CN112255946A - 一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶状态监控技术领域，公开了一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统及方法，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统包括：船舶实时监控模块、船舶数据采集模块、数据预处理模块、态势感知模块、自主驾驶航行模块、主控模块、通导模块、船岸通讯模块、远程监控与管理模块、船舶信息管理模块、船舶岸站VDR模块、KPI辅助分析模块、远程诊断与维护模块、显示模块。本发明能够为用户提供个性化服务，为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务，保障设备健康运行，实现岸基对船舶的监控，有效对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范等方面进行管理，提高船舶航行效率与安全性。

Description

一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统及方法

技术领域

本发明属于船舶状态监控技术领域，尤其涉及一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统及方法。

背景技术

目前，当今社会已经进入了信息时代，智能化、网络化、船岸一体化将是二十一世纪船舶自动化发展的方向，高度智能化船舶是二十一世纪最具有发展前途的船舶。随着国际贸易的发展，世界海运量的扩大，船舶的安全性显得更加的重要，所以必须提高船舶的安全性。随着海事信息化的发展，监管重点由事后应急向事前预警转变。但是现有的船舶辅助驾驶系统基于二维电子海图和雷达视频界面进行的信息展示，无法直观展示航道水深、船舶真实大小、船舶吃水状况等船舶航行中的多维度信息，行驶状态信息和预警信息显示方式单一。

为了提高船舶运行的安全稳定性，船舶上均安装有用于检测各种设备运行状态的传感器及检测仪，如发动机组、舵机组、机泵组等都对应安装有检测相关运行状态的装置，这些检测装置对相应检测部件进行实时在线检测，并通过信号线传送至船舶的控制室内，以供工作人员实时查看，以实时掌握船舶的运行状态。但是现有技术中的检测信号均通过电力电缆、通讯电缆等进行传输，布线复杂，出现故障时，线路查看繁琐。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的船舶辅助驾驶系统基于二维电子海图和雷达视频界面进行的信息展示，无法直观展示航道水深、船舶真实大小、船舶吃水状况等船舶航行中的多维度信息，行驶状态信息和预警信息显示方式单一。

(2)现有技术中的检测信号均通过电力电缆、通讯电缆等进行传输，布线复杂，出现故障时，线路查看繁琐。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统包括：

船舶实时监控模块、船舶数据采集模块、数据预处理模块、态势感知模块、自主驾驶航行模块、主控模块、通导模块、船岸通讯模块、远程监控与管理模块、船舶信息管理模块、船舶岸站VDR模块、KPI辅助分析模块、远程诊断与维护模块、显示模块。

船舶实时监控模块，与主控模块连接，用于通过监控设备对船舶进行实时视频监控，同时支持H265编码标准；

船舶数据采集模块，与主控模块连接，用于通过数据采集设备采集船舶的航行、天气、主机、推进器和油耗的数据；

数据预处理模块，与主控模块连接，用于通过数据处理程序对采集的船舶数据进行预处理，删除冗余信息；

态势感知模块，与主控模块连接，用于通过态势感知控制器控制激光雷达、毫米波雷达、红外/可见光图像和声呐进行船舶的态势感知；

自主驾驶航行模块，与主控模块连接，用于通过自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行；

主控模块，与船舶实时监控模块、船舶数据采集模块、数据预处理模块、态势感知模块、自主驾驶航行模块、通导模块、船岸通讯模块、远程监控与管理模块、船舶信息管理模块、船舶岸站VDR模块、KPI辅助分析模块、远程诊断与维护模块、显示模块连接，用于通过主控器控制所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统各个模块的正常运行；

通导模块，与主控模块连接，用于通过通导设备实现船舶的定位、导航以及航程的计算；

船岸通讯模块，与主控模块连接，用于通过AUTONET通讯同步专利技术结合多种通信链路和智能路由进行船岸通讯，近海航行作业时自动采用4G通讯；

远程监控与管理模块，与主控模块连接，用于通过监控与管理程序实现岸基对船舶的监控，对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范进行远程监控与管理；

船舶信息管理模块，与主控模块连接，用于通过信息管理程序将船舶图纸、设备资料、日常维护记录、航行日志、检验与证书的信息分别纳入船岸同步数据库进行系统性管理；

船舶岸站VDR模块，与主控模块连接，用于记录特定时段的船舶信息，若船舶发生意外，则通过系统的历史记录还原意外前的船舶数据，为分析事故原因提供依据；

KPI辅助分析模块，与主控模块连接，用于通过分析程序根据预处理后的船舶数据为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务；

远程诊断与维护模块，与主控模块连接，用于通过接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断，预测故障的发生概率，并对设备的维护保养实施响应；

显示模块，与主控模块连接，用于通过视频会议和移动视频进行船舶汇报与岸基指令的实时沟通；专家诊断、远程支援，船、岸之间通过视频会议实现双向远程互动，对于预判或已发生的问题采取解决措施。

进一步，所述通导模块包括：

GPS定位单元，用于通过GPS进行船舶位置的确定；

导航单元，用于通过导航雷达进行船舶的导航；

计程单元，用于通过计程仪进行船舶航程的计算。

进一步，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统还包括船站部分与岸站部分；

所述船站部分的硬件组成包括：采集单元与船舶信息网、串口服务器、MODEM、V-SAT、4G上网及路由器、船舶工作站、网络交换器、UPS电源、网络机柜、数据处理服务器、视频服务器、串口接口模块、KVM工作台、船舶船岸通软件；

所述岸站部分的硬件组成包括：网络交换机、数据库服务器、MODEM、岸站工作站、INTERNET宽带接口、UPS电源、岸站岸通软件。

进一步，所述船站部分的硬件组成中，所述采集单元与船舶信息网包含监测报警、电站管理系统、主机遥控、货仓数据；所述串口服务器用于采集各个通导设备及航行设备数据；所述V-SAT为原船配置；

所述岸站部分的硬件组成中，所述数据库服务器可租用云服务器，用于记录实时数据。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法包括以下步骤：

步骤一，通过船舶实时监控模块利用监控设备对船舶进行实时视频监控，同时支持H265编码标准；通过船舶数据采集模块利用数据采集设备采集船舶的航行、天气、主机、推进器和油耗的数据。

步骤二，通过数据预处理模块利用数据处理程序对采集的船舶数据进行预处理，删除冗余信息；通过态势感知模块利用态势感知控制器控制激光雷达、毫米波雷达、红外/可见光图像和声呐进行船舶的态势感知。

步骤三，通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行；通过主控模块利用主控器控制所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统各个模块的正常运行。

步骤四，通过通导模块利用通导设备实现船舶的定位、导航以及航程的计算；通过船岸通讯模块利用AUTONET通讯同步专利技术结合多种通信链路和智能路由进行船岸通讯，近海航行作业时自动采用4G通讯。

步骤五，通过远程监控与管理模块利用监控与管理程序实现岸基对船舶的监控，对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范进行远程监控与管理。

步骤六，通过船舶信息管理模块利用信息管理程序将船舶图纸、设备资料、日常维护记录、航行日志、检验与证书的信息分别纳入船岸同步数据库进行系统性管理。

步骤七，通过船舶岸站VDR模块记录特定时段的船舶信息，若船舶发生意外，则通过系统的历史记录还原意外前的船舶数据，为分析事故原因提供依据。

步骤八，通过KPI辅助分析模块利用分析程序根据预处理后的船舶数据为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务。

步骤九，通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断，预测故障的发生概率，并对设备的维护保养实施响应。

步骤十，通过显示模块利用视频会议和移动视频进行船舶汇报与岸基指令的实时沟通；专家诊断、远程支援，船、岸之间通过视频会议实现双向远程互动，对于预判或已发生的问题采取解决措施。

进一步，步骤三中，所述通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行的方法，包括：

(I)通过自主航行控制器接收自主驾驶船舶发送的航行监控信息，所述航行监控信息包括所述被控船舶实时采集的动态行驶信息、设备运行信息、环境信息以及感知信息；

(II)基于预先存储的电子海图、所述航行监控信息，通过三维成像技术生成三维场景模型，所述三维场景模型包含所述被控船舶及所述被控船舶周围预设海域内物标；

(III)根据所述被控船舶的航行监控信息，查找预先建立的三维场景状态显示映射关系表，所述三维场景模型采用与所述船舶航行监控信息中每一数据对应的三维场景的状态显示方式进行显示。

进一步，所述三维场景模型中包括所述被控船舶与最近物标的距离提示符、所述被控船舶的动态领域提示符和所述他船的动态领域提示符。

进一步，步骤九中，所述通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断并预测故障发生概率的方法，包括：

(1)通过与远程诊断与维护模块连接的传感器或驱动器采集船舶的状态信号并形成监控信号进而实现对船舶的状态监控；

(2)通过远程诊断与维护模块对所述状态信号进行故障诊断，并对诊断出的实时故障生成相应的实时监控信号以对船舶进行实时控制，同时对诊断出的非实时的复杂故障生成相应的预诊信息；

(3)将预诊信息上传至主控器，通过主控器对预诊信息进行处理以得到故障终诊信息，并对对设备状况进行趋势判断；

(4)在船舶出现故障时发出停机控制信号并进一步查询复杂故障维修信息库，获得维修信息。

本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统，船东可自行查看船舶状况、设备状态、船舶周围的气象等，支持多种通信链路和智能路由船舶靠港，近海航行作业时自动采用4G通讯，节省V-sat的带宽及流量费；可实时采集数据，船岸数据在1秒以内实现同步，并可双向传输；能够实现视频实时监控，支持H265编码标准，降低流量；合理的软件模块化设计，为用户提供个性化服务，云服务和船舶大数据为航行和生产经营保驾护航；采用AUTONET通讯同步专利技术，低带宽小流量传输，船岸双向传输10000个Word，带宽只需10KB的带宽；采集航行、主机、推进器、天气、油耗等数据，为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务，保障设备健康运行，实现岸基对船舶的监控，有效对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范等方面进行管理，提高船舶航行效率与安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统结构框图；

图中：1、船舶实时监控模块；2、船舶数据采集模块；3、数据预处理模块；4、态势感知模块；5、自主驾驶航行模块；6、主控模块；7、通导模块；8、船岸通讯模块；9、远程监控与管理模块；10、船舶信息管理模块；11、船舶岸站VDR模块；12、KPI辅助分析模块；13、远程诊断与维护模块；14、显示模块。

图2是本发明实施例提供的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法流程图。

图3是本发明实施例提供的通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行的方法流程图。

图4是本发明实施例提供的通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断并预测故障发生概率的方法流程图。

图5是本发明实施例提供的船舶状态远程监控系统的远程遥控部分的组成示意图。

图6是本发明实施例提供的船站部分硬件组成示意图。

图7是本发明实施例提供的岸站部分硬件组成示意图。

图8是本发明实施例提供的系统的应用价值示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统包括：船舶实时监控模块1、船舶数据采集模块2、数据预处理模块3、态势感知模块4、自主驾驶航行模块5、主控模块6、通导模块7、船岸通讯模块8、远程监控与管理模块9、船舶信息管理模块10、船舶岸站VDR模块11、KPI辅助分析模块12、远程诊断与维护模块13、显示模块14。

船舶实时监控模块1，与主控模块6连接，用于通过监控设备对船舶进行实时视频监控，同时支持H265编码标准；

船舶数据采集模块2，与主控模块6连接，用于通过数据采集设备采集船舶的航行、天气、主机、推进器和油耗的数据；

数据预处理模块3，与主控模块6连接，用于通过数据处理程序对采集的船舶数据进行预处理，删除冗余信息；

态势感知模块4，与主控模块6连接，用于通过态势感知控制器控制激光雷达、毫米波雷达、红外/可见光图像和声呐进行船舶的态势感知；

自主驾驶航行模块5，与主控模块6连接，用于通过自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行；

主控模块6，与船舶实时监控模块1、船舶数据采集模块2、数据预处理模块3、态势感知模块4、自主驾驶航行模块5、通导模块7、船岸通讯模块8、远程监控与管理模块9、船舶信息管理模块10、船舶岸站VDR模块11、KPI辅助分析模块12、远程诊断与维护模块13、显示模块14连接，用于通过主控器控制所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统各个模块的正常运行；

通导模块7，与主控模块6连接，用于通过通导设备实现船舶的定位、导航以及航程的计算；

船岸通讯模块8，与主控模块6连接，用于通过AUTONET通讯同步专利技术结合多种通信链路和智能路由进行船岸通讯，近海航行作业时自动采用4G通讯；

远程监控与管理模块9，与主控模块6连接，用于通过监控与管理程序实现岸基对船舶的监控，对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范进行远程监控与管理；

船舶信息管理模块10，与主控模块6连接，用于通过信息管理程序将船舶图纸、设备资料、日常维护记录、航行日志、检验与证书的信息分别纳入船岸同步数据库进行系统性管理；

船舶岸站VDR模块11，与主控模块6连接，用于记录特定时段的船舶信息，若船舶发生意外，则通过系统的历史记录还原意外前的船舶数据，为分析事故原因提供依据；

KPI辅助分析模块12，与主控模块6连接，用于通过分析程序根据预处理后的船舶数据为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务；

远程诊断与维护模块13，与主控模块6连接，用于通过接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断，预测故障的发生概率，并对设备的维护保养实施响应；

显示模块14，与主控模块6连接，用于通过视频会议和移动视频进行船舶汇报与岸基指令的实时沟通；专家诊断、远程支援，船、岸之间通过视频会议实现双向远程互动，对于预判或已发生的问题采取解决措施。

本发明实施例提供的通导模块7包括：

GPS定位单元7-1，用于通过GPS进行船舶位置的确定；

导航单元7-2，用于通过导航雷达进行船舶的导航；

计程单元7-3，用于通过计程仪进行船舶航程的计算。

本发明实施例提供的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统还包括船站部分与岸站部分；所述船站部分的硬件组成包括：采集单元与船舶信息网、串口服务器、MODEM、V-SAT、4G上网及路由器、船舶工作站、网络交换器、UPS电源、网络机柜、数据处理服务器、视频服务器、串口接口模块、KVM工作台、船舶船岸通软件；所述岸站部分的硬件组成包括：网络交换机、数据库服务器、MODEM、岸站工作站、INTERNET宽带接口、UPS电源、岸站岸通软件。

本发明实施例提供的船站部分的硬件组成中，所述采集单元与船舶信息网包含监测报警、电站管理系统、主机遥控、货仓数据；所述串口服务器用于采集各个通导设备及航行设备数据；所述V-SAT为原船配置；

本发明实施例提供的岸站部分的硬件组成中，所述数据库服务器可租用云服务器，用于记录实时数据。

如图2所示，本发明实施例提供的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法包括以下步骤：

S101，通过船舶实时监控模块利用监控设备对船舶进行实时视频监控，同时支持H265编码标准；通过船舶数据采集模块利用数据采集设备采集船舶的航行、天气、主机、推进器和油耗的数据。

S102，通过数据预处理模块利用数据处理程序对采集的船舶数据进行预处理，删除冗余信息；通过态势感知模块利用态势感知控制器控制激光雷达、毫米波雷达、红外/可见光图像和声呐进行船舶的态势感知。

S103，通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行；通过主控模块利用主控器控制所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统各个模块的正常运行。

S104，通过通导模块利用通导设备实现船舶的定位、导航以及航程的计算；通过船岸通讯模块利用AUTONET通讯同步专利技术结合多种通信链路和智能路由进行船岸通讯，近海航行作业时自动采用4G通讯。

S105，通过远程监控与管理模块利用监控与管理程序实现岸基对船舶的监控，对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范进行远程监控与管理。

S106，通过船舶信息管理模块利用信息管理程序将船舶图纸、设备资料、日常维护记录、航行日志、检验与证书的信息分别纳入船岸同步数据库进行系统性管理。

S107，通过船舶岸站VDR模块记录特定时段的船舶信息，若船舶发生意外，则通过系统的历史记录还原意外前的船舶数据，为分析事故原因提供依据。

S108，通过KPI辅助分析模块利用分析程序根据预处理后的船舶数据为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务。

S109，通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断，预测故障的发生概率，并对设备的维护保养实施响应。

S110，通过显示模块利用视频会议和移动视频进行船舶汇报与岸基指令的实时沟通；专家诊断、远程支援，船、岸之间通过视频会议实现双向远程互动，对于预判或已发生的问题采取解决措施。

如图3所示，本发明实施例提供的步骤S103中，所述通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行的方法，包括：

S201，通过自主航行控制器接收自主驾驶船舶发送的航行监控信息，所述航行监控信息包括所述被控船舶实时采集的动态行驶信息、设备运行信息、环境信息以及感知信息。

S202，基于预先存储的电子海图、所述航行监控信息，通过三维成像技术生成三维场景模型，所述三维场景模型包含所述被控船舶及所述被控船舶周围预设海域内物标。

S203，根据所述被控船舶的航行监控信息，查找预先建立的三维场景状态显示映射关系表，所述三维场景模型采用与所述船舶航行监控信息中每一数据对应的三维场景的状态显示方式进行显示。

本发明实施例提供的三维场景模型中包括所述被控船舶与最近物标的距离提示符、所述被控船舶的动态领域提示符和所述他船的动态领域提示符。

如图4所示，本发明实施例提供的步骤S109中，所述通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断并预测故障发生概率的方法，包括：

S301，通过与远程诊断与维护模块连接的传感器或驱动器采集船舶的状态信号并形成监控信号进而实现对船舶的状态监控。

S302，通过远程诊断与维护模块对所述状态信号进行故障诊断，并对诊断出的实时故障生成相应的实时监控信号以对船舶进行实时控制，同时对诊断出的非实时的复杂故障生成相应的预诊信息。

S303，将预诊信息上传至主控器，通过主控器对预诊信息进行处理以得到故障终诊信息，并对对设备状况进行趋势判断。

S304，在船舶出现故障时发出停机控制信号并进一步查询复杂故障维修信息库，获得维修信息。

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例

船东可自行查看船舶状况、设备状态、船舶周围的气象等，支持多种通信链路和智能路由船舶靠港，近海航行作业时自动采用4G通讯，节省V-sat的带宽及流量费；

分布式数据库，实时采集数据，船岸数据在1秒以内实现同步，并可双向传输。视频实时监控，支持H265编码标准，降低流量；合理的软件模块化设计，为用户提供个性化服务，云服务和船舶大数据为航行和生产经营保驾护航；采用AUTONET通讯同步专利技术，低带宽小流量传输，船岸双向传输10000个Word，带宽只需10KB的带宽。采集航行、主机、推进器、天气、油耗等数据，为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务，保障设备健康运行，实现岸基对船舶的监控，有效对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范等方面进行管理，提高船舶航行效率与安全性。

船舶状态远程监控系统的远程遥控部分的组成如图5所示。

该系统主要分为船站部分，与岸站部分；

船站部分硬件组成如图6所示，岸站部分硬件组成如图7所示，该系统的应用价值如图8所示。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统，其特征在于，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统包括：

船舶实时监控模块、船舶数据采集模块、数据预处理模块、态势感知模块、自主驾驶航行模块、主控模块、通导模块、船岸通讯模块、远程监控与管理模块、船舶信息管理模块、船舶岸站VDR模块、KPI辅助分析模块、远程诊断与维护模块、显示模块；

船舶实时监控模块，与主控模块连接，用于通过监控设备对船舶进行实时视频监控，同时支持H265编码标准；

船舶数据采集模块，与主控模块连接，用于通过数据采集设备采集船舶的航行、天气、主机、推进器和油耗的数据；

数据预处理模块，与主控模块连接，用于通过数据处理程序对采集的船舶数据进行预处理，删除冗余信息；

态势感知模块，与主控模块连接，用于通过态势感知控制器控制激光雷达、毫米波雷达、红外/可见光图像和声呐进行船舶的态势感知；

自主驾驶航行模块，与主控模块连接，用于通过自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行；

主控模块，与船舶实时监控模块、船舶数据采集模块、数据预处理模块、态势感知模块、自主驾驶航行模块、通导模块、船岸通讯模块、远程监控与管理模块、船舶信息管理模块、船舶岸站VDR模块、KPI辅助分析模块、远程诊断与维护模块、显示模块连接，用于通过主控器控制所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统各个模块的正常运行；

通导模块，与主控模块连接，用于通过通导设备实现船舶的定位、导航以及航程的计算；

船岸通讯模块，与主控模块连接，用于通过AUTONET通讯同步专利技术结合多种通信链路和智能路由进行船岸通讯，近海航行作业时自动采用4G通讯；

远程监控与管理模块，与主控模块连接，用于通过监控与管理程序实现岸基对船舶的监控，对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范进行远程监控与管理；

船舶信息管理模块，与主控模块连接，用于通过信息管理程序将船舶图纸、设备资料、日常维护记录、航行日志、检验与证书的信息分别纳入船岸同步数据库进行系统性管理；

船舶岸站VDR模块，与主控模块连接，用于记录特定时段的船舶信息，若船舶发生意外，则通过系统的历史记录还原意外前的船舶数据，为分析事故原因提供依据；

KPI辅助分析模块，与主控模块连接，用于通过分析程序根据预处理后的船舶数据为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务；

远程诊断与维护模块，与主控模块连接，用于通过接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断，预测故障的发生概率，并对设备的维护保养实施响应；

显示模块，与主控模块连接，用于通过视频会议和移动视频进行船舶汇报与岸基指令的实时沟通；专家诊断、远程支援，船、岸之间通过视频会议实现双向远程互动，对于预判或已发生的问题采取解决措施。

2.如权利要求1所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统，其特征在于，所述通导模块包括：

GPS定位单元，用于通过GPS进行船舶位置的确定；

导航单元，用于通过导航雷达进行船舶的导航；

计程单元，用于通过计程仪进行船舶航程的计算。

3.如权利要求1所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统，其特征在于，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统还包括船站部分与岸站部分；

所述船站部分的硬件组成包括：采集单元与船舶信息网、串口服务器、MODEM、V-SAT、4G上网及路由器、船舶工作站、网络交换器、UPS电源、网络机柜、数据处理服务器、视频服务器、串口接口模块、KVM工作台、船舶船岸通软件；

所述岸站部分的硬件组成包括：网络交换机、数据库服务器、MODEM、岸站工作站、INTERNET宽带接口、UPS电源、岸站岸通软件。

4.如权利要求3所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统，其特征在于，所述船站部分的硬件组成中，所述采集单元与船舶信息网包含监测报警、电站管理系统、主机遥控、货仓数据；所述串口服务器用于采集各个通导设备及航行设备数据；所述V-SAT为原船配置；

所述岸站部分的硬件组成中，所述数据库服务器可租用云服务器，用于记录实时数据。

5.一种应用如权利要求1～4任意一项所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法，其特征在于，所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法包括以下步骤：

步骤一，通过船舶实时监控模块利用监控设备对船舶进行实时视频监控，同时支持H265编码标准；通过船舶数据采集模块利用数据采集设备采集船舶的航行、天气、主机、推进器和油耗的数据；

步骤二，通过数据预处理模块利用数据处理程序对采集的船舶数据进行预处理，删除冗余信息；通过态势感知模块利用态势感知控制器控制激光雷达、毫米波雷达、红外/可见光图像和声呐进行船舶的态势感知；

步骤三，通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行；通过主控模块利用主控器控制所述基于云服务和大数据的船舶状态远程监控系统各个模块的正常运行；

步骤四，通过通导模块利用通导设备实现船舶的定位、导航以及航程的计算；通过船岸通讯模块利用AUTONET通讯同步专利技术结合多种通信链路和智能路由进行船岸通讯，近海航行作业时自动采用4G通讯；

步骤五，通过远程监控与管理模块利用监控与管理程序实现岸基对船舶的监控，对船舶的能耗、航行路线、设备状态、操作规范进行远程监控与管理；

步骤六，通过船舶信息管理模块利用信息管理程序将船舶图纸、设备资料、日常维护记录、航行日志、检验与证书的信息分别纳入船岸同步数据库进行系统性管理；

步骤七，通过船舶岸站VDR模块记录特定时段的船舶信息，若船舶发生意外，则通过系统的历史记录还原意外前的船舶数据，为分析事故原因提供依据；

步骤八，通过KPI辅助分析模块利用分析程序根据预处理后的船舶数据为用户提供KPI辅助分析，为船东提供设备状态和报警通知服务；

步骤九，通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断，预测故障的发生概率，并对设备的维护保养实施响应；

步骤十，通过显示模块利用视频会议和移动视频进行船舶汇报与岸基指令的实时沟通；专家诊断、远程支援，船、岸之间通过视频会议实现双向远程互动，对于预判或已发生的问题采取解决措施。

6.如权利要求5所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法，其特征在于，步骤三中，所述通过自主驾驶航行模块利用自主航行控制器控制船舶的自主驾驶航行的方法，包括：

(I)通过自主航行控制器接收自主驾驶船舶发送的航行监控信息，所述航行监控信息包括所述被控船舶实时采集的动态行驶信息、设备运行信息、环境信息以及感知信息；

(II)基于预先存储的电子海图、所述航行监控信息，通过三维成像技术生成三维场景模型，所述三维场景模型包含所述被控船舶及所述被控船舶周围预设海域内物标；

(III)根据所述被控船舶的航行监控信息，查找预先建立的三维场景状态显示映射关系表，所述三维场景模型采用与所述船舶航行监控信息中每一数据对应的三维场景的状态显示方式进行显示。

7.如权利要求6所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法，其特征在于，所述三维场景模型中包括所述被控船舶与最近物标的距离提示符、所述被控船舶的动态领域提示符和所述他船的动态领域提示符。

8.如权利要求5所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法，其特征在于，步骤九中，所述通过远程诊断与维护模块利用接收的船舶数据和历史参数对设备进行分析，对设备状况进行趋势判断并预测故障发生概率的方法，包括：

(1)通过与远程诊断与维护模块连接的传感器或驱动器采集船舶的状态信号并形成监控信号进而实现对船舶的状态监控；

(2)通过远程诊断与维护模块对所述状态信号进行故障诊断，并对诊断出的实时故障生成相应的实时监控信号以对船舶进行实时控制，同时对诊断出的非实时的复杂故障生成相应的预诊信息；

(3)将预诊信息上传至主控器，通过主控器对预诊信息进行处理以得到故障终诊信息，并对对设备状况进行趋势判断；

(4)在船舶出现故障时发出停机控制信号并进一步查询复杂故障维修信息库，获得维修信息。

9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求5～8任意一项所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法。

10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求5～8任意一项所述的基于云服务和大数据的船舶状态远程监控方法。

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