船岸一體標準化通信體系如何構建

中國船舶工業系統工程研究院 段懿洋 邱伯華 何 曉

伴隨船舶大型化、專業化、智能化發展，安全航行形勢更加復雜。同時，船岸信息溝通不順暢、昂貴的通訊費用限制了船岸有效信息交流量。為此必須依靠科技創新提高管理水平，保證安全和降低成本，從而實現效益的最大化。在船岸一體化管理中，要根據船舶運營的特點，結合經營環境、業務管理信息、地理分布信息等等，利用一個有效的公共信息管理平臺，整合與決策相關的各類數據，得出最佳的通信管理方法。

數據采集和傳輸現狀

作為一體標準化通信系統的基礎和核心，如何克服通訊、數據同步、數據處理的困難，設計一套完整的數據采集方案成了船岸一體標準化通信系統需要解決的主要問題。船岸一體標準化通信系統涉及到對機關、船舶、異地等不同地點的數據收集，與其它陸地通信所需的數據采集從數據種類和方法上差別較大。

為了滿足機、海務的遠程管理需要，同時也是為了實現管理控制一體化的需要，必須對船舶現場設備的運行數據進行采集。由于船型不同，設備型號不同，自動化程度不同，對機艙、駕駛臺的硬件數據采集來說困難最大。必須根據實際的需要，加裝現場設備的采集裝置，將設備信息轉化成數字量，傳遞給統一的接收裝置并進行標準化處理。

當前很多船舶設備復雜，且在離岸較遠時一旦出現問題，很難得到快速維護，另外通訊設備也受地域的影響較大，數據采集的穩定性和快速性必須依靠軟硬件性能的提升。

數據采集完畢，須經過船岸通訊進行傳遞，目前船舶對岸的通訊方式主要有兩種，前者包括高頻電話、單邊帶電話、GSM電話和衛星電話等，后者是指電報、電傳、傳真和電子郵件等。顯然，數步同步只能依靠后者來實現，尤其是“電子郵件”可以附帶電子文檔，發揮了電子數據傳遞的重要作用。船岸電子郵件發送和接收包括多個電子設備和媒介，如船舶衛星發射站、商業衛星、衛星地面接收站、INTERNET、服務器、電腦終端等，其中衛星通訊是主要的方式，但其通訊容量和速度、穩定性三個方面的性能并不完善。

船岸一體標準化通信體系的構建

一是體系設計。船岸一體標準化通信體系的設計需要建立數據采集平臺，收集現場有關數據，將部分模擬數據數字化，統一形成可以錄入數據庫和進行傳輸的電子數據；另外對于傳輸來說，首先要提高通訊的穩定性，保證采集的數據可以實時準確地進行船岸數據交換。

二是建立措施。包括數據采集標準、船岸數據采集平臺、本船設置、遠程郵件設置、遠程C站設置。

數據采集標準。數據采集包含現場采集、數據傳輸、數據同步處理。對于單船來說，必須采用統一的標準，這樣即可簡化數據采集的步驟，也保證了最終實現數據同步的可能性。對于目前的船舶設備來說，伴隨船舶技術的不斷發展，以及計算機和信息、網絡技術的普及，使船舶上的自動化程度越來越高，設備工況參數數字化，這不僅保證了數據源的獲得，也為數據采集打下了很好的基礎?，F役的集裝箱船舶，大多自動化程度很高，船舶機艙配備了“主機遙控系統”和“船舶綜合報警系統”。主機遙控系統負責船舶主機的啟動、運行、停止，“船舶綜合報警系統”則是全船的“安全衛士”，它可以監控設備的運行狀態，連續指示設備的工作參數，當設備運行狀況偏離正常時，“船舶綜合報警系統”將自動發出報警提示，并相應做出安保動作，使不安全因素得到控制。通常的航行數據包括了船舶航行的動態數據，例如船位、航向等，船岸一體標準化通信系統對這些數據的實時性要求較高，既采集后必須立即傳輸。目前比較常用的方式是直接采集后，馬上進行點對點的傳輸，但穩定性和成功率都無法滿足需要。

船岸數據采集平臺。為了將源數據采集后進行統一的存儲和管理，在船舶環境下，需要建立數據集中采集的平臺。平臺的建立以船舶局域網為基礎，通過網絡或專用的硬件接口連接各數據采集終端，如采集終端具有網絡接口則直接作為網絡用戶入網，如無網絡接口，則借助串口一網絡接口轉換器或其他中轉方式聯入以太網，使串口等設備轉變成具有網絡通訊功能的網絡設備。

本船設置。通過船舶應用服務器的數據采集程序，直接進行采集指令的設置，這種方式主要滿足常規的數據采集需要，即對固定數據源在固定頻率上進行數據采集。

遠程郵件設置。岸基根據需要，參照規定的格式編輯電子郵件，電子郵件通過衛通由船站接收后，由船舶郵件服務器把電子郵件內的指令解析后通知并觸發應用服務器上的數據采集程序，從而改變采集參數。

遠程C站設置。這種方式的實時性能比較好，利用船舶C站接收相應的指令。C站是數據采集和傳輸方案中的關鍵角色，由于履約設備SARS的使用，使船舶上增加了另外一臺C站，設備的冗余和發揮安全設備的作用在一定程度上也提高了通訊的穩定性。由于采用了C站報文的傳遞方式，保證了數據和指令發送成功性，較以往傳統方式有了顯著的提高，理論上達到100%的成功率。

三是船岸數據通訊。船岸無線電通信經歷了“奠爾斯(Morse)無線電報系統”、“無線電話系統”及“衛星通信系統”。為了實現船岸數據的交換和傳輸，在“衛星通信系統”的基礎上，利用專用的郵件系統實現兩地的數據發送。船岸郵件系統從2000年后開始在商船上普及使用，基本上陸地端的系統通常采用微軟的Outlook或Express，船舶上的郵件系統種類有AMOS mail、REDEX、REDEXII等。 航運公司自己建立郵件服務器的技術難度較大，并且需由專人進行郵件服務器的維護。但與前者相比，自己建立郵件服務器的安全性能較高，而且功能擴展性較好，可以與機關其他應用服務器進行連接，便于數據的傳遞和應用的開發。

四是船岸數據同步。船岸數據同步包括兩個方面，其一是指船岸兩個系統之間進行的數據交換和同步，另一方面是指船舶上采集到的數據進入機關相應系統的數據庫。不同點在于前者是雙向的，而后者是單向的。由于船岸的地理割斷，加上通訊的限制，無法建立長時間在線的連接，所以船岸數據同步是實現船岸異地管理的基礎，解決了數據同步的問題，也就是解決了船舶和陸地機關兩地系統數據資源共享、系統功能有機結合和延展的難題。船岸兩方的數據經過郵件系統的傳遞后到達對方，接下來就需要把這些郵件分離后的附件中的數據導入到對方的數據庫。對于船岸兩方一體標準化通信系統中的運行數據也需要導出成文件，以便于發送。當郵件系統自動把包含數據的附件解析到相應的文件目錄中后，機關的應用系統以固定的頻率對該目錄進行掃描監控，如發現有文件，即啟動數據導入程序，把附件中的數據導入到相應的數據庫中存儲，導入數據成功后。把該文件轉移到其它的目錄下，避免重復導入。

智能集成平臺

船岸一體標準化通信技術的建立，解決了一體標準化通信系統數據來源的問題，通過數據的同步，實現了船舶和岸基的“信息連接”，可達到高效溝通、提高工作效率、降低成本的目的。