燈，船腔安裝防水接線盒連接網電一體線實現網絡與電力供應，且對攝像頭和投光燈特性進行優化，如攝像頭模塊化設計、具備自動消除畫面抖動等功能，投光燈具備多種優良特性（如智能調節、耐腐蝕防水等），提高了系統穩定性和可靠性，適應船舶特殊環境。
13、四、提高時效性：本方案的滲水區域、滲水情況及實時視頻流可一并傳輸給管理監控平臺集中監控和本地存儲，便于工作人員響應、分析處理，還可根據情況給出處理建議；管理監控平臺可展示攝像頭編號、位置、運行狀態等信息，觸發報警時聯動警報設備并記錄報警信息，方便回溯分析，提升了實用性和功能性。
14、綜上所述，本專利技術全面解決了現有船舶污水井監測解決方案存在的時效性差、精度低、適應性弱、硬件布置不合理以及系統穩定性不足等問題，為船舶污水井監測提供了更高效、準確、可靠且適應性強的解決方案。
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1.一種船舶污水井監測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，解碼模塊內融合注意力機制，其中聚合模塊融合骨干網絡輸出的相鄰層級的滲水特征得到融合特征；其中時序模塊計算相鄰時序的圖像幀的融合特征的時序差異，并采用不同的卷積分支對時序差異進行逐步提取，在每個卷積分支完成卷積操作后進行融合操作，在融合之后通過加法和激活函數逐步增強特征表達得到增強特征；其中解碼模塊中引入注意力機制以通過自頂向下對多層次的增強特征進行逐層聚合并優化特征權重后得到優化特征，基于優化特征輸出滲水區域和滲水情況。
3.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，包括步驟S3：當滲水情況達到設定閾值或者滲水區域覆蓋目標區域時，觸發報警機制。
4.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，采用AI邊緣計算攝像頭獲取包括污水井在內的船舶目標區域的實時監控視頻，且將經訓練得到的污水井漏水監測模型加載到邊緣設備的邊緣計算節點。
5.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，實時監控視頻的每一圖像幀
6.一種船舶污水井監測系統，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的船舶污水井監測系統，其特征在于，包括：當對應AI邊緣計算攝像頭的某一點位的滲水情況達到設定閾值或者滲水區域覆蓋目標區域時，在管理監控平臺上觸發報警機制。
8.根據權利要求6所述的船舶污水井監測系統，其特征在于，在船舶目標區域所在的船腔內固定安裝角鐵、在安裝角鐵上通過第一L型支架可拆卸地安裝AI邊緣計算攝像頭，在安裝角鐵上通過第二L型支架可拆卸地安裝投光燈。
9.根據權利要求6所述的船舶污水井監測系統，其特征在于，船腔內安裝防水接線盒，防水接線盒中的網電一體線同對應的AI邊緣計算攝像頭以及投光燈進行連接實現網絡與電力的連接。
10.根據權利要求6所述的船舶污水井監測系統，其特征在于，當網絡發生中斷時，邊緣設備立即啟動本地數據緩存功能以繼續采集和暫存實時監控視頻并嘗試重新連接網絡，一旦網絡恢復，自動將緩存數據上傳至管理監控平臺；若AI邊緣計算攝像頭出現異常，管理監控平臺則迅速切換至備用的AI邊緣計算攝像頭或啟動故障預警。
...【技術特征摘要】
1.一種船舶污水井監測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，解碼模塊內融合注意力機制，其中聚合模塊融合骨干網絡輸出的相鄰層級的滲水特征得到融合特征；其中時序模塊計算相鄰時序的圖像幀的融合特征的時序差異，并采用不同的卷積分支對時序差異進行逐步提取，在每個卷積分支完成卷積操作后進行融合操作，在融合之后通過加法和激活函數逐步增強特征表達得到增強特征；其中解碼模塊中引入注意力機制以通過自頂向下對多層次的增強特征進行逐層聚合并優化特征權重后得到優化特征，基于優化特征輸出滲水區域和滲水情況。
3.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，包括步驟s3：當滲水情況達到設定閾值或者滲水區域覆蓋目標區域時，觸發報警機制。
4.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，采用ai邊緣計算攝像頭獲取包括污水井在內的船舶目標區域的實時監控視頻，且將經訓練得到的污水井漏水監測模型加載到邊緣設備的邊緣計算節點。
5.根據權利要求1所述的船舶污水井監測方法，其特征在于，實時監控視頻的每一圖像幀被處理為數字信號后進行預處理，其中預處理的手...
【專利技術屬性】
技術研發人員：季經偉，陳錦周，陳煜，郁濠亮，于海明，余國成，
申請(專利權)人：浙江浙能邁領環境科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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