团 体 标 准
T/CIN 078—2025
基于激光传感器的内河船舶流量
自动观测系统
Laser sensor based on inland river vessel traffic auto-
observation system
2025-07-02 发布 2025-10-02 实施
中国航海学会 发 布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中国航海学会提出并归口。
本文件起草单位：广东省珠江东航道事务中心东莞航道所、交通运输部天津水运工程科学研究所、思创数码科技股份有限公司、广东省珠江航道事务所、广东省航道测绘中心(广东航道技术保障中心)、广东省粤中航道事务中心佛山航道所、交通运输部水运科学研究所、中交第一航务工程勘察设计院有限公司、广东省珠江东航道事务中心深圳航道所、广东省珠江东航道事务中心汕尾航道所、广东省广州航道事务中心南沙航道所、广东省广州航道事务中心广州航道所、广东省东江航道事务中心惠州航道所、广东省东江航道事务中心河源航道所。
本文件主要起草人：施洪标、钟润昌、刘世杰、李绍辉、杨宁、张乐晖、陈志体、李冠鹤、黄少徐、赵柱良、许锡河、张树坚、李辉、张德文、曹胜敏、冯鸿俊、彭俊彬、杨海滨、王伟军、鲍江超、曹荣政、翁政池、王素洁、伍其术、杜学超、王俊茗、吕尤锋、黄成林、王俊仕、贺浩。
基于激光传感器的内河船舶流量自动观测系统
1 范围
本文件规定了基于激光传感器的内河船舶流量自动观测系统的系统组成、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于内河航道船舶流量自动观测系统的设计、生产和使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温
GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温
GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db 交变湿热(12h+12h循环)
GB/T 2423.17—2024 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Ka：盐雾
GB/T 2423.38—2021 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验R：水试验方法和导则GB 2894 安全标志及其使用导则
GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 5080.2—2012 可靠性试验 第2部分：试验周期设计
GB 7247.1—2012 激光产品的安全 第1部分：设备分类、要求
GB/T 11287—2000 电气继电器 第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试
验 第1篇：振动试验(正弦)
GB/T 13306 标牌
GB/T 17799.2—2023 电磁兼容 通用标准 第2部分：工业环境中的抗扰度标准GB/T 19271.1 雷电电磁脉冲的防护 第1部分：通则
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
航向 vessel heading
通过航道数据采集区域时的船舶行驶方向，分为上行和下行。
3. 2
激光传感器 laser transducer/sensor
能感受激光(量)并转换成可用输出信号的传感器。
[来源：GB/T 7665—2005 ，3.2.3.1]
4 系统组成
基于激光传感器的船舶流量自动观测系统(以下简称观测系统)主要由数据采集单元、数据传输单元和数据处理单元组成，如图1所示。
标引序号说明：
1——数据采集单元;
2——数据传输单元;
3——数据处理单元。
图1 系统组成
5 技术要求
5.1 工作环境
工作环境应符合以下要求：
a) 环境温度：-25℃~+55℃;
b) 相对湿度不大于 95%，可有凝露、盐雾。
5.2 基本要求
5.2.1 观测系统使用的激光元器件应满足 GB 7247.1—2012 中规定的 1 类激光的要求。
5.2.2 观测系统防护等级应符合 GB/T 4208—2017 中规定的 IP56 等级的要求。
5.2.3 观测系统能在交流电电压 220×(1±15%)V 、频率 50×(1±4%)Hz，或直流电压 24×(1±20%)
V 的供电条件下稳定工作;
5.2.4 观测系统应具备在长期无人值守情况下稳定工作的能力。
5.2.5 观测系统的安装位置应能完整观测目标水域的整个航道宽度，观测系统的运行不应对所安装区域的航运安全产生影响。
5.2.6 观测系统应采用易于实施的方案进行安装固定，当观测系统发生故障时，应可迅速判断故障点并快速进行相应的维修工作。
5.2.7 观测系统在工作状态下，当供电中断后恢复供电时，应能自行恢复至正常工作状态。
5.2.8 观测系统应具备唯一的设备身份识别码，该识别码应固化于可读存储器或存储于观测系统数据库。
5.3 外观和结构
5.3.1 整机外观整洁、结构坚固，所有连接件、紧固件应有防松措施。
5.3.2 控制柜内部线路连接应符合 GB/T 7251.1 的要求。
5.3.3 光学部件应无霉斑、气泡、麻点等疵病，镀膜应无损伤。
5.3.4 外壳及连接件表面应有保护涂层或防腐设计，不应有伤痕、毛刺、基体裸露等其他缺陷。
5.4 功能要求
5.4.1 数据采集
数据采集单元应能通过带有激光传感器的前置测量机采集在航船舶的船舶尺寸、航行状态、船舶流量等参数，通过摄像机辅助抓拍船舶画面。
5.4.2 数据传输
5.4.2.1 数据传输单元应具备通用的有线通讯接口，有线通信宜使用 EIA422、RJ45 或光纤接口。
5.4.2.2 数据传输单元应具备实时、远程无线数据通信功能。
5.4.2.3 数据通信应使用 Ethernet 、PROFIBUS 等通用协议。
5.4.3 数据处理
5.4.3.1 应具备对采集的数据实时提取有效信息并进行数据统计分析等功能。
5.4.3.2 应能够根据激光点云数据进行船舶形态三维建模，识别船型包括船舶外形轮廓、船舶驾驶舱货舱位置形状、船舶行驶状态和船舶流量等。
5.4.3.3 应具备通过可视化图形界面、报表等形式展示原始数据及处理结果功能。
5.4.4 数据存储
5.4.4.1 观测系统应具备本地存储功能，应不少于 14 天的存储容量。
5.4.4.2 本地存储的采集数据和处理后数据应具备从数据传输单元导出至外部存储介质的功能，导出数据完整无缺失。
5.4.4.3 应具备数据处理结果实时上传功能。
5.5 性能要求
5.5.1 船舶尺寸测量误差
5.5.1.1 船舶长度测量误差应不超过±10%，平均误差应不超过±5%。
5.5.1.2 船舶宽度测量误差应不超过±10%，平均误差应不超过±5%。
5.5.2 航行状态准确率
5.5.2.1 船舶航向识别准确率应不低于 98%。
5.5.2.2 船舶航速测量误差应不超过 10%，平均误差应不超过 5%。
注：船舶通过航道数据采集区域时的平均航行速度，单位：km/h。
5.5.2.3 船舶载货吨位识别准确率应不低于 85% ，船舶空、重载识别准确率应不低于 95%。
5.5.3 船舶流量准确率
船舶流量观测准确率应不低于98%。
5.5.4 环境适应性
5.5.4.1 耐低温性能
观测系统经过 GB/T 2423.1 规定的低温试验，试验温度为-25℃ , 试验时间为 2h ，试验期间和试验后应正常工作。
5.5.4.2 耐高温性能
观测系统经过 GB/T 2423.2 规定的高温试验，试验温度为 55℃ , 试验时间为 2h ，试验期间和试验后应正常工作。
5.5.4.3 交变湿热性能
观测系统经过 GB/T 2423.4 规定的交变湿热试验，相对湿度不小于 95% ，试验温度为 40℃ , 循环次数为 2 次，每个循环 12h，试验期间和试验后应正常工作。
5.5.4.4 防盐雾性能
观测系统经过 GB/T 2423.17—2024 规定的质量分数为(5±1)%、温度为(35±2)℃、pH 值为 6.5~7.2 的盐溶液环境下持续放置 16h 的盐雾试验，试验期间和试验后观测系统表面应无腐蚀。
5.5.4.5 防滴水性能
观测系统设备的密封性经过 GB/T 2423.38 规定的降雨强度为(10±5)mm/h、持续时间为 30min 的试验，试验期间和试验后应正常工作。
5.5.5 电气性能
5.5.5.1 设备保护接地
观测系统设备保护接地至少应符合以下要求：
a) 设备金属表面与接地端子间的电阻不超过0. 1Ω;
b) 配置安全保护接地端子，接地端子与设备外露金属部分可靠连接;
c) 采用防雷和过电压保护措施，并按GB/T 19271.1有关雷电电磁脉冲的防护的规定执行。
5.5.5.2 绝缘电阻
观测系统设备绝缘电阻至少应符合以下要求：
a) 电源接线端子与外壳之间绝缘;
b) 所有供电电源各相线及零线对地(PE线)和设备金属外壳的绝缘电阻不小于20MΩ。
5.5.5.3 介电强度
观测系统介电强度至少应符合以下要求：
a) 满足 5.5.5.1 要求的电气设备的所有电路导线和保护接地电器之间应符合承受频率为 50Hz、有效值为 1500V 的正弦交流电压，在规定持续时间 (≥1s)内无击穿或重复飞弧现象的要求。观测系统内不经受该试验电压的电气设备在试验期间可以断开;
b) 电源接线端子与外壳之间能耐受频率为 50Hz、有效值为 1500V 的正弦交流电压。
5.5.5.4 电磁兼容
观测系统经过GB/T 17799.2—2023中第4章的电磁兼容试验，试验期间和试验后应正常工作。
5.5.6 可靠性
5.5.6.1 观测系统平均无故障工作时间应不少于 30000h。
5.5.6.2 观测系统设计寿命应不小于 5 年。
5.5.7 耐振性
观测系统经 GB/T 11287—2000 规定的严酷等级为 2 级的振动耐久试验，试验期间和试验后应正常工作。
6 试验方法
6.1 观测系统外观和结构检查
目测检查观测系统表面及电气线路。
6.2 功能试验
6.2.1 试验条件
试验环境与船舶的要求如下：
a) 试验地点应选在适合安装观测系统的实际河道，并且温度、船舶类型等环境条件应能满足设备正常工作的要求;
b) 船舶应选择大于 20m 的内河船舶。
6.2.2 试验方法
观测系统试验按以下步骤进行：
a) 数据采集单元在工作状态下通过带有激光传感器的前置测量机采集船舶尺寸、航行状态、船舶流量等信息，通过摄像机辅助抓拍船舶画面;
b) 采集完成后，检查有线、无线数据传输功能连接是否稳定;
c) 检查本地储存功能，本地存储的采集数据和处理后的数据可从数据传输单元导出至外部储存介质，导出数据应完整无缺失;
d) 上述步骤完成之后，与实际船舶数据的进行比较，验证数据可靠性;
e) 在系统采集和传输时进行断电操作，断电时长 5 分钟，期间观察系统各组件的关机状态，而后恢复供电，检查系统采集、传输功能与数据完整性;
f) 采用人工读取设备识别码，与观测系统获取识别码的方法，检查设备识别码的准确性。
6.3 性能试验
6.3.1 船舶尺寸测量误差
选取船舶交通量观测点，安装观测系统，随机选取某一时间段(不小于 8h)内连续通过的船舶(数量不小于 100 艘)作为观测对象，通过观测系统测量船舶长度、宽度信息，与人工方式获取的船舶实际尺寸进行对比，按公式(1)和(2)计算测量误差和平均误差。
sl ti ×100% (1)
Lti ×100% (2)
式中：
sl——船舶长度(宽度)测量的测量误差;
Lmi——观测系统第i(i=1,2, N)艘船舶长度(宽度)测量值，单位：m;
Lti——人工方式获取的第i(i=1,2, N)艘船舶实际长度(宽度)，单位：m;
sl ——船舶长度(宽度)测量的平均误差;
N——观测时间段内连续通过观测点的船舶数量。
6.3.2 航行状态准确率
6.3.2.1 船舶航向
选取船舶交通量观测点，安装观测系统，随机选取某一时间段(不小于 8h)内连续通过的船舶(数量不小于 100 艘)作为观测对象，通过观测系统测量船舶航向信息，与人工方式获取的船舶实际航向进行对比，按公式(3)计算航向识别正确率。
Ahdg (3)
式中：
Ahdg——船舶航向识别正确率;
nhdg——观测系统船舶航向正确识别次数;
N——观测时间段内连续通过观测点的船舶数量。
6.3.2.2 船舶航速
选取船舶交通量观测点，安装观测系统，测试用船舶选取大于 20m 的内河船舶，试验时测试用船舶多次以不同速度匀速通过观测区域，试验次数不低于 20 次，通过观测系统测量船舶速度，与设定船舶速度进行对比，按公式(4)和(5)计算测量误差和平均误差。
Sti×100% (4)
Sti×100% (5)
式中：
ss——船舶航速的测量误差;
Smi——观测系统第i(i=1,2, N)次观测的船舶航速测量值，单位：km/h;
Sti——人工方式获取的第i(i=1,2, N)艘船舶航速，单位：km/h;
Ss ——船舶航速的平均误差;
n——观测时间段内船舶试验的总次数。
6.3.2.3 船舶载货吨位
选取船舶交通量观测点，安装观测系统，随机选取某一时间段(不小于 8h)内连续通过的船舶(数量不小于 100 艘)作为观测对象，通过观测系统测量船舶吨位信息，与人工方式获取的船舶真实载货吨位信息进行对比，按公式(6)和(7)计算船舶载货吨位测量准确率。
(6)
At (7)
式中：
rei——船舶载货吨位测量误差比率;
Tmi——观测系统第i(i=1,2, N)艘船舶载重吨位测量值，单位：t;
Tti——人工方式获取的第i(i=1,2, N)艘船舶载重吨位真实值，单位：t;
At——观测时间段内连续通过观测点的船舶载货吨位测量准确率;
N——观测时间段内连续通过观测点的船舶数量。
6.3.2.4 船舶空、重载
选取船舶交通量观测点，安装观测系统，随机选取某一时间段(不小于 8h)内连续通过的船舶(数量不小于 100 艘)作为观测对象，通过观测系统测量船舶空重载信息，与人工方式获取的船舶实际空、重载情况进行对比，按公式(8)计算船舶空、重载识别正确率。
Aehl (8)
式中：
Aehl——船舶空重载识别准确率;
nehl——在观测时间段内，观测系统正确识别到的空、重载船舶数量;
N——在观测时间段内，实际连续通过观测点的空、重载船舶数量。
6.3.3 船舶流量准确率
6.3.3.1 船舶流量
选取船舶交通量观测点，安装观测系统，随机选取某一时间段(不小于 8h)内连续通过的船舶(数量不小于 100 艘)作为观测对象，通过观测系统统计船舶数量信息，与人工方式获取的船舶真实数量进行对比，按公式(9)计算船舶数量测量准确率。
Aq .........................................................................(9)
式中：
Aq——船舶流量准确率;
nq——观测时间段内，观测系统船舶数量结果;
N——观测时间段内，实际连续通过观测点的船舶数量。
6.3.4 电气性能
6.3.4.1 设备保护接地
使用 25A 的电流，用接地电阻测量仪测量电气设备外壳与接地端子间的电阻。
6.3.4.2 绝缘电阻
使用 500V 绝缘电阻表，检测相线对地和设备金属外壳之间的绝缘电阻。
6.3.4.3 介电强度
使用耐压测试仪产生频率 50Hz、有效值为 1500V 的正弦交流电压对观测系统进行试验，试验时，试验电压应在 10s 内逐渐升至 1500V，保持 1s ，观察试验结果。
6.3.5 可靠性
应按照 GB/T 5080.2—2012 规定的试验条件和统计检验原理进行试验和统计。
6.3.6 耐振性
应按照 GB/T 11287—2000 规定的方法进行振动耐久试验，严酷等级为 2 级，观测系统在试验过程中和结束后应能正常工作且无紧固件松动、机械损坏等现象。
6.3.7 电磁兼容
应按照 GB/T 17799.2—2023 中第 9 章规定的抗扰度试验要求进行电磁兼容性试验，观测系统在试验期间和试验后的工作状况。
7 检验规则
7.1 检验分类
观测系统的检验分：
a) 型式检验;
b) 出厂检验;
c) 交收检验。
7.2 型式检验
7.2.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：
a) 新产品定型或老产品转厂生产;
b) 正式投产后，因设计、工艺材料、元器件有较大变化，可能影响产品性能;
c) 产品停产 2 年以上又恢复生产;
d) 出厂检验结果与型式检验结果有较大差异;
e) 国家质量监督机构或主管部门提出进行型式试验要求时。
7.2.2 一个观测系统检验批可由一个生成批组成，或由符合以下条件的几个生产批组成：
a) 采用基本相同的材料、工艺和设备等;
b) 几个生产批间隔的时间通常不超过一周。
7.2.3 型式检验应包括表 1 所列全部检验项目，所检项目全部合格，判定型式检验合格，否则判定型式检验不合格。
表 1 检验项目
7.3 出厂检验
产品出厂前，由制造厂的检验部门进行出厂检验，检验项目按表 1 的规定逐项进行检验，产品在全部项目检验合格后，附有合格证方可出厂。
7.4 交收检验
交收检验的内容按表 1 的规定进行逐项检查。
8 标志、包装、运输和贮存
8.1 标志
8.1.1 铭牌
铭牌应设置在醒目且不易磨损处，铭牌的尺寸及技术要求应符合 GB/T 13306 的规定。产品铭牌应至少包括下列内容：
a) 产品名称及型号;
b) 制造厂名称;
c) 额定参数;
d) 出厂编号和生产日期。
8.1.2 安全警示标识
8.1.2.1 产品应具有必要的安全警示标识且应固定在明显可见的位置。
8.1.2.2 产品安全警示标识应符合 GB 2894 的规定。
8.2 包装
8.2.1 产品运输前应包装并符合下列要求：
a) 采用防水材料包裹等方式防范运输途中环境对产品的破坏和侵蚀;
b) 采取适当措施保护运输途中易受到损害的器件，必要时卸下后单独装箱发运;
c) 电气设备采取防水、防盐雾保护;
d) 对表面未作处理的易锈件漏露部位采取涂润滑脂等保护;
e) 随机附件、工具妥善放置;
f) 包装考虑拆卸方便。
8.2.2 产品交付使用单位时，应提供相应产品的随行文件，应至少包括下列内容：
a) 产品合格证书;
b) 产品使用说明书;
c) 接线配置图、外形图、安装尺寸基础图;
d) 易损件目录;
e) 专用工具、备品、备件。
8.3 运输
产品在应按照陆运、空运、水(海)运运输装卸包装箱上的标志进行操作;在运输中应直立放置，不应倒置、侧放。
8.4 贮存
产品应贮存在环境温度为-20℃~+45℃、相对湿度不大于 90%的库房内，室内无酸、碱、盐，无腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘、雨、雪的侵蚀。
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