《黑煙船舶電子識別系統(tǒng)技術(shù)要求》

ICS17.180

CCSN34

AHEPI

安徽省環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)

T/AHEPIXXXX—XXXX

黑煙船舶電子識別系統(tǒng)技術(shù)要求

Technicalrequirementsforblacksmokeshipelectroniccapturesystem

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

安徽省環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布

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黑煙船舶電子識別系統(tǒng)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了黑煙船舶電子識別系統(tǒng)的術(shù)語和定義、系統(tǒng)組成及一般要求、技術(shù)要求、檢驗方法、

黑煙船判別、系統(tǒng)檢驗。

本文件適用于黑煙船舶電子識別系統(tǒng)，其它用途的黑煙電子識別系統(tǒng)也可參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB36886非道路柴油移動機械排氣煙度限值及測量方法；

JJF2080黑煙車電子抓拍系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

黑煙船舶電子識別系統(tǒng)blacksmokeboatelectroniccapturesystem

通過視頻傳感器探測到各類船只排放煙羽的煙氣黑度的系統(tǒng)。

3.2

煙羽plume

目視可見的或通過儀器轉(zhuǎn)換后可見的從特定出口如煙囪或排氣口排出的氣流。

3.3

煙氣黑度somkeblackness

人的視覺對煙羽黑色程度的感官反應(yīng)指標(biāo)，用林格曼黑度等級表示。

3.4

林格曼黑度ringelmannblackness

將排氣污染物顏色與林格曼濃度圖對比得到的一種煙塵濃度表示法，分為0～5級。

3.5

林格曼黑度等級ringelmannnumber

評價煙氣黑度的一種數(shù)值，通過肉眼或儀器觀測的煙氣黑度與標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板對比得到。

3.6

示值誤差indicationerror

顯示的測量值與約定真值之間的差值。

3.7

校準(zhǔn)calibration

在規(guī)定條件下，為確定計量器具示值誤差的一組操作。

3.8

AIS信息AISinformation

AIS信息的來源是安裝在船舶上的AIS設(shè)備，通過衛(wèi)星和陸地基站進行通信，將船舶的相關(guān)信息廣

播給附近的船只和監(jiān)控站，信息內(nèi)容包含船舶標(biāo)識信息、位置信息、靜態(tài)信息、航行狀態(tài)、航行數(shù)據(jù)。

4系統(tǒng)組成及一般要求

4.1系統(tǒng)組成

1

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黑煙船舶電子識別系統(tǒng)一般由高清圖像識別單元、黑煙船智能分析單元、數(shù)據(jù)存儲單元、AIS信息

接收單元等組成（見圖1），通過視頻圖像識別分析技術(shù)，自動判定船舶煙羽是否為黑煙并評定黑煙林

格曼等級，通過網(wǎng)絡(luò)上傳證據(jù)鏈，存儲黑煙船圖片、視頻、船舶信息等數(shù)據(jù)。

圖1黑煙船舶電子識別系統(tǒng)組成

4.2高清圖像識別單元要求

高清圖像識別應(yīng)滿足以下要求：

a)識別單元像素應(yīng)不低于900萬，圖像尺寸不低于2048×1080像素；

b)識別單元每秒傳輸幀數(shù)≥24幀；

c)識別單元可拍攝距離(0～3）千米；

d)識別單元支持H.264、H.265、MPEG4或MJPED碼編標(biāo)準(zhǔn)。

4.3智能分析單元要求

內(nèi)置黑煙船識別算法或者黑煙船采集軟件，通過對高清視頻流的圖像分析，具備以下功能：

a)船舶捕獲、船號識別、船身識別、船流量統(tǒng)計；

b)黑煙船判別、黑煙位置判定、林格曼等級判定、黑煙船錄像；

c)證據(jù)鏈整合、證據(jù)鏈存儲、證據(jù)鏈上傳；

d)高清視頻流每秒分析幀數(shù)≥12幀。

4.4數(shù)據(jù)存儲單元要求

數(shù)據(jù)存儲應(yīng)滿足以下要求：

a)初始可用存儲容量不少于500GB；

b)黑煙船圖片文件應(yīng)采用JPEG格式，視頻文件應(yīng)采用MP4格式。

4.5AIS信息接收單元要求

可接收5公里范圍內(nèi)的船舶AIS信號并完成解析，包括船舶的經(jīng)緯度信息、船號、船舶類型、航向、

船速、出發(fā)地、目的地等信息。

5技術(shù)要求

5.1證據(jù)鏈要求

5.1.1黑煙船的證據(jù)鏈應(yīng)包括但不限于船號、通過時間、經(jīng)緯度、點位名稱、黑煙船判定結(jié)果、林格

曼等級、圖片、錄像，不限于船舶類型、船速、航向等信息。

5.1.2證據(jù)鏈應(yīng)滿足以下要求：

a)系統(tǒng)時間與北京時間誤差不超過1s；

b)至少2張不同時間拍攝具有明顯位移的圖片，能清晰辨認(rèn)船舶冒黑煙，圖片采用JPEG格式，

并且疊加通過時間、經(jīng)緯度、船號、判定結(jié)果、林格曼等級、防偽碼等內(nèi)容，疊加前后圖片

應(yīng)均保存；

2

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c)不少于10s的黑煙船錄像，清晰度能夠清楚辨別黑煙船冒黑煙行為，在視頻流中疊加時間、

地點等信息。

5.2防偽碼要求

每幅黑煙船圖片應(yīng)包含原始防偽信息，防止原始圖片在傳輸、存貯和校對過程中被人為篡改。

5.3技術(shù)指標(biāo)要求

黑煙船舶電子識別系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

a)林格曼黑度范圍：0級～5級；

b)林格曼黑度示值誤差：≤0.5級；

c)船舶捕獲率：≥95%；

d)黑煙船捕獲率：≥80%。

5.4環(huán)境要求

環(huán)境應(yīng)滿足以下要求：

a)無雨、雪、霧；

b)風(fēng)速：≤5.0m/s；

c)環(huán)境溫度：-20.0℃～45.0℃；

d)相對濕度：≤95%，不凝露；

e)大氣壓力：70.0kPa～110kPa；

f)環(huán)境照度：≥3000lux。

6檢驗方法

6.1林格曼黑度示值誤差

測量林格曼黑度示值誤差時宜選擇林格曼黑度板法和林格曼黑度錄像法中的其中一種。

6.1.1林格曼黑度示值計算公式

?=?????···········································································(1)

???

Δ=??×100%·····································································(2)

??

式中：?—林格曼黑度示值絕對誤差；

Δ—林格曼黑度示值相對誤差；

??—林格曼黑度讀數(shù)的平均值；

??—林格曼黑度標(biāo)準(zhǔn)值。

6.1.2林格曼黑度板法

林格曼黑度板法試驗步驟如下：

a)測試場所應(yīng)符合5.4的相關(guān)要求；

b)將黑煙船識別子系統(tǒng)放置于距離標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板放置點25米處，系統(tǒng)與黑度板之間沒有遮

擋；

c)將黑度板0級放置在距黑煙船識別子系統(tǒng)25米處的正前方或其他合適距離的放置點；

d)連接好系統(tǒng)電源等線纜，啟動測試程序，調(diào)節(jié)好監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)并開始測量林格曼黑度，

記錄數(shù)據(jù)；

e)按照上述方法逐次更換標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板，對林格曼黑度的0級、0.75級、1級、1.25級、

1.5級、1.75級、2級、3級、4級、5級標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板分別進行測試并記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)

以上操作三次；分別取3次示值平均值按公式（1）和（2）計算各級的誤差，取其中的最大

值作為黑煙船識別子系統(tǒng)的林格曼黑度示值誤差。

6.1.3林格曼黑度錄像法

3

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林格曼黑度錄像法試驗步驟如下：

a)提前準(zhǔn)備不低于100條黑煙船錄像，其中無明顯黑煙的視頻不少于5條，不多于10條，剩余

錄像需滿足5.1.2c)要求，連接好系統(tǒng)電源等線纜，將標(biāo)準(zhǔn)林格曼電子黑度圖或者標(biāo)準(zhǔn)林格

曼黑度板放在合適位置，啟動測試程序，測試人員先預(yù)覽一條黑煙船的錄像（預(yù)覽時調(diào)節(jié)環(huán)

境亮度、顯示器顯示參數(shù)等保證不能影響對錄像中黑煙的判定），觀察煙羽的部位應(yīng)選擇煙

氣黑度最大的地方，測試人員連續(xù)觀測錄像中煙氣黑度，并對比標(biāo)準(zhǔn)林格曼電子黑度圖或者

標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板，記下煙氣黑度最大值作為人工判定的該錄像的黑煙船的林格曼等級，若

煙氣黑度處于兩個林格曼級之間，可估計一個0.5林格曼級數(shù)；

b)若人工判定的等級為0級、0.5級、1級、1.5級、2.0級、2.5級、3級、4級、5級中的一

級，則人工判定的等級為這艘黑煙船的林格曼黑度標(biāo)準(zhǔn)值，再讓測試程序測量該錄像中的黑

煙船林格曼黑度等級并記錄數(shù)據(jù)，該錄像測量數(shù)據(jù)有效；

c)若人工判定的等級不是0級、0.5級、1級、1.5級、2.0級、2.5級、3級、4級、5級中的

一級，那么跳過這條錄像，該錄像測量數(shù)據(jù)無效；

d)按照上述方法依次完成所有錄像的測量并記錄有效測量值，計算各級中有累計超過3次有效

測量數(shù)據(jù)進行平均值計算并按公式（1）和（2）計算各級的誤差，取其中的最大值作為黑煙

船識別子系統(tǒng)的林格曼黑度示值誤差。

6.2船舶捕獲率檢測方法：

船舶捕獲率試驗步驟如下：

a)將黑煙船電子識別系統(tǒng)放置于有船只通過的水流的岸邊，連接好電源等線纜，調(diào)節(jié)相機的焦

距獲取清晰的圖像；

b)啟動檢測程序，連續(xù)測試1小時以上，船舶數(shù)量不少于100艘，并同時記錄船舶信息，并將

測試期間的視頻保存在硬盤錄像機中；

c)人工預(yù)覽保存的視頻并統(tǒng)計出船舶總數(shù)，再查詢船舶記錄統(tǒng)計系統(tǒng)識別的船舶數(shù)輛，根據(jù)公

式（3）計算出船舶捕獲率。

?

?=1×100%········································································(3)

?2

式中：?—為船舶捕獲率；

?1—為系統(tǒng)識別的船舶數(shù)量；

?2—為實際船舶總數(shù)。

6.3黑煙船捕獲率

在線測試法和離線測試法兩種方法為并列關(guān)系，在測量船舶捕獲率時選擇其一即可。

6.3.1黑煙船捕獲率計算公式

?

?=1×100%········································································(4)

?2

式中：?—為黑煙船捕獲率；

?1—為系統(tǒng)識別的黑煙船總數(shù)量；

?2—為實際明顯肉眼可見黑煙船總數(shù)。

6.3.2在線測試法

在線測試步驟如下：

a)將黑煙船電子識別系統(tǒng)放置于有船只通過的水流的岸邊，連接好電源等線纜，調(diào)節(jié)相機的焦

距獲取清晰的圖像；

b)啟動檢測程序，連續(xù)測試3天以上，黑煙船舶數(shù)量不少于10艘，并同時記錄船舶信息，并將

測試期間的視頻保存在硬盤錄像機中；

c)人工預(yù)覽保存的視頻并統(tǒng)計出黑煙船總數(shù)，再查詢船舶記錄統(tǒng)計系統(tǒng)識別的黑煙船數(shù)量，根

據(jù)公式（4）計算出船舶捕獲率。

6.3.3離線測試法

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離線測試步驟如下：

a)提前準(zhǔn)備不低于100艘滿足5.1.2c)要求的黑煙船錄像，連接好系統(tǒng)電源等線纜，啟動測試

程序，由人工先預(yù)覽對應(yīng)的單條黑煙船的錄像（預(yù)覽時調(diào)節(jié)環(huán)境亮度、顯示器顯示參數(shù)等保

證不能影響對錄像中黑煙的判定），判定是否是黑煙船（參考6.1.3a)中觀測煙羽和判定煙

氣黑度的方法，判定林格曼等級超過1級為黑煙船）并記錄結(jié)果，如果是黑煙船再讓測試程

序判定是否是黑煙船并記錄結(jié)果；

b)重復(fù)上述步驟完成所有錄像的人工判定和程序判定。統(tǒng)計測試程序判定的黑煙船總數(shù)，為系

統(tǒng)識別的黑煙船總數(shù)，根據(jù)公式（4）計算出船舶捕獲率。

7黑煙船判別

7.1判別方法

參考GB36886非道路柴油移動機械排氣煙度限值及測量方法中的判定規(guī)則，船舶排放有明顯可見

黑煙或煙氣黑度值超過林格曼1級則判定為黑煙船。

7.2標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板

林格曼黑度板有10張不同等級的黑度板。標(biāo)準(zhǔn)黑度板規(guī)格900mm×600mm，模擬黑煙船煙羽面積。

通過在白色背景上確定寬度的黑色線條和間隔的矩形網(wǎng)格來確定，具體樣式及規(guī)格見附錄A。黑度等

級如下：

a)黑度0.00級：全白；

b)黑度0.75級：黑色條格占總面積的15%；

c)黑度1.00級：黑色條格占總面積的20%；

d)黑度1.25級：黑色條格占總面積的25%；

e)黑度1.50級：黑色條格占總面積的30%；

f)黑度1.75級：黑色條格占總面積的35%；

g)黑度2.00級：黑色條格占總面積的40%；

h)黑度3.00級：黑色條格占總面積的60%；

i)黑度4.00級：黑色條格占總面積的80%；

j)黑度5.00級：全黑。

8系統(tǒng)檢驗

8.1每臺套黑煙船舶電子識別系統(tǒng)在正式使用前均應(yīng)進行林格曼黑度示值誤差第三方校準(zhǔn)，未進行校

準(zhǔn)或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)超差時不得投入使用或繼續(xù)使用。

8.2黑煙船舶電子識別系統(tǒng)復(fù)校時間間隔不超過1年。

8.3兩次校準(zhǔn)間隔期間應(yīng)按照7.3方法進行一次黑煙船捕獲率測試，測試不合應(yīng)進行維修調(diào)試，維修

調(diào)試后應(yīng)重新按照7.3方法進行一次黑煙船捕獲率測試，直至測試結(jié)果合格，測試應(yīng)記錄數(shù)據(jù)并給出

結(jié)論。

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A

附錄A

（規(guī)范性）

標(biāo)準(zhǔn)林格曼黑度板