用于500kV海底电缆的航标定位上报系统及定位上报方法
阅读说明：本技术 用于500kV海底电缆的航标定位上报系统及定位上报方法 (Navigation mark positioning reporting system and positioning reporting method for 500kV submarine cable ) 是由 梁健 余超 李鑫 邓杰 李志龙 吴青帅 韩坤 王家彬 罗立 方奇 陈诚 及广 于 2020-11-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统及定位上报方法,包括航标、500kV海底电缆、定位模块、电源模块、地面服务器和移动终端,航标通过沉块固定漂浮于海面上,用于标示500kV海底电缆的保护区域；定位模块固定在航标上并通过卫星与设于陆地上的地面服务器连接,用于实时监测航标的定位信号并通过卫星将其传输至地面服务器；电源模块安装在航标上并与定位模块连接,用于提供定位模块工作电源；地面服务器与定位模块和移动终端通信连接,用于将定位模块监测的实时模拟形式的定位信号转换成数字形式的定位信息并传输至移动终端；移动终端与地面服务器通信连接,用于使用者设置航标的电子围栏和显示地面服务器处理后的实时定位信息。(The invention discloses a navigation mark positioning reporting system and a positioning reporting method for a 500kV submarine cable, which comprise a navigation mark, the 500kV submarine cable, a positioning module, a power supply module, a ground server and a mobile terminal, wherein the navigation mark fixedly floats on the sea surface through a sinking block and is used for marking the protection area of the 500kV submarine cable; the positioning module is fixed on the navigation mark, connected with a ground server arranged on the land through a satellite and used for monitoring the positioning signal of the navigation mark in real time and transmitting the positioning signal to the ground server through the satellite; the power supply module is arranged on the navigation mark, connected with the positioning module and used for providing a working power supply for the positioning module; the ground server is in communication connection with the positioning module and the mobile terminal and is used for converting the real-time analog positioning signals monitored by the positioning module into digital positioning information and transmitting the digital positioning information to the mobile terminal; and the mobile terminal is in communication connection with the ground server and is used for setting the electronic fence of the navigation mark and displaying the real-time positioning information processed by the ground server by a user.)
技术领域
本发明涉及航标定位技术领域，特别涉及一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统及定位上报方法。
背景技术
航标是一个无人值守的海洋水文水质气象自动观测站，它以浮标为主体，锚定在固定位置，依靠浮标浮力在小范围内漂浮，能够长期连续地对当地海况进行实时监测。相比于海洋调查船和沿海观测站，海洋浮标能够收集到极端恶劣天气以及远海地区的实时海况。海洋浮标作为海洋监测中最稳定可靠的方式之一，在海洋天气预报，海洋科学研究，海洋经济开发以及海上军事活动等方面具有极为重要的作用。
现有技术应用中，500kV海南联网系统海底电缆是海南电网与南方主网的唯一联络通道，一旦其遭受损坏，将可能导致主网解列，对海南电网造成巨大冲击。海南联网系统海缆路由穿越琼州海峡主航道，海上交通繁忙，配备1吨以上锚具的大型船只过往频密，渔业活动及海上施工频繁；海缆投运以来，通行船舶在海缆保护区角尾湾及附近区域避风抛锚事件频繁出现。海缆保护区航标是按照国家有关规定布设的，用于标识海缆保护区、警示过往船只不得在海缆保护区附近海域进行抛锚、拖锚、施工、非法渔业等作业，为确保海缆不受外力破坏发挥了关键作用。
航标通过海底5吨重的沉块进行固定，且位置距离海缆最近处仅30余米。若出现航标沉块从海缆本体上漂移或拖拽海底电缆本体则可能导致海缆损伤或者损坏。例如2014年超强台风“威马逊”袭击期间，海缆保护区#4航标漂失，不仅造成了财产损失，而且加剧了海缆安全风险。
现有技术中，海缆上固定一点系上一根特殊缆绳，缆绳另一端固定在航标上，航标飘于海面。正常情况下，海缆的位置是固定的。因此，航标在海面的位置也是相对固定的。如果发生问题，比如由于经过海缆上方的船只的拖曳，海浪使海缆移位，海底地震等等因素；甚至包括航标缆绳断裂等等情形，用户需要第一时间被通知到。
因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的航标浮子设备，以满足实际使用的需要。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统及定位上报方法，将航标位置定位信息通过定位系统发送至移动终端进行实时监视航标位置，有效保护航标的安全稳定运行，降低海缆安全风险。
为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明公开了一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统，包括航标、500kV海底电缆、定位模块、电源模块、地面服务器和移动终端，其中：
所述航标通过沉块固定漂浮于海面上，用于标示500kV海底电缆的保护区域；
所述定位模块固定在所述航标上，并通过卫星与设置于陆地上的所述地面服务器连接，用于实时监测所述航标的定位信号并通过卫星将其传输至所述地面服务器；
所述电源模块可拆卸安装在所述航标上，并与所述定位模块电性连接，用于提供所述定位模块的工作电源；
所述地面服务器与所述定位模块和移动终端通信连接，用于将所述定位模块监测的实时模拟形式的定位信号转换成数字形式的定位信息并传输至所述移动终端；
所述移动终端与所述地面服务器无线通信连接，用于：
使用者设置所述航标的电子围栏；
实时显示所述地面服务器处理后的实时定位信息。
进一步的，还包括报警模块，所述报警模块内嵌于所述移动终端内，用于在未收到所述航标的定位信号或者定位信号超过电子围栏或者所述定位模块欠电时发出报警信息。
进一步的，还包括定位历史轨迹模块，所述定位历史轨迹模块内嵌于所述移动终端内，用于显示所述航标的历史定位信息变化轨迹。
进一步的，还包括地图自动更新模块，所述地图自动更新模块内嵌于所述移动终端内，用于每隔预设的更新时间间隔对地图进行刷新操作从而获取最新的航标定位信息。
进一步的，还包括参数设置模块，所述参数设置模块内嵌于所述移动终端内，用于使用者预先设置地图自动更新的时间间隔以及电子围栏的大小范围。
优选的，所述定位模块采用GPS定位器或北斗定位器，所述电源模块采用充电宝或太阳能发电板，所述移动终端包括智能手机、平板电脑、智能手表或智能手环。
本发明另外公开了一种用于500kV海底电缆的航标定位上报方法，利用上述航标定位上报系统进行定位上报，包括以下步骤：
步骤1：使用者在移动终端存储航标安装时在地图上的初始位置，并在初始位置四周设置电子围栏；
步骤2：通过固定安装在航标上的定位模块实时监测航标的定位信号，并通过卫星传输至地面服务器；
步骤3：地面服务器将定位模块监测的实时模拟形式的定位信号转换成数字形式的定位信息并传输至移动终端；
步骤4：移动终端如果没有接收到定位信号，则直接在移动终端上的报警模块进行报警；如果接收到定位信号，则在移动终端上实时显示当前位置，并判断定位信号是否超过电子围栏，若超过，则直接在移动终端上的报警模块进行报警。
进一步的，步骤1中，使用者通过参数设置模块预先设置地图自动更新的时间间隔以及电子围栏的大小范围。
进一步的，步骤4中，通过移动终端显示和查看航标的历史定位信息变化轨迹。
进一步的，步骤4中，每隔预设的地图自动更新的时间间隔对地图进行刷新操作从而获取最新的航标定位信息。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点和积极效果：
本发明通过定位模块对航标位置的定位信息实时采集、处理、传输至移动终端进行实时监视航标位置，实现了集智能化、模块化于一体的航标定位上报系统，有效确保500kV海缆保护区航标的安全稳定运行，大大降低海缆安全风险。该航标定位上报系统具有设计合理、结构简单、可靠性强、自动化程度高、易于组装和维护的优点，且有效增加航标的使用寿命，具有较强的市场竞争优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统的系统结构示意图；
图2是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统的系统框架示意图；
图3是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统中的移动终端应用界面示意图；
图4是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统中的移动终端应用界面使用状态示意图；
图5是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统中的移动终端报警模块功能设置示意图；
图6是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统中的移动终端定位历史轨迹模块功能设置示意图；
图7是本发明一种用于500kV海底电缆的航标定位上报方法的流程示意图。
附图标记说明：1-航标；2-定位模块；3-电源模块；4-地面服务器；5-移动终端；6-报警模块；7-定位历史轨迹模块；8-地图自动更新模块；9-参数设置模块。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一
如图1-6所示，本发明公开了一种用于500kV海底电缆的航标定位上报系统，包括航标1、500kV海底电缆(未图示)、定位模块2、电源模块3、地面服务器4和移动终端5，其中：
所述航标1通过沉块固定漂浮于海面上，用于标示500kV海底电缆的保护区域，警示过往船只不得在海缆保护区附近海域进行抛锚、拖锚、施工、非法渔业等作业；
所述定位模块2固定在所述航标1上，并通过卫星与设置于陆地上的所述地面服务器4连接，用于实时监测所述航标1的定位信号并通过卫星将其传输至所述地面服务器4。本实施例中，所述定位模块2采用GPS定位器或北斗定位器。优选的，所述定位模块2采用LK209C型GPS北斗定位器，定位精度高。
所述电源模块3可拆卸安装在所述航标1上，并与所述定位模块2电性连接，用于提供所述定位模块2的工作电源。本实施例中，所述电源模块3采用充电宝或太阳能发电板。实际操作中，多采用充电宝给定位模块2续电，延长正常工作时间。
所述地面服务器4与所述定位模块2和移动终端5通信连接，用于将所述定位模块2监测的实时模拟形式的定位信号转换成数字形式的定位信息并传输至所述移动终端5；
所述移动终端5与所述地面服务器4无线通信连接，用于使用者设置所述航标1的电子围栏和实时显示所述地面服务器4处理后的实时定位信息。本实施例中，所述移动终端5包括智能手机、平板电脑、智能手表或智能手环。
进一步的，所述定位上报系统还包括报警模块6，所述报警模块6内嵌于所述移动终端5内，用于在未收到所述航标1的定位信号或者定位信号超过电子围栏或者所述定位模块2欠电时发出报警信息。实际操作中，所述报警模块6可借助所述移动终端5进行声光电多维立体化报警，具体设置可见图5。
进一步的，所述定位上报系统还包括定位历史轨迹模块7，所述定位历史轨迹模块7内嵌于所述移动终端5内，用于显示所述航标1的历史定位信息变化轨迹，具体设置可见图6。
进一步的，所述定位上报系统还包括地图自动更新模块8，所述地图自动更新模块8内嵌于所述移动终端5内，用于每隔预设的更新时间间隔对地图进行刷新操作从而获取最新的航标1定位信息。
进一步的，所述定位上报系统还包括参数设置模块9，所述参数设置模块9内嵌于所述移动终端5内，用于使用者预先设置地图自动更新的时间间隔以及电子围栏的大小范围。
实施例二
如图7所示，本发明还公开了一种用于500kV海底电缆的航标定位上报方法，利用上述航标定位上报系统进行定位上报，包括以下步骤：
步骤1：使用者在移动终端5存储航标1安装时在地图上的初始位置，并在初始位置四周设置电子围栏；
步骤2：通过固定安装在航标1上的定位模块2实时监测航标1的定位信号，并通过卫星传输至地面服务器4；
步骤3：地面服务器4将定位模块2监测的实时模拟形式的定位信号转换成数字形式的定位信息并传输至移动终端5；
步骤4：移动终端5如果没有接收到定位信号，则直接在移动终端5上的报警模块6进行报警；如果接收到定位信号，则在移动终端5上实时显示当前位置，并判断定位信号是否超过电子围栏，若超过，则直接在移动终端5上的报警模块6进行报警。
进一步的，步骤1中，使用者通过参数设置模块9预先设置地图自动更新的时间间隔以及电子围栏的大小范围。
进一步的，步骤4中，通过移动终端5显示和查看航标1的历史定位信息变化轨迹。
此外，步骤4中，每隔预设的地图自动更新的时间间隔对地图进行刷新操作从而获取最新的航标定位信息。
本实施例通过定位模块对航标位置的定位信息实时采集、处理、传输至移动终端进行实时监视航标位置，实现了集智能化、模块化于一体的航标定位上报系统，有效确保500kV海缆保护区航标的安全稳定运行，大大降低海缆安全风险。该航标定位上报系统具有设计合理、结构简单、可靠性强、自动化程度高、易于组装和维护的优点，且有效增加航标的使用寿命，具有较强的市场竞争优势。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。