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船岸一体标准化通信体系如何构建

作者: 文章来源:中国船检 日期:2019年03月12日

  伴随船舶大型化、专业化、智能化发展,安全航行形势更加复杂。同时,船岸信息沟通不顺畅、昂贵的通讯费用限制了船岸有效信息交流量。为此必须依靠科技创新提高管理水平,保证安全和降低成本,从而实现效益的最大化。在船岸一体化管理中,要根据船舶运营的特点,结合经营环境、业务管理信息、地理分布信息等等,利用一个有效的公共信息管理平台,整合与决策相关的各类数据,得出最佳的通信管理方法。

  数据采集和传输现状

  作为一体标准化通信系统的基础和核心,如何克服通讯、数据同步、数据处理的困难,设计一套完整的数据采集方案成了船岸一体标准化通信系统需要解决的主要问题。船岸一体标准化通信系统涉及到对机关、船舶、异地等不同地点的数据收集,与其它陆地通信所需的数据采集从数据种类和方法上差别较大。

  为了满足机、海务的远程管理需要,同时也是为了实现管理控制一体化的需要,必须对船舶现场设备的运行数据进行采集。由于船型不同,设备型号不同,自动化程度不同,对机舱、驾驶台的硬件数据采集来说困难最大。必须根据实际的需要,加装现场设备的采集装置,将设备信息转化成数字量,传递给统一的接收装置并进行标准化处理。

  当前很多船舶设备复杂,且在离岸较远时一旦出现问题,很难得到快速维护,另外通讯设备也受地域的影响较大,数据采集的稳定性和快速性必须依靠软硬件性能的提升。

  数据采集完毕,须经过船岸通讯进行传递,目前船舶对岸的通讯方式主要有两种,前者包括高频电话、单边带电话、GSM电话和卫星电话等,后者是指电报、电传、传真和电子邮件等。显然,数步同步只能依靠后者来实现,尤其是“电子邮件”可以附带电子文档,发挥了电子数据传递的重要作用。船岸电子邮件发送和接收包括多个电子设备和媒介,如船舶卫星发射站、商业卫星、卫星地面接收站、INTERNET、服务器、电脑终端等,其中卫星通讯是主要的方式,但其通讯容量和速度、稳定性三个方面的性能并不完善。

  船岸一体标准化通信体系的构建

  一是体系设计。船岸一体标准化通信体系的设计需要建立数据采集平台,收集现场有关数据,将部分模拟数据数字化,统一形成可以录入数据库和进行传输的电子数据;另外对于传输来说,首先要提高通讯的稳定性,保证采集的数据可以实时准确地进行船岸数据交换。

  二是建立措施。包括数据采集标准、船岸数据采集平台、本船设置、远程邮件设置、远程C站设置。

  数据采集标准。数据采集包含现场采集、数据传输、数据同步处理。对于单船来说,必须采用统一的标准,这样即可简化数据采集的步骤,也保证了最终实现数据同步的可能性。对于目前的船舶设备来说,伴随船舶技术的不断发展,以及计算机和信息、网络技术的普及,使船舶上的自动化程度越来越高,设备工况参数数字化,这不仅保证了数据源的获得,也为数据采集打下了很好的基础。现役的集装箱船舶,大多自动化程度很高,船舶机舱配备了“主机遥控系统”和“船舶综合报警系统”。主机遥控系统负责船舶主机的启动、运行、停止,“船舶综合报警系统”则是全船的“安全卫士”,它可以监控设备的运行状态,连续指示设备的工作参数,当设备运行状况偏离正常时,“船舶综合报警系统”将自动发出报警提示,并相应做出安保动作,使不安全因素得到控制。通常的航行数据包括了船舶航行的动态数据,例如船位、航向等,船岸一体标准化通信系统对这些数据的实时性要求较高,既采集后必须立即传输。目前比较常用的方式是直接采集后,马上进行点对点的传输,但稳定性和成功率都无法满足需要。

  船岸数据采集平台。为了将源数据采集后进行统一的存储和管理,在船舶环境下,需要建立数据集中采集的平台。平台的建立以船舶局域网为基础,通过网络或专用的硬件接口连接各数据采集终端,如采集终端具有网络接口则直接作为网络用户入网,如无网络接口,则借助串口一网络接口转换器或其他中转方式联入以太网,使串口等设备转变成具有网络通讯功能的网络设备。

  本船设置。通过船舶应用服务器的数据采集程序,直接进行采集指令的设置,这种方式主要满足常规的数据采集需要,即对固定数据源在固定频率上进行数据采集。

  远程邮件设置。岸基根据需要,参照规定的格式编辑电子邮件,电子邮件通过卫通由船站接收后,由船舶邮件服务器把电子邮件内的指令解析后通知并触发应用服务器上的数据采集程序,从而改变采集参数。

  远程C站设置。这种方式的实时性能比较好,利用船舶C站接收相应的指令。C站是数据采集和传输方案中的关键角色,由于履约设备SARS的使用,使船舶上增加了另外一台C站,设备的冗余和发挥安全设备的作用在一定程度上也提高了通讯的稳定性。由于采用了C站报文的传递方式,保证了数据和指令发送成功性,较以往传统方式有了显著的提高,理论上达到100%的成功率。

  三是船岸数据通讯。船岸无线电通信经历了“奠尔斯(Morse)无线电报系统”、“无线电话系统”及“卫星通信系统”。为了实现船岸数据的交换和传输,在“卫星通信系统”的基础上,利用专用的邮件系统实现两地的数据发送。船岸邮件系统从2000年后开始在商船上普及使用,基本上陆地端的系统通常采用微软的Outlook或Express,船舶上的邮件系统种类有AMOS mail、REDEX、REDEXII等。航运公司自己建立邮件服务器的技术难度较大,并且需由专人进行邮件服务器的维护。但与前者相比,自己建立邮件服务器的安全性能较高,而且功能扩展性较好,可以与机关其他应用服务器进行连接,便于数据的传递和应用的开发。

  四是船岸数据同步。船岸数据同步包括两个方面,其一是指船岸两个系统之间进行的数据交换和同步,另一方面是指船舶上采集到的数据进入机关相应系统的数据库。不同点在于前者是双向的,而后者是单向的。由于船岸的地理割断,加上通讯的限制,无法建立长时间在线的连接,所以船岸数据同步是实现船岸异地管理的基础,解决了数据同步的问题,也就是解决了船舶和陆地机关两地系统数据资源共享、系统功能有机结合和延展的难题。船岸两方的数据经过邮件系统的传递后到达对方,接下来就需要把这些邮件分离后的附件中的数据导入到对方的数据库。对于船岸两方一体标准化通信系统中的运行数据也需要导出成文件,以便于发送。当邮件系统自动把包含数据的附件解析到相应的文件目录中后,机关的应用系统以固定的频率对该目录进行扫描监控,如发现有文件,即启动数据导入程序,把附件中的数据导入到相应的数据库中存储,导入数据成功后。把该文件转移到其它的目录下,避免重复导入。

  船岸一体标准化通信技术的建立,解决了一体标准化通信系统数据来源的问题,通过数据的同步,实现了船舶和岸基的“信息连接”,可达到高效沟通、提高工作效率、降低成本的目的。

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