在港区这样的高密度水域,船舶航行安全一直是大家非常关注的问题。每天有大量货轮、客船、拖轮进出港口,航道窄、水流复杂,再加上天气、能见度等因素的影响,船舶很容易出现偏离计划航线的情况。一旦偏航,轻则影响通航效率,重则引发碰撞、搁浅等事故。因此,如何及时发现并预警船舶偏航,就成了港区管理中的一个关键环节。

近年来,随着计算机视觉和人工智能技术的发展,一种基于AI摄像机的船舶偏航监测系统开始在一些港口得到应用。简单来说,这套系统就是在港区关键位置(比如航道两侧、码头前沿、转向点附近)安装高清摄像机,这些摄像机内置了智能识别算法,能够实时分析画面中的船舶位置、航向和运动轨迹。与传统雷达或AIS(船舶自动识别系统)相比,AI摄像机的优势在于更直观、更易获取视觉证据,并且能弥补小目标或AIS信号丢失时的监测空白。

那么,这套系统具体是怎么工作的呢?我们可以分几个步骤来理解。一是AI摄像机通过目标检测算法,自动从画面中识别出每一艘船,并给船身画一个检测框。这一步其实很像我们手机上拍照时人脸识别框的效果,只不过算法针对的是船舶的外形特征,比如船头、船尾、吃水线等。二是系统会持续跟踪每一艘船的运动,计算它的实时位置、速度和航向角。这里用到了多目标跟踪技术,即使船舶之间相互遮挡或者经过浪花干扰,系统也能尽量保持连续锁定。

有了这些基础数据之后,下一步就是判断船舶是否偏航。系统中会预先录入港区的电子航道图以及每条航道的计划航线——比如进港船应该沿着什么路径走,在哪个转向点变向。然后算法将船舶当前的实际轨迹与计划航线进行对比。如果发现偏差超过设定的阈值(比如偏离航道中心线30米以上,或者航向角变化超出正常范围),系统就会自动判定为“航行异常”,并立即触发预警。

预警的方式通常很直接:在监控中心的屏幕上,偏航的船只会被高亮框出,同时弹出一个提示框,写明船名(如果关联了AIS信息)、偏航距离和时间。现场管理人员可以马上点击查看实时视频画面,确认情况是否紧急。如果有碰撞或搁浅风险,系统还能通过VHF(甚高频)通信或者港区广播直接联系当事船舶,提醒驾驶员纠正航向。整个过程从识别到预警,一般在几秒钟之内就能完成,比人工盯着屏幕看要快得多。

在实际应用中,这套系统有几个比较明显的好处。第一个是降低了对雷达和AIS的完全依赖。我们知道,AIS可能因为船舶未开启、信号干扰或设备故障而缺失数据,而雷达在近岸区域也可能存在盲区。AI摄像机只要光线条件尚可(夜间可配合红外或低照度摄像机),就能提供连续、可视化的监测证据,尤其适用于内河航道或狭窄港池。第二个好处是减少人力成本。过去监控人员需要轮流盯看多块屏幕,很容易疲劳漏看,现在系统自动报警,人只需要处理异常情况,工作负担明显减轻。第三个好处是便于事后回溯。系统会把异常事件的视频片段和轨迹数据自动保存下来,发生事故后可以快速调取,分析原因到底是因为驾驶员操作失误、水流影响还是设备故障。

当然,任何技术都有它的局限性,这套系统也不例外。比如在大雾、暴雨或夜间光线极差的情况下,普通摄像机的识别效果会下降,这时候需要配合热成像或者雷达来共同工作。另外,如果船舶距离摄像机太远,像素点过少,算法也可能漏检。因此在实际部署时,一般会在航道沿线每隔几百米布设一个监测点,形成接力覆盖,同时与AIS、雷达数据进行融合,取长补短。

从目前一些港口的试用反馈来看,AI摄像机偏航监测系统确实能有效减少因偏航引发的险情。例如某沿海港口在一个弯道航段安装了6台AI摄像机,运行半年内共预警了40多次偏航事件,其中3次属于严重偏离(船舶几乎冲进浅滩),值班人员及时通知船方纠正,避免了搁浅事故。这样的案例说明,技术手段在提升港区本质安全方面确实能发挥实实在在的作用。

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