某海事艇船舶信息化綜合系統的設計

李家帥， 汪 濤， 葛麗軍，王 磊,楊 吉

(1.江蘇省船舶設計研究所有限公司，江蘇 鎮江 212003；2.江蘇通洋船舶有限公司，江蘇 常州 213200)

0 引言

船舶信息管理系統主要功能是通過運用計算機網絡、數據庫、現代通信、多媒體等技術來建立高效暢通的通信鏈路，系統管理全船的數據、資料和信息，同時提供高效的綜合指揮、巡航執法、深海巡航搜救、船舶設備狀態監視、數據處理、信息發布、多媒體通信、辦公娛樂等功能，為全船作業人員的辦公和生活提供便利。目前國內的信息化管理系統還只是停留在整船自身狀態的研究[1-3]，對實現岸基協同指揮、岸基二級數據中心數據同步、協同調度指揮等功能研究甚少。因此，本著“以人為本”的指導思想，急切需要提高對船舶的自動化程度的需求，使管理人員能方便快捷地撐握船舶的各方面的動態信息，以便及時做出相應的對策。

本文以某海事艇要求的船舶信息化技術指導意見書為基礎，對各功能進行拓展，使設計的信息化管理系統內容更加豐富、性能更加可靠、管理更加方便靈活。

1 船舶信息化綜合系統的概述

為滿足某海事艇海上搜救、海上執法、巡邏、警戒、海陸空多方位綜合執法搜救等功能，系統建設要以“適應性、冗余性、經濟性、安全性及匹配性”為設計原則，遵循各種船舶標準規范。船舶信息管理系統承擔某海事艇的網絡信息服務功能，以及與岸基調度指揮中心進行協同調度指揮的任務，其具體內容為：實現綜合調度指揮、綜合管理、生活保障以及現有海事業務系統訪問等相關功能;通過衛星通信、3G /4G公網無線通信與岸基中心進行遠程數據交換，實現岸基協同指揮、岸基二級數據中心數據同步等功能。

本船的信息化管理系統分為4個模塊，分別為綜合指揮中心、綜合管理系統、生活保障系統、支持保障系統。信息化系統架構圖見圖1。

圖1 信息化系統架構圖

2 綜合指揮中心

2.1 統一調度指揮平臺

統一調度指揮平臺提供以IP通信為基礎，采用數字化軟交換服務器作為核心，集多媒體交換、語音調度、視頻聯動、電臺通信等融合一體，提供船舶動態、區域警戒、船舶護航、智能輔助決策等核心功能，為監管指揮提供強力支撐;基于海圖的圖形化操作界面，提供了強大的展現設計工具;智能聯動統一指揮系統，實現高效通信調度指揮平臺。

2.2 語音指揮調度

語音指揮調度系統解決指揮調度人員需要通過多種不同終端進行單制式分散調度的問題，其功能如下：

(1)語言的融合通信和統一指揮調度。

(2)實現指揮中心及駕駛室對相關多種語音終端的點對點指揮、各類語言終端的跨平臺點對點通信、語音會商指揮。

(3)實現對海上事件處置的統一指揮調度和應急決策信息的快速傳達。

(4)實現對本船綜合內通(含廣播、IP 電話)、衛星電話、VHF電話、單邊帶電臺、航空電臺、漁業電臺、終端電腦或會議語音外設等多種語音系統和設備終端的接入、融合及語音指揮調度。

2.3 指揮系統通信平臺

指揮通信平臺采用VSAT (C波段)衛星系統、VSAT (Ku波段)衛星系統、海事衛星通信系統、3G /4G公網無線船站系統、船船無線寬帶通信系統以及船機高速數據傳輸系統互為補充的實時遠程數據寬帶通信，采用統一數據傳輸平臺系統實現外部通信資源的統一調度管理。

3 綜合管理系統

綜合管理系統主要功能是實現全船及系統設備的狀態信息，以及任務相關執法工具及采集設備狀態信息、船務信息、后勤保障信息等綜合信息的集成管理，包括信息的采集、傳輸、處理、存儲、綜合監視及綜合管理。

3.1 船舶設備技術狀態監視系統

船舶設備技術狀態監視系統用于在駕駛室及調度指揮中心通過船舶動態監控平臺進行本船技術狀態信息的可視化綜合監視，實現全船及系統、設備的狀態信息，以及任務相關執法工具及采集設備狀態信息的綜合信息管理。該系統主要內容是對機艙重要設備、航行通導設備、其他重要設備的狀態監控。

3.2 船務管理系統

船務管理系統由海事門戶軟件和船務管理軟件組成。海事門戶軟件具有收集功能，它是本船信息資源的綜合展現，在表現層為船務管理及辦公提供統一的、便捷的信息統一入口，為業務子網用戶提供一站制式的信息服務，支持用戶通過統一門戶網站訪問岸端海事業務應用系統。船務管理系統的功能如下：

(1)實現全船船務管理的無紙化工作管理，是全船船務信息資源的綜合展現。

(2)實現船舶管理、船員管理、維護保養、修船管理、岸基協同管理、備件管理、材料物料管理、報表、報警及辦公助理、船岸數據同步管理、航行管理等功能。

(3)岸基端軟件能夠實現船務申報流程在線審批功能。

3.3 遠程輔助維修設備

遠程輔助維修設備采用便攜式輔助維修工具實現對現場視頻信息、語音信息的采集，以及與遠程終端軟件之間的在線視頻數據傳輸和雙向通訊，為本船提供遠程在線輔助維修及保障支持，支持船與船無線寬帶通信單兵終端的接口，從而能夠實現現場視頻音頻信息的靈活采集及傳輸。

4 生活保障系統

4.1 船載IPTV系統

船載IPTV系統實現電視節目和自制節目播放及衛星電視的接收和轉播，并提供公共信息發布及IPTV系統綜合管理功能。

衛星接收設備能夠接收C波段及Ku波段衛星電視信號，通過互聯網IP協議向用戶終端實時提供包括數字電視在內的多種交互式數字媒體服務的寬帶增值業務。

4.2 上網管理系統

上網管理系統作用是監控網絡聊天、上外網權限、郵件、網絡下載等行為。

5 支持保障系統

5.1 綜合布線系統

綜合布線系統包括本船網絡線纜、線纜兩端的設備(配線架、用戶區模塊和面板等)以及設備之間的跳接和管理(設備間跳線)。

5.2 網絡系統

全船網絡系統工作原理為：全船采用星型或環形網絡結構，網絡布點均接入中心交換機，連接服務器、用戶終端和其他節點設備。在互聯網接入端口部署硬件防火墻。系統主要承載與船舶操作、巡航執法活動相關的業務，實現業務數據采集、傳輸、處理、存儲管理，其主要功能為：

(1)支持綜合監控、遠程業務協同以及網絡安全管理等功能。

(2)實現衛星寬帶和3G /4G 網絡接入功能的自動切換(優先使用3G /4G 網絡)。

5.3 視頻監控系統

視頻監視系統主要采用數字IP高清攝像機，其主要功能為：

(1)實現船上所有重要位置的實時監控和影像記錄。

(2)實現所有視頻信息的顯示、存儲，并能夠檢索回放。

(3)陸地上的授權用戶通過4G 網絡連接船舶計算機網絡系統，使用客戶端軟件或瀏覽器連接船上的視頻服務器，多畫面/單畫面觀看船上的攝像機圖像。

(4)視頻監視系統通過RJ45接口接入局域網，實現監視系統的傳輸和共享。

5.4 視頻會議系統

視頻會議系統通過在會議室的視頻和音頻采集設備，經過衛星寬帶通過音頻解碼設備轉換為聲音，由會議室擴音設備輸出。

通過服務器的HDMI 接口和USB接口，由電視顯示單元顯示視頻。同時該視頻會議系統能夠與海事局岸基視頻會議系統兼容，實現互通。視頻會議通過衛星寬帶通信實現視頻和音頻信號的傳輸，保證信息的暢通。

信息化系統與本船其他系統設備之間存在的接口有:導航系統接口、通信系統接口、機電綜合監控系統接口、液位遙測系統接口、損管監控系統接口、航空保障系統接口、本船執法工具接口。另外，還應充分考慮系統接口的預留，保證系統的可擴展性。駕駛室、搜救指揮中心和網絡機房除現有接口的實現外，硬件系統還應為所有的數據接口、通訊接口預留不小于10%的余量。軟件系統應充分適應當前可能存在的接口擴展對系統帶來的影晌。

6 結論

實船使用后發現該系統主要優點如下：

( 1 )拓展了管理功能，實現岸基協同指揮、岸基二級數據中心數據同步、協同調度指揮，使得現有的系統集成度更高，極大地提高管理者的效率。

( 2 )更多的信息傳輸模式，使得信息的傳遞更加便捷可靠。

( 3 )船舶的娛樂性能更高，保障了船員的基本生活需求。

( 4 )可視化的管理體驗，使得管理者能夠更加真實、清晰了解現場情況，以便及時作出準確的判斷，保護好人員和財產安全。