CN109817024A - 一种沿海电厂船舶交通调度管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种沿海电厂船舶交通调度管理系统，属于电子信息技术领域，用于解决电厂难以及时的掌握煤船的具体位置、航行状态等实时信息,并进行应急操控，造成电厂用煤调控不合理,从而导致机组供煤不足,出现停机的问题。该系统基于成熟的且广泛运用在船舶上的VTS和AIS技术,从明确船舶交通信息管理系统构建的思路、系统构建目标入手,在系统的总体框架下,通过具体的实现方案来完成系统建设方案。

Description

一种沿海电厂船舶交通调度管理系统

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种基于VTS和AIS的沿海电厂船舶交通管理系统。

背景技术

近年来,由于我国经济的快速发展,出现了冶金行业、电力行业以及石化行业的发展重点向沿海、沿海区域逐步调整的现象,沿海电厂进一步增多,煤炭水运数量持续增加,沿海煤炭运输船舶数量逐渐增多。

运输效率的高低是衡量电厂煤炭供应的一个重要指标,直接关系到电厂主营业务——发电。目前我国沿海电厂在船舶运输的调度和监管方面主要依靠海运公司、港务局和船舶交通所经过的海事管理系统进行统一的监管,自主的信息获取能力差、信息渠道闭塞,这将严重地影响到各个电厂煤炭供应的规划、调度和实时监管的高效性。在实际的运输过程中,运煤船舶从始发港到电厂码头这个过程,船舶实时动态信息对于电厂几乎是不透明的,在遇到紧急状况后,电厂很难及时的掌握煤船的具体位置、航行状态等实时信息,更难进行应急操控,这就容易造成电厂用煤调控不合理,从而导致机组供煤不足,出现停机的严重后果。因此,在这一背景下,构建沿海电厂船舶交通信息管理系统,增强企业对煤炭运输船舶的掌控能力,对保证企业稳定、高效的生产运行,乃至对保障我国国民经济健康发展都会有着重要意义。

发明内容

本发明基于VTS和AIS技术,从明确船舶交通信息管理系统构建的思路、系统构建目标入手,在系统的总体框架下,通过具体的实现方案来完成系统建设方案。最终通过提高电厂对运煤船舶的交通管理能力、实时监控能力以及应急能力等来增强对沿海电厂煤炭供应的掌控能力,降低企业运行的风险,提高运作效率。所述技术方案如下：

一种基于VTS和AIS的沿海电厂船舶交通管理系统，包括：船舶动态监控系统模块、信息交换平台系统模块、船舶交通管理中心系统模块以及web电子海图系统模块。

进一步的：

所述的船舶动态监控系统模块，主要作用是负责船舶港内和港外的实时动态监控、特殊事件的报警、紧急调度支持方案以及相关信息查询,并且为相关部门提供符合需求的信息服务；

所述的信息交换平台系统模块，主要作用是负责各个电厂与地方相关部门的数据交换，包括与地方海事局系统的交换,与系统的信息交换以及水文气象等信息；

所述的船舶交通管理中心系统模块，主要指电厂总部的船舶交通管理。它负责整个电厂的船舶交通管理,可以控制各个电厂的船舶管理子系统,也为各个子系统提供相关的调度信息；

所述的web电子海图系统模块，主要是通过电子海图的技术手段,通过整合船舶实时动态信息、气象水文信息等,更加直观的显示给工作人员；

所述的船舶动态监控系统模块包括，船舶动态管理模块和监控系统信息服务模块；所述的信息交换平台模块包括，船舶交通动态数据采集模块，水文气象数据采集模块和数据平台交换模块；所述船舶交通管理中心系统模块包括，船舶监管模块和交通管理中心信息服务模块；

所述web电子海图模块包括，海图数据模块，数据管理系统模块和海图的基本操作模块。

进一步的：

船舶动态监控系统模块主要电厂通过与系统以及地方海事局中心之间的信息交换,实现输煤船舶的实时监控；并且为相关部门提供相关业务服务,把得到的数据进行综合处理,根据不同部门的需求进行分析,提供水文信息预告、紧急调度支持以及码头有效卸载支持；

信息交换平台模块主要是通过使用VTS系统提供的接口,就可以获取电厂船舶的相关实时信息，不完善的信息可以由电厂相关部门补充；同时通过VTS数据库采集水文气象数据，包括海区水文气象信息采集和港口及其附近水域的水文气象信息采集；最后把这些信息通过网络的方式传递到管理系统进行呈现；

船舶交通管理中心是电厂船舶交通管理与信息服务的核心，它融合了各个电厂的数据信息；船舶管理中心通过在不同的船舶交通管理子系统之间切换,可以实时统筹管理各个子系统,从而实现了电厂总部对各个电厂的宏观调控，对船舶进行实时处理，统一调度；

Web电子海图系统是通过把数据进行合理组织和管理,并可利用空间数据和属性数据的关联技术,实现对海图要素的详细信息或与海图要素相关的其它业务属性信息相关联,便于业务管理和应用。

本发明的有益效果是：

本发明基于VTS和AIS技术,依靠先进的管理理念，依托以计算机技术、通信技术、网络技术为代表的现代信息技术完成船舶交通管理的调度，合理构建沿海电厂船舶交通信息管理系统,提高电厂对运煤船舶的交通管理能力、实时监控能力以及应急能力等。从而增强企业对沿海电厂煤炭供应的掌控能力,降低企业运行的风险,提高运作效率。对保证企业稳定、高效的生产运行,乃至对保障我国国民经济健康发展都会有着重要意义。

附图说明

图1为本发明的船舶交通调度管理系统的拓扑原理图。

具体实施方式

实施例1：

首先建立船舶交通动态信息的采集体系，根据不同电厂所在港口以及附近的海事部门对船舶的监管,实现与这些部门的信息交互,从而完成船舶港内动态信息采集与港外系统进行信息交互,通过定位,实现船舶港外动态信息的采集,最后进行整合,形成不同电厂分区域的输煤船舶动态信息。然后，船舶交通管理与服务信息资源平台，通过整合信息,建立一个规范、标准统一的、分层次的电厂输煤船舶交通管理与服务信息资源平台,其信息包括船舶、船员、船舶实时动态、船舶装载、气象水文等信息。最后，建立船舶交通管理子系统,一个中心根据各个不同电厂的特点,分别建立不同的子系统,使用统一的信息规范,部署一个总的船舶交通管理中心,实现对整个电厂煤船运输的统一管理。另外，要形成一套水上船舶交通管理与服务信息资源标准，通过系统的建设,建立一套水上船舶交通管理与服务的信息资源标准体系,形成统一的、层次化的、符合业务结构的数据资源标准体系,并进行信息元素的标准定义,为电厂相关部门、相关系统提供输煤船舶运输的详细资料。

整个船舶交通管理系统由四个模块构成,分别是船舶动态监控系统模块、信息交换平台系统模块、船舶交通管理中心系统模块以及web电子海图系统模块。所述的船舶动态监控系统模块主要作用是负责船舶港内和港外的实时动态监控、特殊事件的报警、紧急调度支持方案以及相关信息查询,并且为相关部门提供符合需求的信息服务；所述的信息交换平台系统模块主要作用是负责各个电厂与地方相关部门的数据交换，包括与地方海事局系统的交换,与系统的信息交换以及水文气象等信息。这一平台是整个系统的数据资源库；所述的船舶交通管理中心系统模块主要指电厂总部的船舶交通管理。它负责整个电厂的船舶交通管理,可以控制各个电厂的船舶管理子系统,也为各个子系统提供相关的调度信息；所述的web电子海图系统模块主要是通过电子海图的技术手段,通过整合船舶实时动态信息、气象水文信息等,更加直观的显示给工作人员。

实施例2：

本发明的船舶交通调度管理系统在系统建设思想和原则的指导下,从总体的角度把握系统的构成，根据信息流动性强和时效性强的特点，采用部门分类集中式设计模式，如图1所示，包括：船舶动态监控系统模块、信息交换平台系统模块、船舶交通管理中心系统模块以及web电子海图系统模块。

所述的船舶动态监控系统模块主要分为两大部分,一是船舶动态管理模块,电厂通过与系统以及地方海事局中心之间的信息交换,实现输煤船舶的实时监控。二是监控系统信息服务模块,为相关部门提供相关业务服务,把得到的数据进行综合处理,根据不同部门的需求进行分析,提供水文信息预告、紧急调度支持以及码头有效卸载支持等。

所述信息交换平台主要包括三个部分，分别为船舶交通动态数据采集模块、水文气象数据采集模块、数据交换平台模块。所述船舶交通动态数据采集的方式，由于电厂码头通常在地方海事部门的监管范围内，所以大多数的港内船舶动态可以通过VTS系统获取。通过使用VTS系统提供的接口,就可以获取电厂船舶的相关实时信息，不完善的信息可以由电厂相关部门补充。在电厂码头区域,地方海事局的监管能力随雷达、AIS基站等技术手段能力的下降而下降,这就需要电厂补充相关的设备,加强码头的监控,包括增加雷达、AIS基站,这些设备提供的数据可以用于补充当地海事部门信息的不足,强化电厂码头及附近水域的监管,针对性更强。通过雷达与AIS基站信息的融合,可以清晰地观测到电厂码头区域船舶的实时动态,包括附近渔船以及其他船舶,同时进行通信,这样电厂对船舶的控制力增强,可以很好的提高效率。所述水文气象数据的采集，主要包括海区水文气象信息采集和港口及其附近水域的水文气象信息采集。海区水文气象信息主要依靠当地的水文和气象主管部门,通过协议的方式,实现水文气象信息的交换和共享。港口及其附近水域的水文气象信息采集主要通过VTS中心数据库获得,各地方海事部门的中心,都设有水文气象站,可以实时的获取信息。但在特殊的电厂,比如电厂地处台风多发地带,需要更加准确的水文气象信息,因此就需要独立的水文气象设施。这些信息通过网络的方式传递到管理系统,进行呈现。

所述船舶交通管理中心是电厂船舶交通管理与信息服务的核心,它融合了各个电厂的数据信息,具有船舶监管、交通管理中心信息服务两大模块。其中船舶监管模块包括子系统监控、紧急调度两大功能,信息服务模块包括信息分析、信息发布等。所述的子系统监控,即船舶交通管理中心具有统一管理各个子系统的权限。这个权限要根据实际的业务需求进行分配。管理中心通过在不同的船舶交通管理子系统之间切换,可以做到实时统筹管理各个子系统,从而实现了电厂总部对各个电厂的宏观调控。所述的紧急调度功能根据实际的情况把特殊的事件分为不同的等级,当出现较大事故时,可以通过警报、短信等多种形式通知总部管理中心相关人员,使工作人员能够及时的获得信息,进行处理,这大大提高了事故解决的效率,最大限度的减少事故造成的损失。所述的信息分析功能主要是说船舶交通管理中心获取了各个子系统的相关信息,在这里进行横向、纵向等多方式的全面分析、对比,给电厂总部提供一份全方位的船舶交通管理信息报告。这份信息报告,可以反映出船舶运输的效率、薄弱环节、事故发生率等多种内容,为进一步提高船舶交通管理提供了有力的参考资料。所述的信息发布功能主要是指管理中心获取的子系统信息,通过信息分析,得到相关结论,然后反馈给各个电厂同时,电厂总部相关宏观调控信息也可以通过此功能以更加便捷的方式通知各个电厂。信息发布功能可以很好的完成电厂与总部的信息交换,使得两者时刻紧密的联系在一起。

所述web电子海图模块从总体上讲,由海图数据、数据管理系统、海图的基本应用三个模块组成。海图数据主要包括空间图形数据和要素的基本属性；数据管理系统对海图的空间上属性

数据进行合理组织和管理,并可利用空间数据和属性数据的关联技术,实现对海图要素的详细信息或与海图要素相关的其它业务属性信息相关联,便于业务管理和应用。海图的基本应用主要包括对海图的显示、操作、编辑、更新等功能,并可利用数据管理系统,开发适合本工程需要的基本的综合应用功能,为系统全面应用web电子海图提供保障。

本发明的船舶交通调度管理系统工作概括如下：

船舶监控→信息采集→信息融合、发布→船舶调度→信息查询确认→调度完成

1、船舶监控

此环节在船舶动态监控系统模块下进行。

这里所谓的船舶监控包括两部分,一部分是在港口内,二是在港口外,也就是港口与港口之间的航线。在港口的船舶监控,我们主要是通过从当地海事局VTS系统,获取船舶实时动态信息,其中包括船舶状态,船舶事件、船舶违章、通航环境、气象水文等。港口外的船舶监控,是通过与AIS系统进行信息交互,获取船舶实时的信息,包括坐标、航向、航速等,AIS系统不仅仅能提供相关位置信息,更重要的是它的信息识别能力,这就使其具有了跟踪船舶的能力。

与VTS系统和AIS系统进行交互,都需要得到这两个系统的相关接口,从而获取有用数据。此外,把得到的信息通过符号的形式在电子海图上标出,然后实时的更新数据,船舶信息实时变化,这样就可以满足船舶监控的目的。

2、信息采集

此环节在信息交换平台模块、船舶动态监控系统模块和船舶交通管理中心模块下进行。

根据电厂对船舶交通信息服务的总体需求,需要采集的信息主要包括实时的船舶交通动态信息,电厂码头实时的水文气象信息主要是指风向、风速、流向、流速、潮高、潮位、能见度等,实际的泊位前沿、航道、锚地的水深信息,通航环境变化信息,实际的船舶抵港时间信息,船舶交通违章信息等。

这些信息首先汇集到相关业务系统中,然后上传到电厂船舶交通管理系统中,并通过信息发布系统对内发布。实时的靠、离泊时间,煤炭卸载数据以及铲车使用等信息由电厂燃料部工作人员获得,并通过信息系统对内相关部门发布。

3、信息融合、发布

此环节在信息交换平台模块和web电子海图模块下进行。

信息融合主要是对采集到各种动态信息进行优化、调整、关联、计算和转换等工作,本系统主要包括船舶动态信息的融合,水文气象信息的融合。

对于船舶动态信息的融合，通过我们从VTS系统和AIS系统获得数据,进行分析,把电厂需要的信息进行整合,通过多种方式,非常清晰地显示给相关工作人员,大大减少工作人员处理信息的数量,提高工作效率。

对于水文气象信息的融合，水文气象信息主要来自于VTS中心、当地气象部门以及电厂气象站等,由于信息的来源不同,数据的格式,内容,频率都存在不一致性,系统根据电厂的需求,提供给电厂工作人员合理的统一的水文气象服务信息。

然后我们把整合分析出的信息,在电厂内部网络通过文字、图表等多种形式进行发布,实现数据的可视化。更重要的是将相关的信息集成到web电子海图上,实时动态的显示给工作人员。

4、船舶调度

此环节在船舶交通管理中心模块下完成。

船舶调度主要是根据煤炭的需求,通过工作人员了解船舶信息,进行可行的调度操作。通过获取实时的船舶状态、通航环境等,使用通信设备及时与相关船舶取得联系,在可行的情况下,加快输煤船舶的航行效率。

船舶调度更重要的一个问题是安全性问题,在获取相关船舶信息之后,系统进行分析,提供调度方案支持,供工作人员参考。

调度方案包括了航行路线、航速、通航环境等,同时在调度的过程中,与当地海事部门以及其他监管部门的交互、沟通也是十分重要。及时获取这些部门的信息,及时沟通,为船舶的调度做好铺垫。

5、信息查询确认

此环节在船舶交通管理中心模块下完成。

信息查询主要是获取实时的船舶信息,为输煤船舶靠泊、卸煤等做好准备。重点是能查询到跟踪船舶的基本信息,船舶当前位置信息,船舶当前的技术状态,船舶装载情况,船舶抵港时间,船舶违章情况等直接影响船舶交通安全和效率的各要素查询,保证合理、高效的船舶运输。

本发明方案还具有以下特点：

VTS技术和AIS技术目前在船舶应用中已经相当的普及，其通用性和成熟性相对较高，维修和系统升级方面没有太大的难点，且不会投入太大的成本，便于用户对系统规模的软硬件设备维护和系统升级。

根据系统建设的思想，提高实时信息获取的能力,整合各种信息资源,搭建综合信息平台,注重各种信息的分析,开展便捷信息服务,增强电厂输煤船舶交通管理能力。

基于VTS和AIS技术,依靠先进的管理理念，依托以计算机技术、通信技术、网络技术为代表的现代信息技术完成船舶交通管理的调度，合理构建沿海电厂船舶交通信息管理系统,提高电厂对运煤船舶的交通管理能力、实时监控能力以及应急能力等。整合现有的各种软硬件、通信和信息资源及设备,通过配置灵活的综合管理信息平台。全面提升电厂船舶水上运输的监管、实时监控以及事故应急能力,重点加强船舶交通动态信息的分析,根本改善电厂船舶运输动态信息的服务水平。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种沿海电厂船舶交通调度管理系统，其特征在于，包括：船舶动态监控系统模块、信息交换平台系统模块、船舶交通管理中心系统模块以及web电子海图系统模块。

2.如权利要求1所述的一种沿海电厂船舶交通调度管理系统，其特征在于，

所述的船舶动态监控系统模块，主要作用是负责船舶港内和港外的实时动态监控、特殊事件的报警、紧急调度支持方案以及相关信息查询,并且为相关部门提供符合需求的信息服务；

所述的信息交换平台系统模块，主要作用是负责各个电厂与地方相关部门的数据交换，包括与地方海事局系统的交换,与系统的信息交换以及水文气象等信息；

所述的船舶交通管理中心系统模块，主要指电厂总部的船舶交通管理。它负责整个电厂的船舶交通管理,可以控制各个电厂的船舶管理子系统,也为各个子系统提供相关的调度信息；

所述的web电子海图系统模块，主要是通过电子海图的技术手段,通过整合船舶实时动态信息、气象水文信息等,更加直观的显示给工作人员；

所述的船舶动态监控系统模块包括，船舶动态管理模块和监控系统信息服务模块；所述的信息交换平台模块包括，船舶交通动态数据采集模块，水文气象数据采集模块和数据平台交换模块；所述船舶交通管理中心系统模块包括，船舶监管模块和交通管理中心信息服务模块；

所述web电子海图模块包括，海图数据模块，数据管理系统模块和海图的基本操作模块。

3.如权利要求1所述的一种沿海电厂船舶交通调度管理系统，其特征在于，船舶动态监控系统模块主要电厂通过与系统以及地方海事局中心之间的信息交换,实现输煤船舶的实时监控；并且为相关部门提供相关业务服务,把得到的数据进行综合处理,根据不同部门的需求进行分析,提供水文信息预告、紧急调度支持以及码头有效卸载支持；

信息交换平台模块主要是通过使用VTS系统提供的接口,就可以获取电厂船舶的相关实时信息，不完善的信息可以由电厂相关部门补充；同时通过VTS数据库采集水文气象数据，包括海区水文气象信息采集和港口及其附近水域的水文气象信息采集；最后把这些信息通过网络的方式传递到管理系统进行呈现；

船舶交通管理中心是电厂船舶交通管理与信息服务的核心，它融合了各个电厂的数据信息；船舶管理中心通过在不同的船舶交通管理子系统之间切换,可以实时统筹管理各个子系统,从而实现了电厂总部对各个电厂的宏观调控，对船舶进行实时处理，统一调度；

Web电子海图系统是通过把数据进行合理组织和管理,并可利用空间数据和属性数据的关联技术,实现对海图要素的详细信息或与海图要素相关的其它业务属性信息相关联,便于业务管理和应用。