CN109345034A - 一种远洋船舶航路智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远洋船舶航路智能控制系统，其中，气象导航工作站分别与航路工作站和通导数据采集网关相连，通导数据采集网关分别与船舶自动识别系统、自动舵、船载智能移动气象站和各个传感器相连，用于船舶航行信息和气象信息感知，经协议转换通过网络传至气象导航工作站；气象导航工作站基于SMHI岸基支持系统对航路进行规划得到航路计划的电子文档；航路工作站将得到的航路计划的电子文档转换为ECDIS设备可识别的航路计划格式，并发送给IBS系统上的ECDIS设备，同时上传船舶配置的集成平台中保存。本发明能够自动将SMHI提供的航路计划转换为ECDIS设备可识别的航路计划格式，实现了船舶在大洋航程中的航向控制自动化。
Description
技术领域
本发明涉及远洋船舶航路控制技术领域，特别是涉及一种远洋船舶航路智能控制系统。
背景技术
现有技术中基于气象导航的航路计划与船载ECDIS设备中的航路计划格式不一致时，通常以PDF文件格式通过电子邮件传到船上，再打印后由船舶驾驶人员用人工方式输入船舶的ECDIS设备，再由ECDIS设备将航向和转向点信息传给船舶自动舵，实现船舶航向与转向的自动控制；岸基气象导航系统每天所需船舶所处位置的气象信息也需由人工记录和编写电子邮件发送。由于每次都需要人工录入航路计划和气象信息，使用十分不便。
本发明的发明人发现，要将上述工作实现自动化，还需要解决以下问题：将不同气象导航航路计划转换成对应船载ECDIS设备所用的航路计划格式以及将PDF格式的航路计划文件转换成电子文档；将电子文档转换为ECDIS所用的航路计划格式；将电子文档通过船舶导航系统网络传送至ECDIS；SMHI和船载其它智能系统所需的船舶导航数据的采集以及数据格式转换；以及船载通信系统及相应的接口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种远洋船舶航路智能控制系统，并通过对船舶航行和气象信息的采集，持续优化航路，能够实现船舶大洋航行的航向自动化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种远洋船舶航路智能控制系统，包括气象导航工作站和通导数据采集网关，其特征在于，还包括航路工作站，所述气象导航工作站分别与航路工作站和通导数据采集网关相连，所述通导数据采集网关与船载智能移动气象站相连，用于船舶气象信息感知；所述气象导航工作站根据所述气象信息和航行条件对航路进行规划得到航路计划的电子文档；所述航路工作站将得到的航路计划的电子文档转换为ECDIS设备可识别的航路计划格式，并发送给IBS系统上的ECDIS设备。
所述船载智能移动气象站连接气象传感器，所述船载智能移动气象站用于实时采集气象要素。
所述气象要素包括温度、湿度、风向、风速、气压、雨量和能见度。
所述通导数据采集网关还与侧倾传感器相连，所述侧倾传感器用于检测船舶在海上的横摇和纵倾数据。
所述的远洋船舶航路智能控制系统还包括雷达与电子海图图像采集网关，所述雷达与电子海图图像采集网关与所述IBS系统上的ECDIS设备相连，用于采集雷达与电子海图图像，并将雷达与电子海图图像转为PNG格式进行压缩。
所述的远洋船舶航路智能控制系统还连接有智能通信网关，所述智能通信网关用于实现所述远洋船舶航路智能控制系统和其它船载网络系统通信联网，实现船舶内部智能系统间的互联互通及与岸基管理系统间的互联互通。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明利用航路工作站将气象导航工作站生成的航路计划电子文档转换为ECDIS设备可用的航路计划格式，实现了对来自不同气导机构的船舶航路计划电子文档自动转化，从而能够导入不同品牌的ECDIS设备，实现了智能航行的全程自动化。本发明所采集的导航与气象信息经数据格式转换后可靠且自动播发，以供气象导航系统和船载的其它智能系统用作数据参考。本发明中的智能通信网关能够根据陆地移动蜂窝网通信系统的信号强度实现在卫星通信系统和蜂窝网通信系统之间的自主切换。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中智能通信网关的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种远洋船舶航路智能控制系统，如图1所示，图中的航路系统即是本实施方式的远洋船舶航路智能控制系统，其包括气象导航工作站和通导数据采集网关，还包括航路工作站，所述气象导航工作站分别与航路工作站和通导数据采集网关相连，所述通导数据采集网关分别与船载GPS、计程仪(Log)、电罗经(Gyro)、船舶自动识别系统(AIS)、自动舵(AutoPilot)、风速风向、测深仪(EchoSounder)、电子海图信息系统(ECDIS)侧倾传感器和船载智能移动气象站相连，用于船舶航行信息和气象信息感知；所述气象导航工作站根据所述气象信息对航路进行规划得到航路计划的电子文档；所述航路工作站将得到的航路计划的电子文档转换为ECDIS设备可识别的航路计划格式，并发送给IBS系统上的ECDIS设备。
本实施方式中的气象导航工作站是根据船舶的物理条件、技术性能，船期计划、航行任务，风、浪、流、涌等水文条件及航行时吃水等要素，对航路、航速进行规划设计和优化；航路设计的初始条件输入后，其航路的规划与优化及输出过程全部自动实现。其通过加载和显示气象信息和电子海图信息，网络化传输CSV格式优化航路文件，接收和解析导航数据，接受(需授权)岸基远程管理。该气象导航工作站提供的气象导航信息和航路计划由SMHI提供。
本实施方式中，航路工作站通过TCP/IP协议接收气象导航工作站提供的气象导航信息和航路计划的电子文档，对电子文档内的位置数据读取后按CSV格式进行编排得到ECDIS设备可识别的航路计划格式。
其中，气象传感器为船载气象移动站，所述船载气象移动站用于实时采集气象要素，所述气象要素包括温度、湿度、风向、风速、气压、雨量和能见度。该船载智能移动气象站可以采用NMEA0183格式串行输出数据，当风力超限时可以进行报警提示。所述通导数据采集网关还与侧倾传感器相连，所述侧倾传感器用于检测船舶在海上的横摇和纵倾数据。侧倾仪是通过3D感应器测得信号，并将测得的信号换算和显示出船的横摇和纵倾数据，从而判断出船航行时的具体运行情况。本实施方式中对船舶原有的风速风向信息也作了采集，并作为备用信息点。
所述通导数据采集网关的实质是一个数据协议转换设备，是一个集数据采集、数据解析、数据打包、数据上传、网络组播协议转换、输入输出数据显示和控制的设备。其中，数据采集是指采集气象传感器的气象信息，数据解析是指从气象信息中过滤有效数据(过滤有效数据的现有方法有很多，本申请不涉及相关方法的改进，因此不做详述)，数据打包是指将有效数据进行压缩成一个数据包，数据上传是指将得到的有效数据传输给气象导航工作站
所述的远洋船舶航路智能控制系统还包括雷达与电子海图图像采集网关，所述雷达与电子海图图像采集网关与所述IBS系统上的ECDIS设备相连，用于采集雷达与电子海图图像，并将雷达与电子海图图像转为PNG格式进行压缩。压缩后的雷达与电子海图图像可以通过FTP协议传输至集成平台。
所述的远洋船舶航路智能控制系统还连接有智能通信网关，所述智能通信网关用于实现所述远洋船舶航路智能控制系统通信联网。该智能通信网关可采集和监测LAN和WAN流量，其具语音通话、传真、邮件、视频会议、上网、CCTV、等通信功能，还可以自主判断4G信号强度，当4G信号强度符合最低标准时，则以蜂窝网系统进行通信，从而能够实现最低通信费用策略。具体如图2所示：本实施方式中的智能通信网关有两条通信路由，一条为卫通路由，另一条为4G路由，通过对无线工业路由器信号强度的识别来判断4G信号强度是否符合最低标准(即数据传输最低标准)，如果4G信号强度大于阈值，则采用4G路由进行通信。不难发现，本发明利用航路工作站将气象导航工作站生成的航路计划电子文档转换为ECDIS设备可用的航路计划格式，实现了对来自不同气导机构的船舶航路计划电子文档自动转化，从而能够导入不同品牌的ECDIS设备；同时，为气象导航系统和船载的其它智能系统提供数据传输接口，实现了智能航行的全程自动化。本发明中的智能通信网关能够根据陆地移动蜂窝网通信系统的信号强度实现在卫星通信系统和蜂窝网通信系统之间的自主切换。
不难发现，本发明利用航路工作站将气象导航工作站生成的航路计划电子文档转换为ECDIS设备可用的航路计划格式，实现了对来自不同气导机构的船舶航路计划电子文档自动转化，从而能够导入不同品牌的ECDIS设备，实现了智能航行的全程自动化。本发明所采集的导航与气象信息经数据格式转换后可靠且自动播发，以供气象导航系统和船载的其它智能系统用作数据参考。本发明中的智能通信网关能够根据陆地移动蜂窝网通信系统的信号强度实现在卫星通信系统和蜂窝网通信系统之间的自主切换。
Claims (6)
1.一种远洋船舶航路智能控制系统，包括气象导航工作站和通导数据采集网关，其特征在于，还包括航路工作站，所述气象导航工作站分别与航路工作站和通导数据采集网关相连，所述通导数据采集网关与船载智能移动气象站相连，用于船舶气象信息感知；所述气象导航工作站根据所述气象信息和航行条件对航路进行规划得到航路计划的电子文档；所述航路工作站将得到的航路计划的电子文档转换为ECDIS设备可识别的航路计划格式，并发送给IBS系统上的ECDIS设备。
2.根据权利要求1所述的远洋船舶航路智能控制系统，其特征在于，所述船载智能移动气象站连接气象传感器，所述船载智能移动气象站用于实时采集气象要素。
3.根据权利要求2所述的远洋船舶航路智能控制系统，其特征在于，所述气象要素包括温度、湿度、风向、风速、气压、雨量和能见度。
4.根据权利要求1所述的远洋船舶航路智能控制系统，其特征在于，所述通导数据采集网关还与侧倾传感器相连，所述侧倾传感器用于检测船舶在海上的横摇和纵倾数据。
5.根据权利要求1所述的远洋船舶航路智能控制系统，其特征在于，还包括雷达图像和电子海图图像采集网关，所述雷达图像和电子海图图像采集网关与所述IBS系统上的雷达和ECDIS设备相连，用于采集雷达图像和电子海图图像，并将雷达图像和电子海图图像转为PNG格式进行压缩。
6.根据权利要求1所述的远洋船舶航路智能控制系统，其特征在于，还连接有智能通信网关，所述智能通信网关用于实现所述远洋船舶航路智能控制系统和其它船载网络系统通信联网，实现船舶内部智能系统间的互联互通及与岸基管理系统间的互联互通。
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