CN217022838U - 一种船舶航行监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种船舶航行监控系统，包括：数据采集设备，与环境信息采集设备和交换机组连接，获取所述环境信息采集设备的采集数据，并将环境数据发送至交换机组；边缘计算设备，与船舶的航行信息采集设备和交换机组连接，获取航行信息采集设备的船舶航行态势信息，并将船舶航行态势信息发送至交换机组；交换机组，与数据采集设备、边缘计算设备连接以及智能终端设备连接，接收数据采集设备发送的环境数据和边缘计算设备发送的航行态势信息；将所述环境数据和航行态势信息发送至智能终端设备；智能终端设备，与交换机组电连接，接收并显示所述环境数据和航行态势信息。

Description

一种船舶航行监控系统

技术领域

本实用新型涉及船舶监控系统技术领域，尤其涉及一种船舶航行监控系统。

背景技术

船舶监控系统是指通过技术手段实时监控船舶的所在位置，从而对船舶的安全生产和船期执行情况做到实时跟踪。

现有监控系统中，船舶传感器设备通过RS485/RS422接口连接到数据采集设备，再通过网线连接到交换机，最后由交换机连接到服务器。其中，所有处理、存储程序都由服务器来完成，这会给服务器带来很大的计算负担，对服务器的要求非常高；同时，所有采集数据都集中到服务器，对于数据安全性要求高，会增加数据泄漏的风险；此外，由服务器进行全部数据采集、处理，会造成响应时间较慢、实时性不够高，对于船舶监控系统来说，若不能及时掌握船舶航行状态，可能会出现危险会遇，因此需要提高监控系统的响应速度、减少数据延迟。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种船舶航行监控系统，用以解决现有的船舶航行监控系统存在的响应时间慢、实时性不强等问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种船舶航行监控系统，包括：

数据采集设备，与环境信息采集设备和交换机组连接，获取所述环境信息采集设备的采集数据，并将环境数据发送至交换机组；

边缘计算设备，与船舶的航行信息采集设备和交换机组连接，获取航行信息采集设备的船舶航行态势信息，并将船舶航行态势信息发送至交换机组；

交换机组，与数据采集设备、边缘计算设备连接以及智能终端设备连接，接收数据采集设备发送的环境数据和边缘计算设备发送的航行态势信息；将所述环境数据和航行态势信息发送至智能终端设备；

智能终端设备，与交换机组电连接，接收并显示所述环境数据和航行态势信息。

基于上述方案的进一步改进，环境信息采集设备包括风速风向仪、测深仪、电子海图系统和气象服务系统；所述航行信息采集设备包括GPS设备、电罗经和AIS设备。

进一步地，所述监控系统还包括雷达设备，所述雷达设备包括天线、雷达收发开关、雷达发射机和雷达接收机，所述天线与所述雷达收发开关连接，所述雷达收发开关与所述雷达发射机和雷达接收机连接，雷达接收机与所述交换机组连接。

进一步地，所述交换机组包括第一交换机、第二交换机和第三交换机，所述数据采集设备与所述第一交换机、第二交换机和第三交换机均电连接；所述边缘计算设备与所述第一交换机、第二交换机和第三交换机均电连接；所述第三交换机与所述第一交换机和所述第二交换机均电连接。

进一步地，所述监控系统还包括服务器，所述服务器与所述第一交换机、所述第二交换机均电连接。

进一步地，所述智能终端设备与交换机组通过无线通信设备连接。

进一步地，每个所述交换机包括四类以太网接口；

第一类以太网接口用于与数据采集设备连接；

第二类以太网接口用于与其他交换机连接；

第三类以太网接口用于与所述边缘计算设备连接；

第四类以太网接口用于与所述智能终端设备连接。

进一步地，所述交换机组还与船舶VAST设备连接，用于所述监控系统通过所述VAST设备与岸端通信，所述VAST设备设置在船舶电气设备间内。

进一步地，所述数据采集设备组还与机舱监测报警系统连接，获取机舱监测报警系统发送的监测报警信息，将所述监测报警信息发送至交换机组，交换机组将所述监测报警信息发送至智能终端设备。

进一步地，所述边缘计算设备的型号为EA-B400。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

1、本实施例提供的船舶航行监控系统，能够利用边缘计算设备、数据采集设备、交换机、智能终端设备便捷地构建成数据传输网络，将采集到的众多船舶设备的数据经由数据传输网络发送至智能终端设备，边缘终端设备可以实现船舶设备的边缘计算，缩短数据传输链路，能够实现多个船舶设备的智能船舶信息的安全、可靠采集；克服了现有技术存在的数据集中处理计算量过于集中和庞大的缺陷。

2、本实施例提供的船舶航行监控系统，能够利用边缘计算设备供了比较好的隐私机制，不会将用户隐私数据上传，而是暂时存到网络边缘计算设备上，从而减少了数据泄露的风险，提高了数据的安全性。

3、本实施例提供的船舶航行监控系统，通过设置边缘终端设备，使得数据不必在集中式服务器之间连续地来回传输来处理，而接收船舶设备的大量数据方面效率更高，延迟更低，处理速度更快，有助于对船舶航行态势的实时监控，提高了船舶航行的安全性。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例船舶航行监控系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型的一个具体实施例，公开了一种船舶航行监控系统，如图1所示，包括：

数据采集设备，与环境信息采集设备和交换机组连接，获取所述环境信息采集设备的采集数据，并将环境数据发送至交换机组；

边缘计算设备，与船舶的航行信息采集设备和交换机组连接，获取航行信息采集设备的船舶航行态势信息，并将船舶航行态势信息发送至交换机组；

交换机组，与数据采集设备、边缘计算设备连接以及智能终端设备连接，接收数据采集设备发送的环境数据和边缘计算设备发送的航行态势信息；将所述环境数据和航行态势信息发送至智能终端设备；

智能终端设备，与交换机组电连接，接收并显示所述环境数据和航行态势信息。

通过采用边缘计算设备，将船舶的航行态势计算下沉到边缘端，从而减轻服务器的压力，传输和响应更加迅速，船员能够及时掌握到船舶的航行状态，从而提高船舶的安全航行。

实施时，环境信息采集设备包括风速风向仪、测深仪、电子海图系统和气象服务系统等设备。风速风向仪用于采集当前真风向风速信息；测深仪用于采集当前航行水域水深；电子海图系统用于航次计划信息，气象服务系统用于采集当前航行的气象信息，例如风浪涌流信息。环境信息采集设备的数据输出为串口数据，不能直接发送至交换机，需要通过数据采集设备将串口数据转换为网络数据，进而发送至交换机。

实施时，航行信息采集设备包括GPS设备、电罗经和AIS设备。GPS设备用于获取本船的定位和速度信息，AIS设备用于获取周围船舶的位置和速度信息，电罗经用于采集本船的船首向的信息。船舶监控系统需要根据本船和周围船舶的位置、本船的航向、速度等信息进行船舶会遇态势的判断，判断是否会出现危险会遇。传统的方式是将航行数据通过交换机发送至服务器，在服务器端完成计算，由于服务器要进行其他数据存储、计算的处理，会造成响应时间较慢、实时性不够高，本申请将航行数据发送至边缘计算设备，在边缘端计算船舶航行态势，将航行态势信息发送经交换机直接发送至智能终端，从而缩短了数据传输链路，并且提高了响应速度，使船员能实时掌握船舶航行态势。

实施时，边缘计算设备可采用EA-B400，数据采集设备可采用NPORT5400系列，交换机可采用EDR-810系列。

需要说明的是，边缘计算设备根据本船和周围船舶的位置、本船的航向、速度等信息进行船舶会遇态势的计算设计的软件/程序方法是现有技术常见的方法，如将现有船舶会遇态势计算程序在边缘计算设备中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。

为了进一步提高监控准确度，所述监控系统还包括雷达设备，所述雷达设备包括天线、雷达收发开关、雷达发射机和雷达接收机，所述天线与所述雷达收发开关连接，所述雷达收发开关与所述雷达发射机和雷达接收机连接，雷达接收机与所述交换机组连接。实施时，船员可通过雷达收发开关控制雷达发射机发射雷达信号、雷达接收机接收雷达信号，雷达接通过与交换机组连接将接收的雷达信号发送至交换机组，交换机将信号发送至智能终端设备，从而是船员能够更精确掌握船舶的航行状态，避免航行危险。

实施时，为了避免交换机出现故障影响监控系统的运行，所述交换机组包括第一交换机、第二交换机和第三交换机，所述数据采集设备与所述第一交换机、第二交换机和第三交换机均电连接；所述边缘计算设备与所述第一交换机、第二交换机和第三交换机均电连接；所述第三交换机与所述第一交换机和所述第二交换机均电连接。通过冗余连接的方式，若其中一个交换机出现故障，不会影响监控系统的正常运行。

为了进一步提高监控系统采集数据的后期利用，所述监控系统还包括服务器，所述服务器与所述第一交换机、所述第二交换机均电连接。交换机可将采集的环境数据和航行数据发送至服务器，服务器存储所述环境数据和航行数据，为后期进行安全分析等提高数据基础。

实施时，为了方便船员在船舶任意位置都可以随时监控船舶状态，所述智能终端设备与交换机组通过无线通信设备连接。智能终端设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。

交换机作为中间桥梁，需要与边缘计算设备、数据采集设备、其他交换机及智能终端进行通信，为了便于管理，每个所述交换机包括四类以太网接口；

第一类以太网接口用于与数据采集设备连接；

第二类以太网接口用于与其他交换机连接；

第三类以太网接口用于与所述边缘计算设备连接；

第四类以太网接口用于与所述智能终端设备连接。

优选地，当选择EDR-810系列交换机时，可将所述交换机中的#1～2以太网接口作为所述第一类以太网接口；将所述交换机中的#3～4以太网接口作为所述第二类以太网接口；将所述交换机中的#5～7以太网接口作为所述第三类以太网接口；所述交换机中的#8以太网接口为所述第四类以太网接口。

为了便于系统与岸端进行通信，所述交换机组还与船舶VAST设备连接，用于所述监控系统通过所述VAST设备与岸端通信，所述VAST设备设置在船舶电气设备间内。

机舱监测报警系统用来监测机舱区域的主机、副机及相关机械设备的参数。机舱监测报警系统设置在船舶集控室的集控台内。

为了进一步进行提高系统的集成能力，对船舶进行全面监控，所述数据采集设备组还与机舱监测报警系统连接，获取机舱监测报警系统发送的监测报警信息，将所述监测报警信息发送至交换机组，交换机组将所述监测报警信息发送至智能终端设备。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中边缘终端设备所涉及的程序/软件为现有技术常见的方法，如将船舶会遇态势计算程序在边缘计算设备中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。本实用新型仅需要将各个具有相应功能的装置通过本实用新型实施例所给出的连接关系进行连接即可，其中并不涉及任何程序软件方面的改进。而至于各个相应功能的硬件装置之间的连接方式，均是本领域技术人员可以采用现有技术实现的，在此不做详细说明。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶航行监控系统，其特征在于，包括：

数据采集设备，与环境信息采集设备和交换机组连接，获取所述环境信息采集设备的采集数据，并将环境数据发送至交换机组；

边缘计算设备，与船舶的航行信息采集设备和交换机组连接，获取航行信息采集设备的船舶航行态势信息，并将船舶航行态势信息发送至交换机组；

交换机组，与数据采集设备、边缘计算设备连接以及智能终端设备连接，接收数据采集设备发送的环境数据和边缘计算设备发送的航行态势信息；将所述环境数据和航行态势信息发送至智能终端设备；

智能终端设备，与交换机组电连接，接收并显示所述环境数据和航行态势信息。

2.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，环境信息采集设备包括风速风向仪、测深仪、电子海图系统和气象服务系统；所述航行信息采集设备包括GPS设备、电罗经和AIS设备。

3.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括雷达设备，所述雷达设备包括天线、雷达收发开关、雷达发射机和雷达接收机，所述天线与所述雷达收发开关连接，所述雷达收发开关与所述雷达发射机和雷达接收机连接，雷达接收机与所述交换机组连接。

4.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述交换机组包括第一交换机、第二交换机和第三交换机，所述数据采集设备与所述第一交换机、第二交换机和第三交换机均电连接；所述边缘计算设备与所述第一交换机、第二交换机和第三交换机均电连接；所述第三交换机与所述第一交换机和所述第二交换机均电连接。

5.根据权利要求4所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括服务器，所述服务器与所述第一交换机、所述第二交换机均电连接。

6.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述智能终端设备与交换机组通过无线通信设备连接。

7.根据权利要求4所述的船舶航行监控系统，其特征在于，每个所述交换机包括四类以太网接口；

第一类以太网接口用于与数据采集设备连接；

第二类以太网接口用于与其他交换机连接；

第三类以太网接口用于与所述边缘计算设备连接；

第四类以太网接口用于与所述智能终端设备连接。

8.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述交换机组还与船舶VAST设备连接，用于所述监控系统通过所述VAST设备与岸端通信，所述VAST设备设置在船舶电气设备间内。

9.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述数据采集设备组还与机舱监测报警系统连接，获取机舱监测报警系统发送的监测报警信息，将所述监测报警信息发送至交换机组，交换机组将所述监测报警信息发送至智能终端设备。

10.根据权利要求1所述的船舶航行监控系统，其特征在于，所述边缘计算设备的型号为EA-B400。

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