CN201780609U

CN201780609U - 船舶航行数据记录系统

Info

Publication number: CN201780609U
Application number: CN2010201751081U
Authority: CN
Inventors: 戚戎; 白植湖; 黄大康
Original assignee: ZHEJIANG SITUO INFORMATION ENGINEERING Co Ltd; Zhejiang Scientific Research Institute of Transport
Current assignee: ZHEJIANG SITUO INFORMATION ENGINEERING Co Ltd; Zhejiang Scientific Research Institute of Transport
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-04-30

Abstract

本实用新型公开了一种船舶航行数据记录系统，旨在提供一种能够实时将航行数据上传到陆地上的服务器上的船舶航行数据记录系统。它包括船载部分、基站和服务器，船载部分包括监控微机、主控制器、信号处理电路、数据存储设备、传感器和船台无线模块，传感器通过信号处理电路与主控制器连接，数据存储设备和监控微机分别与主控制器连接，船台无线模块与监控微机连接，基站设置在沿海的陆地上，基站包含无线收发模块，基站连接所述服务器。航行数据经船载部分传递到基站和服务器进行显示和存储，监控人员可以在服务器和基站看到船只的实时状态。本实用新型适用于近海船舶航行数据的记录。

Description

船舶航行数据记录系统

技术领域

本实用新型涉及一种船舶监测通信系统，尤其是涉及一种与陆地基站实时通信的船舶航行数据记录系统。

背景技术

从80年代末90年代初开始，随着微电脑技术的飞速发展，国外有些科技工作者已着手研究开发船用黑匣子。但是，由于船舶结构复杂、装置差异较大以及信号提取难度较大，尤其是早期船舶的设备自动化程度很低，使得船用黑匣子的研制比航空器黑匣子的难度大，研究成果进展缓慢。

1992年，英国的伯劳特吉脱公司(Broadgate)经过多年研究，试制出VDR船用黑匣子，在10艘商用运输船舶上试装，使得船用黑匣子的研制有了较大的进展。该黑匣子能记录日期和时间，还可记录航向、舵角、主机动作、声音、雷达信号，船体应力等数据，但该装置造价昂贵，没有得到广泛的应用。与此同时，其它航海仪器研究部门也先后推出了一些船用黑匣子，如劳氏船级社的船用黑匣子在集装箱船舶上试用。美国和德国也有相似的成果出现，但是这些设备主要在特定型号的船舶上安装使用，尚未得到广泛的应用。

目前市场上销售不同类型船用黑匣子，都是用于船舶发生事故沉没后，通过打捞上岸，用专用设备和软件读出黑匣子中的船舶数据，其功能均局限于船舶事故事后处理，无法在出现问题的时候提前警告相关人员进行处理，一旦出现事故，黑匣子损坏或丢失，由于不具备船舶安全远程监视功能，则无法得知船舶事故的真相；当船舶发生航行困难时，岸上管理人员无法从安装普通黑匣子得到任何实质性的信息，因而无法提供有效的远程技术指导和帮助。

中华人民共和国国家知识产权局于2009年7月22日公开了授权公告号为CN201278158Y的专利文献，名称为船载航行数据记录仪，它由主控制箱连接电源箱、数据保护容器、驾驶室报警单元、麦克风单元组成;主控制箱连接计程仪、气象仪、全球定位仪、罗经、测深仪和自动识别系统。主控制箱包括:主处理单元连接以太网、电源模块、工业级CF卡、视频数据处理模块和语音处理模块。报警单元有远程显示系统,报警单元包括指示器、蜂鸣器、按钮。麦克风单元是接到主控制箱主机的语音处理模块的音频采集卡。系统采用嵌入式无风扇系统,操作系统采用嵌入式无硬盘操作系统。此方案的不足之处在于不能够与陆地进行实时通信，一旦发生沉船事故以后需要进行打捞才能获取存储有船舶航行数据的记录仪。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术存在的黑匣子不具有实时通信功能的不足之处，提供了一种实时性好、具有长时间数据保存能力、可以及时了解船舶航行情况并对异常情况给出预告的船舶航行数据记录系统。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种船舶航行数据记录系统，包括船载部分、基站和服务器，船载部分包括监控微机、主控制器、信号处理电路、数据存储设备、传感器和船台无线模块，传感器通过信号处理电路与主控制器连接，数据存储设备和监控微机分别与主控制器连接，船台无线模块与监控微机连接，基站设置在沿海的陆地上，基站包含无线收发模块，基站连接所述服务器。传感器采集船舶的航行数据，经过信号处理电路处理以后传递给主控制器，主控制器将信号传递给监控微机并存储到数据存储设备中，监控微机通过船台无线模块将船舶航行数据和船只静态数据传递给基站，基站将接收到的信号发送到服务器，监控人员可以在服务器和基站看到船只的实时状态，当发现异常情况时可以马上做出预告，让船只脱离危险，当险情发送时监控人员可以马上找出异常来源和船舶位置，及时进行援救或给出自救方案。

作为优选，船台无线模块和无线收发模块包含230MHz数字传输电路。采用230MHz频段进行通讯，既可以满足近海区域船舶和陆地的双向通讯，也避免了卫星等通讯方式的高昂费用。

作为优选，传感器包括数字传感器和模拟传感器。传感器设置在船体的门、发动机、油门、船舵部位。数字传感器用于水密门、防火门、操作指令等信号的感应监测，模拟传感器用于船体应力、船速、轮机转速、音频等信号的感应监测。

作为优选，主控制器连接雷达、GPS和语音系统。主控制器可以将雷达信号、船舶位置通过监控微机和船台无线模块传递给基站，借助于语音系统，基站或服务器监控人员可以直接与船上人员进行语音交流。

作为优选，数据存储设备包括主存储器和备份存储器。采用两套存储器可以充分保证数据的完整性，提高数据的安全性。

作为优选，数据存储设备为黑匣子。现有技术下，船用黑匣子具有良好的防水、防火性能，能够良好保障所存数据的完整。

作为优选，服务器包含存储容量大于100GB的数据存储设备。一般黑匣子只能存储船只出事前12个小时的记录，而航行数据传递到服务器上以后借助于大容量的数据存储设备可以进行长时间的存储，存储时间可达一年之久。

作为优选，服务器通过公共电话交换网连接有监控终端。监控终端可以设置在船舶公司和船员家中。船舶公司可以实时得到船舶的航行信息或查询以前的航行记录并与船员进行交流。船员家人可以直接与船员进行沟通。

作为优选，信号处理电路由80C196单片机构成。采用80C196单片机具有价格低廉、技术成熟、软件开发方便等优点。

本实用新型的有益效果是解决了目前船用黑匣子无法实现数据传输的问题，可以将采集到的数据存储在本地，还能通过无线通讯设备将采集到的数据发到服务器上进行存储。通过相应的客户端可以对船舶的各项数据进行实时监控，企业通过本系统可以实时监控船舶的航行状态和船舶使用的电子电气设备的情况，能及时发现船舶上各个电器的问题，有效的帮助企业对船舶进行维护。对于管理部门来说它能为管理部门调查事故节省时间，当船舶出现事故时可以马上通过查看客户端调查在船舶出事前12个小时运行状态，能为海事事故处理提供有效及时的帮助，减少打捞黑匣子所花费的人力和物力。

附图说明

图1是本实用新型的一种船载部分原理框图；

图2是本实用新型的一种基站、服务器和监控终端连接示意图；

图中：1、数字传感器，2、模拟传感器，3、信号处理电路，4、主存储器，5、备份存储器，6、主控制器，7、监控微机，8、船台无线模块，9、基站，10、服务器，11、公共电话交换网，12、监控终端。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：本实施例的一种船舶航行数据记录系统，包括船载部分、基站9、服务器10和监控终端12。船载部分如图1所示，包括传感器、信号处理电路3、主控制器6、数据存储设备、监控微机7和船台无线模块8。传感器设置在船体各个需要监测的位置，包括数字传感器1和模拟信号传感器2，数字传感器监测水密门、防火门、操作指令等信号，模拟传感器监测船体应力、船速、轮机转速、音频等信号。信号处理电路3以90C196单片机为主体，安装在传感器的附近，完成信号的调理和转换。单片机监测各传感器的状态，并定时将数据传送给主控制器6。如果操作动作或设备运行状态发生变化（例如车钟指令、油门、转速、舵角的变化），单片机将及时向主控制器6传送信息并跟踪监测和记录相应的数据信息。对于要求A/D转换频率较高的信号(例如音频信号的采集),系统采用了独立的专用信号采集电路。通信接口控制主控制器与信号处理电路3、专用信号采集电路、数据存储设备以及监控微机7之间的数据传递。通信接口主要有RS232 接口、RS485 接口和CAN 总线接口。

主控制器6控制系统采集数据、分析处理数据、保存和备份数据以及自检、故障示警等。主控制器6具有RS232 接口可以与船舶系统的监控微机7实时传递数据，并在监控微机7上显示船舶静态数据和船舶动态数据。

监控微机7在收到岸上的基站9发来的数据回传信号后，将船舶静态数据、船舶动态数据、音频、雷达图像数据压缩分包，通过船台无线模块8发射出去。

岸上由若干通讯基站9组成DDN网络。本系统要求最远船岸通讯距离不超过200海里。本技术方案是在230MHZ数字传输专用频段上，研发的一种超远距离的数字通讯技术。其核心技术由数字化基带技术、超低噪声高灵敏度窄带分集接收技术、发射高速启动抗互调发射技术、监控有线接入技术等多项创新技术组成。本方案为船舶提供速率达9.6kbps数据、文本文件的岸与船双向数据通讯、GPS船舶位置信息实时数据、导航港监与船舶的调度语音服务、应急报警双向语音服务等多项业务。

在被呼海域内的船舶的监控微机7在收到岸上基站9发出的呼叫信号后，将船舶静态数据和动态数据压缩分包，根据系统的呼叫编码算法，依序排队上报船舶的信息。在网络信号覆盖内的船舶，船台无线模块8根据GPS的定位信息，在航行过程中自动搜索所在的基站9，总监控中心根据海图数据更新船舶所在的基站9。各基站9服务的海区在工程设计时己作了规定，船舶在航行过程中因海区的变化而改变当前的服务基站9，不同的基站9工作频率是不同的，各基站9的呼叫及数据传输通过总监控中心的服务器10控制，此工作方式类似于移动网络的工作方式。该网络作为监控数据的通讯时，由于GPS数据信息一般小于120Bit，每个基站9在一秒内可服务20只船，每个基站9在5分钟内可完成6000条船的GPS数据服务。船舶终端台是依系统基站9下行的呼叫，船舶对应上报消息。由于基站9是双工方式工作的，可在5分钟内对数千船舶完成一个数据回传。

船舶数据回传后，通过DDN网络存入服务器10中。服务器10具有存储容量为200GB的数据存储设备，可以将船舶航行数据存储一年之久。监控中心管理人员通过网络看到各条船的静态数据（船名呼号、国际编码、船类、船籍港、船长与船宽、总吨位与净吨位、推进器种类与额定转速、所有人地址）和动态数据（日期和时间、船位、船速、艘向、回声探测、驾驶室主报警、操舵指令和响应、主机操作和指令、船体开口状态、水密门和防火门状态、加速度和船体应力、风速和风向），以及听到船舶的声音和看到指定船舶的雷达图像，并且可通过网络向指定船舶发出指令，进行联络。船舶公司可通过公共电话交换网11借助监控终端12用VDRPLAYER软件远程看到船舶情况，船员家人也可以通过监控终端12直接与船员进行交流。

Claims

1.一种船舶航行数据记录系统，包括船载部分、基站和服务器，其特征在于，所述船载部分包括监控微机、主控制器、信号处理电路、数据存储设备、传感器和船台无线模块，所述传感器通过所述信号处理电路与所述主控制器连接，所述数据存储设备和所述监控微机分别与所述主控制器连接，所述船台无线模块与所述监控微机连接，所述基站设置于沿海的陆地上，所述基站包含无线收发模块，所述基站连接所述服务器。

2.根据权利要求1所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述船台无线模块和所述无线收发模块包含230MHz数字传输电路。

3.根据权利要求1所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述传感器包括数字传感器和模拟传感器。

4.根据权利要求1或3所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述传感器设置在船体的门、发动机、油门、船舵部位。

5.根据权利要求1所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述主控制器连接雷达、GPS和语音系统。

6.根据权利要求1所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述数据存储设备包括主存储器和备份存储器。

7.根据权利要求1或6所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述数据存储设备为黑匣子。

8.根据权利要求1所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述服务器包含存储容量大于100GB的数据存储设备。

9.根据权利要求1或8所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述服务器通过公共电话交换网连接有监控终端。

10.根据权利要求1所述的船舶航行数据记录系统，其特征在于，所述信号处理电路由80C196单片机构成。