CN108198270A - 内河无线专网的内河船载数据管理系统及数据管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于，它包括内河船载数据云存储器、云存储数据下载模块、数据存储模块、数据回放模块和数据分析模块，其中，云存储数据下载模块的信号采集端连接内河船载数据云存储器的通信端，云存储数据下载模块的信号输出端连接数据存储模块的数据输入端，数据回放模块的信号输入端连接数据存储模块的数据输出端，数据分析模块的信号输入端连接数据回放模块的信号输出端；本管理系统能够使得存储在内河专网云存储的数据进行下载、存储、回放并对数据进行利用(例如：远程故障分析、故障诊断以及维修保养等)。

Description

内河无线专网的内河船载数据管理系统及数据管理方法
技术领域
本发明涉及船舶航行数据管理技术领域，具体涉及一种内河无线专网的内河船载数据管理系统及数据管理方法。
背景技术
随着经济技术的快速发展，内河船舶数量和运输量不断增加，内河船舶航行安全问题受到越来越多的关注，为保障航行安全及事故认证，内河航行船舶基本都安装船载航行记录仪。船载航行数据记录仪用于船舶发生事故后的数据还原，作用相当于飞机上的“黑匣子”。船载航行数据记录仪记录的信息包括船舶固定数据固化、船舶动态和操作信息以及雷达图片信息和音频信息。在现有的船舶航行记录仪记录的数据仅用于船舶的事故认定，并且这些只存储于船上的存储介质中。这些数据能够对船舶的诊断、维修保养等方面有很大的帮助，如果此数据仅仅是用于事故的认定，对船舶来说航行记录仪记录的数据是很大的浪费。
参考文献：
马辉.船舶操作预报中数据挖掘算法的应用与实现[J].舰船科学技术,2016,38(16):70-72.
甄荣,金永兴,胡勤友,施朝健,王胜正.基于AIS信息和BP神经网络的船舶航行行为预测[J].中国航海,2017,40(02):6-10.
盛仲飙.BP神经网络在数据预测中的应用[J].软件导刊,2016,15(01):147-148.
发明内容
本发明的目的在于提供一种内河无线专网的内河船载数据管理系统及数据管理方法，旨在解决船舶航行记录仪记录的数据存储与利用问题。本管理系统能够使得存储在内河专网云存储的数据进行下载、存储、回放并对数据进行利用(例如：远程故障分析、故障诊断以及维修保养等)。
为解决上述技术问题，本发明公开的一种内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于，它包括内河船载数据云存储器、云存储数据下载模块、数据存储模块、数据回放模块和数据分析模块，其中，云存储数据下载模块的信号采集端连接内河船载数据云存储器的通信端，云存储数据下载模块的信号输出端连接数据存储模块的数据输入端，数据回放模块的信号输入端连接数据存储模块的数据输出端，数据分析模块的信号输入端连接数据回放模块的信号输出端；
所述内河船载数据云存储器用于存储船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
所述云存储数据下载模块用于通过访问内河船载数据云存储器，给内河船载数据云存储器发送数据请求信号，在线验证账号密码，验证完成后，内河船载数据云存储器给云存储数据下载模块返回下载链接，云存储数据下载模块下载内河船载数据云存储器中的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
所述数据存储模块用于将云存储数据下载模块下载的数据进行存储，其中，数据存储模块将船舶固定数据存储在只读存储器区域，数据存储模块将船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据存储在随机存储器区域；
所述数据回放模块用于读取数据存储模块中存储的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据进行解压处理，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据进行回放显示，将船舶驾驶舱音频数据进行音频回放。
本发明由于采用以上技术特点，因而有以下优点：
1、将船舶相关数据进行云存储，能方便的下载和存储数据。
2、对数据进行综合分析，能充分地利用数据，更大程度上保护船舶航行安全。
3、有账号密码保护功能，能够有效的保护数据的安全。
4、数据在存储模块的存储时间至少为两年，能支持历史数据的回放调取。
5、本管理系统能够使得存储在内河专网云存储的数据进行下载、存储、回放并对数据进行利用(例如：远程故障分析、故障诊断以及维修保养等)。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
其中，1—内河船载数据云存储器、2—云存储数据下载模块、3—数据存储模块、4—数据回放模块、5—数据分析模块、6—监测报警模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明的一种内河无线专网的内河船载数据管理系统，如图1所示，它包括内河船载数据云存储器1、云存储数据下载模块2、数据存储模块3、数据回放模块4和数据分析模块5，其中，云存储数据下载模块2的信号采集端连接内河船载数据云存储器1的通信端，云存储数据下载模块2的信号输出端连接数据存储模块3的数据输入端，数据回放模块4的信号输入端连接数据存储模块3的数据输出端，数据分析模块5的信号输入端连接数据回放模块4的信号输出端；
所述内河船载数据云存储器1用于存储船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
所述云存储数据下载模块2用于通过访问内河船载数据云存储器1，给内河船载数据云存储器1发送数据请求信号，在线验证账号密码，验证完成后，内河船载数据云存储器1给云存储数据下载模块2返回下载链接，云存储数据下载模块2下载内河船载数据云存储器1中的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
所述数据存储模块3用于将云存储数据下载模块2下载的数据进行存储，其中，数据存储模块3将船舶固定数据存储在只读存储器区域，不可被更改，数据存储模块3将船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据存储在随机存储器区域，实时下载更新；
所述数据回放模块4用于读取数据存储模块3中存储的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据进行解压处理，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据进行回放显示，将船舶驾驶舱音频数据进行音频回放。
上述技术方案中，船舶名称(NAME OF VESSEL)、船舶国际编码(IMO NUMBER)、船舶呼号(SIGNAL LETTERS)、登记号码(REGISTRATION NO.)、船舶种类(Kll4D OF SHIP)、船籍港(PORT OF REGISTRY)、船舶建造日期(DATE OF BUILDING)、船(总)长(LENGTH OVERALL)、船(型)宽(BREADTH OF VESSEL)船(型)深(DEPTH OF VESSEL)、船舶的总高度(ALTITUDE OFVESSEL)、船舶总吨位(GROSS TONNAGE)、船舶净吨(NET TONNAGE)、主机种类(KIND OF MAINENGINE)、主机功率(M/E HORSE POWER)、主机数目(NUMBER OF MAIN ENGINE)、主机转速(REVOLUTIONES OF MAIN ENGINE)、推进器种类(KIND OF PROPEllER)、所有人名称和地址(NAME AND ADDRESS OF REGISTERED SHIPOWNER)。
上述船舶航行状态信息的采集方式为，船载航行GPS设备通过串口总线发送时间信号、船舶位置信号、对地船速信号和船迹信号到船载航行数据采集器，船载航行计程仪设备通过串口总线发送对水船速信号到船载航行数据采集器，船舶电罗经设备通过串口总线发送船艏向信号到船载航行数据采集器；船舶航行操作控制器向船载航行数据采集器发送模拟信号传输实际舵角和螺旋桨轴转速数据，驾驶台指示器设备通过开关量信号接口像船载航行数据采集器发送水密门状态和防火门状态信号，气象仪设备通过串口总线发送风速和风向信号到船载航行数据采集器；
上述船舶航行操作信息的采集方式为，船舶回声探测仪设备通过串口总线向船载航行数据采集器发送龙骨以下水深数据，船舶航行操作控制器向船载航行数据采集器发送开关量信号的船舶车钟指回令和机舱车钟指回令，船舶航行操作控制器还向船载航行数据采集器发送模拟量信号的舵操作信息、主机油门操作信息和可变螺距操作信息，驾驶台指示器设备通过开关量信号接口发送信号到船载航行数据采集器，发送的信号包括船舶报警信号和船舶信号灯信号，驾驶室麦克风设备发送模拟量信号到船载航行数据采集器1发送的信号包括驾驶室声音信号，船舶甚高频通信设备向船载航行数据采集器发送船舶甚高频语音信号，自动雷达标绘仪(ARPA，Automatic Radar Plotting Aid负责记录船舶雷达显示器上出现的全部信息)向船载航行数据采集器发送雷达视频信号。
上述技术方案中，所述数据分析模块5用于从数据回放模块4中获取船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶雷达数据，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据和船舶雷达数据相结合通过数据挖掘算法(马辉.船舶操作预报中数据挖掘算法的应用与实现[J].舰船科学技术,2016,38(16):70-72.)得出船舶标准操作数据范围，所述数据分析模块5还用对船舶不同时刻的船舶状态信息数据进行分析，并通过BP(Back Propagation)神经网络的船舶航行行为预测方法([1]甄荣,金永兴,胡勤友,施朝健,王胜正.基于AIS信息和BP神经网络的船舶航行行为预测[J].中国航海,2017,40(02):6-10.[1]盛仲飙.BP神经网络在数据预测中的应用[J].软件导刊,2016,15(01):147-148.)对船舶数据的发展趋势做出判断。
上述技术方案中，本发明还包括监测报警模块6，所述数据分析模块5的信号输出端连接监测报警模块6的信号输入端。
上述技术方案中，所述监测报警模块6用于将数据分析模块5得到的船舶标准操作数据范围与实际的船舶操作数据信息进行比较，实际的船舶操作数据信息若超过船舶标准操作数据范围，则发出报警。
上述技术方案中，所述云存储数据下载模块2包括账号验证模块，具有在线账号和密码认证的功能，每次下载都要验证账号密码。
上述数据存储模块3能将VDR(船舶数据记录仪)要求的所有数据至少保存两年并不丢失。
由安装在船上的内河无线专网的内河船载数据记录模块发送给云存储的数据能自动备份，增加数据的安全性。
本发明还可以根据船舶的固定数据对不同船舶进行维修保养分析，及时通知船舶进行维修保养。为保障数据通信的安全，数据下载和数据回放都要设置账户密码，每次下载、回放都需要在线验证账号密码，验证成功后才能进行数据下载和数据回放。
一种利用上述系统的内河船载数据管理方法，它包括如下步骤：
步骤1：所述内河船载数据云存储器1存储船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
步骤2：所述云存储数据下载模块2通过访问内河船载数据云存储器1，给内河船载数据云存储器1发送数据请求信号，在线验证账号密码，验证完成后，内河船载数据云存储器1给云存储数据下载模块2返回下载链接，云存储数据下载模块2下载内河船载数据云存储器1中的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
步骤3：所述数据存储模块3将云存储数据下载模块2下载的数据进行存储，其中，数据存储模块3将船舶固定数据存储在只读存储器区域，数据存储模块3将船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据存储在随机存储器区域；
步骤4：所述数据回放模块4读取数据存储模块3中存储的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据进行解压处理，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据进行回放显示，将船舶驾驶舱音频数据进行音频回放；
步骤5：所述数据分析模块5从数据回放模块4中获取船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶雷达数据，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据和船舶雷达数据相结合通过数据挖掘算法得出船舶标准操作数据范围，所述数据分析模块5还用对船舶不同时刻的船舶状态信息数据进行分析，并通过BP(Back Propagation)神经网络的船舶航行行为预测方法对船舶数据的发展趋势做出判断。
步骤6：所述监测报警模块6将数据分析模块5得到的船舶标准操作数据范围与实际的船舶操作数据信息进行比较，实际的船舶操作数据信息若超过船舶标准操作数据范围，则发出报警。
此系统中的装置模块均放置在陆地的特定区域，用于在陆地上监测内河船舶的状态。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于，它包括内河船载数据云存储器(1)、云存储数据下载模块(2)、数据存储模块(3)、数据回放模块(4)和数据分析模块(5)，其中，云存储数据下载模块(2)的信号采集端连接内河船载数据云存储器(1)的通信端，云存储数据下载模块(2)的信号输出端连接数据存储模块(3)的数据输入端，数据回放模块(4)的信号输入端连接数据存储模块(3)的数据输出端，数据分析模块(5)的信号输入端连接数据回放模块(4)的信号输出端；
所述内河船载数据云存储器(1)用于存储船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
所述云存储数据下载模块(2)用于通过访问内河船载数据云存储器(1)，给内河船载数据云存储器(1)发送数据请求信号，在线验证账号密码，验证完成后，内河船载数据云存储器(1)给云存储数据下载模块(2)返回下载链接，云存储数据下载模块(2)下载内河船载数据云存储器(1)中的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
所述数据存储模块(3)用于将云存储数据下载模块(2)下载的数据进行存储，其中，数据存储模块(3)将船舶固定数据存储在只读存储器区域，数据存储模块(3)将船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据存储在随机存储器区域；
所述数据回放模块(4)用于读取数据存储模块(3)中存储的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据进行解压处理，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据进行回放显示，将船舶驾驶舱音频数据进行音频回放。
2.根据权利要求1所述的内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于：所述数据分析模块(5)用于从数据回放模块(4)中获取船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶雷达数据，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据和船舶雷达数据相结合通过数据挖掘算法得出船舶标准操作数据范围，所述数据分析模块(5)还用对船舶不同时刻的船舶状态信息数据进行分析，并通过BP神经网络的船舶航行行为预测方法对船舶数据的发展趋势做出判断。
3.根据权利要求2所述的内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于：它还包括监测报警模块(6)，所述数据分析模块(5)的信号输出端连接监测报警模块(6)的信号输入端。
4.根据权利要求3所述的内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于：所述监测报警模块(6)用于将数据分析模块(5)得到的船舶标准操作数据范围与实际的船舶操作数据信息进行比较，实际的船舶操作数据信息若超过船舶标准操作数据范围，则发出报警。
5.根据权利要求1所述的内河无线专网的内河船载数据管理系统，其特征在于：所述云存储数据下载模块(2)包括账号验证模块，具有在线账号和密码认证的功能，每次下载都要验证账号密码。
6.一种利用权利要求1所述系统的内河船载数据管理方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：所述内河船载数据云存储器(1)存储船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
步骤2：所述云存储数据下载模块(2)通过访问内河船载数据云存储器(1)，给内河船载数据云存储器(1)发送数据请求信号，在线验证账号密码，验证完成后，内河船载数据云存储器(1)给云存储数据下载模块(2)返回下载链接，云存储数据下载模块(2)下载内河船载数据云存储器(1)中的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据；
步骤3：所述数据存储模块(3)将云存储数据下载模块(2)下载的数据进行存储，其中，数据存储模块(3)将船舶固定数据存储在只读存储器区域，数据存储模块(3)将船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据存储在随机存储器区域；
步骤4：所述数据回放模块(4)读取数据存储模块(3)中存储的船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据和船舶驾驶舱音频数据进行解压处理，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶操作信息数据、船舶雷达数据进行回放显示，将船舶驾驶舱音频数据进行音频回放；
步骤5：所述数据分析模块(5)从数据回放模块(4)中获取船舶固定数据、船舶状态信息数据、船舶雷达数据，并将船舶固定数据、船舶状态信息数据和船舶雷达数据相结合通过数据挖掘算法得出船舶标准操作数据范围，所述数据分析模块(5)还用对船舶不同时刻的船舶状态信息数据进行分析，并通过BP神经网络的船舶航行行为预测方法对船舶数据的发展趋势做出判断。
7.根据权利要求6所述的内河船载数据管理方法，其特征在于：步骤5后还包括步骤6：所述监测报警模块(6)将数据分析模块(5)得到的船舶标准操作数据范围与实际的船舶操作数据信息进行比较，实际的船舶操作数据信息若超过船舶标准操作数据范围，则发出报警。
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