(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210922449.8 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 西安华雷船舶实业有限公司 地址 710000 陕西省西安市高新区团结南 路35号研发中心8层801-820号房 (72)发明人 张海生　魏立琦　李林华　贾锐　 王琨　 (74)专利代理 机构 西安智邦专利商标代理有限 公司 6121 1 专利代理师 汪海艳 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) H04L 67/52(2022.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 5/907(2006.01)H04L 12/10(2006.01) H04L 65/10(2022.01) H04L 65/60(2022.01) G06F 9/50(2006.01) G06N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管 理系统与方法 (57)摘要 本发明涉及一种海洋倾废监控系统及方法， 具体涉及一种基于GRU和双CPU的海洋倾废监控 及管理系统与方法。 克服现有海洋倾废记录仪存 在结构复杂以及管理系统存在的无法自动判断 违法违规、 实时性差等技术问题， 使用了双CPU、 RTOS嵌入式操作系统和Linux嵌入式操作系统互 相配合， 实现不同数据的采集及处理， 简化结构， 同时使用GRU神经网络模型算法， 综合判断是否 存在违法违规行为， 并且自动对违 法违规行为进 行记录并发送信息进行提示， 提供给管理人员使 用， 能大幅减轻管理人员工作强度。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115277782 A 2022.11.01 CN 115277782 A 1.一种基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 包括第一CPU板块、 视频采集模块、 第二CPU板块、 电源管理模块及海洋倾废船舶管理系统； 所述第一CPU板块和第二CPU板块 通信连接， 设置在同一板卡上； 所述第一CPU板块包括定位采集模块、 AD采集模块、 IO采集模块、 第一CPU单元和数据存 储模块； 所述定位采集模块用于采集倾废作业船舶的实时定位数据信息； 所述AD采集模块 用于采集倾废作业船舶的实时吃水深度； 所述IO采集模块用于采集倾倒时刻及倾废作业船 舶泥门的打开和关闭状态； 所述第一CPU单元运行RTOS嵌入式操作系统， 用于接收并处理AD 采集模块、 IO采集模块及定位采集模块发送的数据， 并将处理后的数据信息发送至数据存 储模块及第二CPU板块； 所述数据存 储模块用于存 储第一CPU单 元处理后的数据信息； 所述视频采集模块用于采集 倾废作业船舶的倾废作业实时视频； 所述第二CPU板块包括网络模块、 SIP网络电话模块、 第二CPU单元以及数据传输模块； 所述网络模块用于无线收发； 所述SIP网络电话模块用于网络电话用户管理或通话管理； 所 述第二CPU单元运行嵌入式Linux系统， 用于接收及 处理视频采集模块发送的视频流数据， 并将处理后的视频流数据发送至数据传输模块； 所述数据传输模块用于实时接 收第一CPU 单元处理后的数据信息并传输至海洋倾废船舶管理系统， 以及实时传输第二CPU单元处理 后的视频流数据至海洋倾废船舶管理系统； 所述电源管理模块用于整个系统电源的转换和控制； 所述海洋倾废船舶管理系统包括GRU神经网络模型算法模块， 所述GRU神经网络模型算 法模块用于基于数据传输模块发送的数据通过神经单元数据存储和神经网络计算判断作 业船舶是否违法违规。 2.根据权利 要求1所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 还 包括与电源管理模块连接的POE供电模块， 所述POE供电模块用于给视频采集模块供电。 3.根据权利 要求2所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 所 述第一CPU板块还包括数据显示模块； 所述数据显示模块用于显示倾废作业船舶的实时吃 水深度、 倾倒时刻、 倾废作业船舶泥门的打开和关闭状态及倾废作业船舶的实时定位数据 信息数据。 4.根据权利 要求3所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 所 述第二CPU板块还包括MQTT控制模块， 通过MQTT控制模块接收第一CPU单元处理后的数据信 息并通过 数据传输模块传输 至海洋倾废船舶管理系统。 5.根据权利 要求4所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 所 述视频采集模块包括网络摄像机、 视频压缩及视频转码模块； 所述POE供电模块包括升压变 压器以及用于为网络摄 像机供电的网络 接口。 6.根据权利 要求5所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 所 述第二CPU板块还 包括ONVIF控制模块、 视频转换模块及网络 视频直播模块； 所述ONVIF控制模块用于网络摄像机的搜寻； 所述视频转换模块用于将视频采集模块 发送的视频流数据转换后发送至网络视频直播模块； 所述网络视频直播模块用于对倾废作 业实时视频进行网络 视频直播推流、 直 播拉流以及视频流控制处 理。 7.根据权利 要求6所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 所 述AD采集模块包括压力 传感器及AD采样芯片， 所述压力 传感器用于采集倾废作业船舶的实权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115277782 A 2时吃水深度信息， 所述AD采样芯片用于实时高速采集压力 传感器产生的数据并将数据转化 为第一CPU单元可接收的数据格式； 所述网络模块为802.11ac网络模块， 包括用于2.4G和5G 数据传输和防火墙相关的无线收发模块。 8.根据权利 要求7所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理系统， 其特征在于： 所 述定位采集模块包括北斗芯片和北斗天线； 所述数据传输模块， 包括用于实时数据和视频 传输的标准PCIE 接口和发射 4G或5G信号的发射模块。 9.一种基于GRU和双CPU 的海洋倾废监控及管理方法， 基于权利要求1 ‑8任一所述系 统 实现， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 通过定位采集模块采集 倾废作业船舶的实时定位数据， 并发送给第一CPU单 元； 步骤2、 通过AD采集模块采集 倾废作业船舶的实时 吃水深度， 并发送给第一CPU单 元； 步骤3、 通过IO采集模块采集倾废作业船舶的倾倒时刻、 泥门打开和关闭状态， 并发送 给第一CPU单 元； 步骤4、 第一CPU单元将上述数据处理后发送至数据存储模块存储， 并打包后发送给第 二CPU单元； 步骤5、 第二CPU单 元将上述数据通过 数据传输模块传输 至海洋倾废船舶管理系统； 步骤6、 视频采集模块采集倾废作 业实时视频发送到第二CPU单元； 第二CPU单元接收及 处理视频采集模块发送的视频流数据， 并将处理后的视频流数据通过数据传输模块传输至 海洋倾废船舶管理系统； 步骤7、 管理人员和被管理对象通过SIP网络电话模块进行实时语音通话； 或被管理对 象使用手机通过网络模块上网， 在手机端 使用网络电话软件和管理人员进行网络通 话； 步骤8、 海洋倾废船舶管理系统接收数据传输模块发送的数据， 再结合提前录入的相关 倾废区电子围栏数据、 倾废工程数据， 生成单个船舶的数据单 元； 步骤9、 将步骤8所生成的数据单元输入至GRU神经网络模型， 使用GRU神经网络模型算 法输出最终的判断值； 如果数值大于设定阈值则预判为正常， 将数据入库， 否则预判为违 规； 步骤10、 如果发生违规行为， 海洋倾废船舶管理系统将单独提取数据存储模块中的缓 存数据， 把违规行为前后设定时间段内的视频、 定位信息、 吃水深度和泥门变化证据自动进 行记录， 生成记录清单； 并发送提 示信息至管理员。 10.根据权利要求9所述的基于GRU和双CPU的海洋倾废监控及管理方法， 其特征在于： 步骤5中第二CPU单元将上述数据采用物联网MQTT协议打包后通过数据传输模块传输至海 洋倾废船舶管 理系统； 步骤6中， 视频采集模块通过POE供电模块进 行供电， 通过网络视频直 播模块处理视频流数据， 并将视频拉流地址通过数据传输模块传输至海洋倾废船舶管理系 统； 管理人员查看实时视频时， 海洋倾废船舶管理系统将自动发送拉流地址到网络视频直 播模块获取实时视频流， 并通过ONVIF控制模块对网络摄 像机进行远程控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115277782 A 3