CN205940569U - 一种基于ecdis和通信网络的船舶引航系统 - Google Patents
一种基于ecdis和通信网络的船舶引航系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，包括基地监测中心系统和船舶监控系统，基地监测中心系统和船舶监控系统可以通过无线网络进行通信，船舶实时监控中心系统包括实时反馈系统和船舶监测系统，该反馈系统将输出信号反馈到船舶监测系统中。本实用新型设置的实时反馈系统为一个独立的工作系统，实时反馈系统和电子海图结合使用，可以实时对电子海图上的动态数据进行校正，减少电子海图上对周边船舶的定位误差，降低航行危险性。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶导航领域，具体涉及一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统。
背景技术
ECDIS(Electronic Chart Display and Information System，电子海图显示与信息系统)是指符合有关国际标准的航用电子海图系统。它以计算机为核心，连接定位、测深、计程仪、雷达等设备，以ENC(电子海图\航道图)为基础，综合反映船舶行驶状态，为船舶驾驶人员提供各种信息查询、量算和航海记录专门工具，是一种专题地理信息系统(GIS)。ECDIS相关的国际标准有：S57—IHO水道测量数据交换标准；S52—电子海图内容与显示规范；S58—推荐ENC验证检查标准；S63—IHO数据保护方案；IEC61174—ECDIS硬件检测标准等。
传统的电子海图导航系统受显示速度的限制和存储空间的限制，只能导入部分海图数据，需要分区域导入电子海图数据，电子海图数据更新不方便，无法导入全球海量的电子海图数据，在拼接显示不同比例尺的图幅时，通常会出现边界错位或不匹配等问题，当船舶到达图幅边界区域，无法获得正确的导航信息；没有嵌入防避碰系统，当其他周围船舶靠近时，无法获得防避碰警告信息，容易出现与其他船舶擦碰事故。
电子海图系统本身使用的定位系统造成的显示误差和故障、传感器的误差、对于航区内静态目标变化更新不及时，由于定位系统造成的误差，在电子海图 上显示的周边动态目标距离存在一定的距离误差，因此，需要在航行中充分利用独立于该电子海图系统的手段和方法检验系统的有效性和是否有误差，以保证航行安全。
作为船舶综合导航系统重要的组成设备，导航雷达是在船舶航行时为航海人员显示海上安全信息的系统，对船舶导航和避碰安全发挥着极其重要的作用。但是单独使用具有一定的局限性。随着现代导航信息技术的应用和发展，为了更好的提高海上航行安全，实现利用雷达图像与电子海图叠加来精确地定位本船、本船周围的静态目标与动态目标三者之间的位置关系，减少单独系统造成的误差已经成为一个必然的选择。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，具体技术方案如下：
4、一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，其特征在于：包括基地监测中心系统和船舶实时监控中心系统；
所述基地监测中心系统包括中央处理器，该中央处理器的数据端口与船舶数据库数据端口相连；
所述中央处理器的输入端口与摄像监视系统输出端口相连；
所述中央处理器的第一输出端口与基站声光报警器相连，所述中央处理器第二输出端口与视频显示系统相连；
所述中央处理器的第一通信端口与基地AIS系统相连，所述中央处理器第二通信端口与基地无线通信模块相连；
所述船舶实时监控中心系统包括实时反馈系统和船舶监测系统，所述船舶监测系统包括第一处理器，所述第一处理器输入端口组分别与摄像监视模块和 红外线助航模块的输入端口相连；
所述第一处理器输出端口组分别与船载声光报警器、电子海图和视频显示模块相连；
所述第一处理器存储端口与存储器第一存储端口相连；
所述第一处理器第一通信端口与船载AIS系统相连，所述第一处理器第二通信端口与船载无线通信模块相连；
所述船舶监测系统通过所述船载无线通信模块与所述基地监测中心系统通信，所述船载AIS系统和所述基地AIS系统定时相互传输信息；
所述实时反馈系统包括第二处理器，所述第二处理器输入端口组分别与回声探测仪、雷达监测模块、航向传感器和航速测量设备相连，所述第二处理器存储端口与所述存储器第二存储端口相连。
本实用新型工作原理：
AIS系统原理是通过将船舶的编码、航向、航速、船型和位置通过广播通信系统方式交互，在本船与其他一些船舶以及基地监测中心系统之间建立导航数据交换的系统。系统工作模式是船对船、船对岸、岸对船状态，所有船载AIS系统持续不断地向其他船舶和基地监测中心系统播发静态和动态的本船航行信息，同时也连续地接收其他船舶和基地监测中心系统的数据，不需要船舶值班驾驶员的人为干预。基地监测中心系统的基地AIS系统可以在“轮询”模式下向某一特定船舶发出要求更新船舶信息的指令，特定船舶在收到更新信息的指令后，将更新后的新信息在相同的VHF频道上发出。AIS基站也可以“轮询”某一指定海区内的所有船舶。船与船之间也可通过短消息的形式了解船舶间的有关信息。
在船舶检测系统中，电子海图将周围航海区域的相关信息显示在上面，船载AIS系统接收到周围其他船舶和基地监测中心系统的数据后，将数据传输到 第一处理器中，经第一处理器处理后，第一处理器将船舶的相关动态信息叠加到电子海图中，实时反馈系统实时监测周围航行区域的船舶数量和距离及自身运行参数，将采集到的相关信号经第二处理器处理过后，传送到存储器中，第一处理器定时从存储器中取出信号，经过相关算法计算后，反馈到电子海图上，对电子海图上相关动态信息进行调整。
船舶与船舶之间可以通过船舶无线通信模块进行相互通信，船舶与基地之间，可通过船载无线通信模块和基地无线通信模块进行通信。
摄像监视模块和红外线助航模块将信息通过第一处理器传送到视频显示模块上，能够帮助工作人员实时具体了解到外部环境变化，红外线助航模块使得船舶驾驶员能够在恶劣的天气中分辨目标。
基地监测中心系统通过基站AIS系统接收相关管辖区域的所有船舶信息，经中央处理器处理后，一方面存入到船舶数据库中，另一方面输送到视频显示系统上进行显示。基站声光报警器用于当管辖区域内的船舶有紧急状况时进行提醒工作人员，工作人员通过基地无线通信模块与相应的船舶进行通信。
为更好的实现本实用新型，可进一步为：
所述船载无线通信模块和所述基地无线通信模块通过GPRS、CAMA、4G和WIFI构成的通信网络。
进一步地：所述船载AIS系统和所述基地AIS系统以时分多址方式进行通信。
本实用新型的有益效果为：第一，电子海图系统可以进行自动航线设计、航向航迹监测、自动存储本船航迹、历史航程重新演示、航行自动警报、快速查询各种信息(如水文、港口、潮汐、海流等)、船舶动态实时显示(如每秒刷新船位、航速、航向等)，将雷达/ARPA的回波图像叠显在海图上，数千幅海图的自动更正只需几分钟。第二，本实用新型设置的实时反馈系统为一个独立的工 作系统，实时反馈系统和电子海图结合使用，可以实时对电子海图上的动态数据进行校正，减少电子海图上对周边船舶的定位误差，降低航行危险性。第三，在船舶检测系统中分别设置有红外线助航模块和摄像监视模块，可以方便的在两种视线中进行切换，在环境状况不好的情况下，红外线助航模块利用红外热感应原理，使得不论是在雾天还是黑夜都能看清水面上的船舶、漂浮物及航标。让船舶驾驶员摆脱了外界天气及光线的困扰，不仅极大地提高了船舶航运效率及安全性，也在很大程度上降低了船舶航运的安全成本。第四，本实用新型设置有独立的船载声光报警器和基站声光报警器，能够在船舶遇到紧急状况时，强制性报警，吸引操作人员注意。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图；
图2是图1中船舶实时监测中心系统结构示意图；
图3是图1中基地监测中心系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1至图3所示：一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，包括基地监测中心系统和船舶实时监控中心系统；
基地监测中心系统包括中央处理器，该中央处理器的数据端口与船舶数据库数据端口相连；
中央处理器的输入端口与摄像监视系统输出端口相连；
中央处理器的第一输出端口与基站声光报警器相连，中央处理器第二输出端口与视频显示系统相连；
中央处理器的第一通信端口与基地AIS系统的通信端口相连，中央处理器第二通信端口与基地无线通信模块的通信端口相连；
船舶实时监控中心系统包括实时反馈系统和船舶监测系统，船舶监测系统包括第一处理器，第一处理器输入端口组分别与摄像监视模块和红外线助航模块的输入端口相连；
第一处理器输出端口组分别与船载声光报警器、电子海图和视频显示模块相连；
第一处理器存储端口与存储器第一存储端口相连；
第一处理器第一通信端口与船载AIS系统通行端口相连，第一处理器第二通讯端口与船载无线通信模块通信端口相连；
船舶监测系统通过船载无线通信模块与基地监测中心系统通信，船载AIS系统和基地AIS系统定时相互传输信息；
实时反馈系统包括第二处理器，第二处理器输入端口组分别与回声探测仪、雷达监测模块、航向传感器和航速测量设备相连，第二处理器存储端口与存储器第二存储端口相连。
船载无线通信模块和基地无线通信模块通过GPRS、CAMA、4G和WIFI构成的通信网络。
船载AIS系统和基地AIS系统以时分多址方式进行通信。
Claims (3)
1.一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，其特征在于：包括基地监测中心系统和船舶实时监控中心系统；
所述基地监测中心系统包括中央处理器，该中央处理器的数据端口与船舶数据库数据端口相连；
所述中央处理器的输入端口与摄像监视系统输出端口相连；
所述中央处理器的第一输出端口与基站声光报警器相连，所述中央处理器第二输出端口与视频显示系统相连；
所述中央处理器的第一通信端口与基地AIS系统相连，所述中央处理器第二通信端口与基地无线通信模块相连；
所述船舶实时监控中心系统包括实时反馈系统和船舶监测系统，所述船舶监测系统包括第一处理器，所述第一处理器输入端口组分别与摄像监视模块和红外线助航模块的输入端口相连；
所述第一处理器输出端口组分别与船载声光报警器、电子海图和视频显示模块相连；
所述第一处理器存储端口与存储器第一存储端口相连；
所述第一处理器第一通信端口与船载AIS系统相连，所述第一处理器第二通信端口与船载无线通信模块相连；
所述船舶监测系统通过所述船载无线通信模块与所述基地监测中心系统通信，所述船载AIS系统和所述基地AIS系统定时相互传输信息；
所述实时反馈系统包括第二处理器，所述第二处理器输入端口组分别与回声探测仪、雷达监测模块、航向传感器和航速测量设备相连，所述第二处理器存储端口与所述存储器第二存储端口相连。
2.根据权利要求1所述一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，其特征在于：所述船载无线通信模块和所述基地无线通信模块通过GPRS、CAMA、4G和WIFI构成的通信网络。
3.根据权利要求1所述一种基于ECDIS和通信网络的船舶引航系统，其特征在于：所述船载AIS系统和所述基地AIS系统以时分多址方式进行通信。
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