某海事艇船舶信息化综合系统的设计

李家帅， 汪 涛， 葛丽军，王 磊,杨 吉

(1.江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏 镇江 212003；2.江苏通洋船舶有限公司，江苏 常州 213200)

0 引言

船舶信息管理系统主要功能是通过运用计算机网络、数据库、现代通信、多媒体等技术来建立高效畅通的通信链路，系统管理全船的数据、资料和信息，同时提供高效的综合指挥、巡航执法、深海巡航搜救、船舶设备状态监视、数据处理、信息发布、多媒体通信、办公娱乐等功能，为全船作业人员的办公和生活提供便利。目前国内的信息化管理系统还只是停留在整船自身状态的研究[1-3]，对实现岸基协同指挥、岸基二级数据中心数据同步、协同调度指挥等功能研究甚少。因此，本着“以人为本”的指导思想，急切需要提高对船舶的自动化程度的需求，使管理人员能方便快捷地撑握船舶的各方面的动态信息，以便及时做出相应的对策。

本文以某海事艇要求的船舶信息化技术指导意见书为基础，对各功能进行拓展，使设计的信息化管理系统内容更加丰富、性能更加可靠、管理更加方便灵活。

1 船舶信息化综合系统的概述

为满足某海事艇海上搜救、海上执法、巡逻、警戒、海陆空多方位综合执法搜救等功能，系统建设要以“适应性、冗余性、经济性、安全性及匹配性”为设计原则，遵循各种船舶标准规范。船舶信息管理系统承担某海事艇的网络信息服务功能，以及与岸基调度指挥中心进行协同调度指挥的任务，其具体内容为：实现综合调度指挥、综合管理、生活保障以及现有海事业务系统访问等相关功能;通过卫星通信、3G /4G公网无线通信与岸基中心进行远程数据交换，实现岸基协同指挥、岸基二级数据中心数据同步等功能。

本船的信息化管理系统分为4个模块，分别为综合指挥中心、综合管理系统、生活保障系统、支持保障系统。信息化系统架构图见图1。

图1 信息化系统架构图

2 综合指挥中心

2.1 统一调度指挥平台

统一调度指挥平台提供以IP通信为基础，采用数字化软交换服务器作为核心，集多媒体交换、语音调度、视频联动、电台通信等融合一体，提供船舶动态、区域警戒、船舶护航、智能辅助决策等核心功能，为监管指挥提供强力支撑;基于海图的图形化操作界面，提供了强大的展现设计工具;智能联动统一指挥系统，实现高效通信调度指挥平台。

2.2 语音指挥调度

语音指挥调度系统解决指挥调度人员需要通过多种不同终端进行单制式分散调度的问题，其功能如下：

(1)语言的融合通信和统一指挥调度。

(2)实现指挥中心及驾驶室对相关多种语音终端的点对点指挥、各类语言终端的跨平台点对点通信、语音会商指挥。

(3)实现对海上事件处置的统一指挥调度和应急决策信息的快速传达。

(4)实现对本船综合内通(含广播、IP 电话)、卫星电话、VHF电话、单边带电台、航空电台、渔业电台、终端电脑或会议语音外设等多种语音系统和设备终端的接入、融合及语音指挥调度。

2.3 指挥系统通信平台

指挥通信平台采用VSAT (C波段)卫星系统、VSAT (Ku波段)卫星系统、海事卫星通信系统、3G /4G公网无线船站系统、船船无线宽带通信系统以及船机高速数据传输系统互为补充的实时远程数据宽带通信，采用统一数据传输平台系统实现外部通信资源的统一调度管理。

3 综合管理系统

综合管理系统主要功能是实现全船及系统设备的状态信息，以及任务相关执法工具及采集设备状态信息、船务信息、后勤保障信息等综合信息的集成管理，包括信息的采集、传输、处理、存储、综合监视及综合管理。

3.1 船舶设备技术状态监视系统

船舶设备技术状态监视系统用于在驾驶室及调度指挥中心通过船舶动态监控平台进行本船技术状态信息的可视化综合监视，实现全船及系统、设备的状态信息，以及任务相关执法工具及采集设备状态信息的综合信息管理。该系统主要内容是对机舱重要设备、航行通导设备、其他重要设备的状态监控。

3.2 船务管理系统

船务管理系统由海事门户软件和船务管理软件组成。海事门户软件具有收集功能，它是本船信息资源的综合展现，在表现层为船务管理及办公提供统一的、便捷的信息统一入口，为业务子网用户提供一站制式的信息服务，支持用户通过统一门户网站访问岸端海事业务应用系统。船务管理系统的功能如下：

(1)实现全船船务管理的无纸化工作管理，是全船船务信息资源的综合展现。

(2)实现船舶管理、船员管理、维护保养、修船管理、岸基协同管理、备件管理、材料物料管理、报表、报警及办公助理、船岸数据同步管理、航行管理等功能。

(3)岸基端软件能够实现船务申报流程在线审批功能。

3.3 远程辅助维修设备

远程辅助维修设备采用便携式辅助维修工具实现对现场视频信息、语音信息的采集，以及与远程终端软件之间的在线视频数据传输和双向通讯，为本船提供远程在线辅助维修及保障支持，支持船与船无线宽带通信单兵终端的接口，从而能够实现现场视频音频信息的灵活采集及传输。

4 生活保障系统

4.1 船载IPTV系统

船载IPTV系统实现电视节目和自制节目播放及卫星电视的接收和转播，并提供公共信息发布及IPTV系统综合管理功能。

卫星接收设备能够接收C波段及Ku波段卫星电视信号，通过互联网IP协议向用户终端实时提供包括数字电视在内的多种交互式数字媒体服务的宽带增值业务。

4.2 上网管理系统

上网管理系统作用是监控网络聊天、上外网权限、邮件、网络下载等行为。

5 支持保障系统

5.1 综合布线系统

综合布线系统包括本船网络线缆、线缆两端的设备(配线架、用户区模块和面板等)以及设备之间的跳接和管理(设备间跳线)。

5.2 网络系统

全船网络系统工作原理为：全船采用星型或环形网络结构，网络布点均接入中心交换机，连接服务器、用户终端和其他节点设备。在互联网接入端口部署硬件防火墙。系统主要承载与船舶操作、巡航执法活动相关的业务，实现业务数据采集、传输、处理、存储管理，其主要功能为：

(1)支持综合监控、远程业务协同以及网络安全管理等功能。

(2)实现卫星宽带和3G /4G 网络接入功能的自动切换(优先使用3G /4G 网络)。

5.3 视频监控系统

视频监视系统主要采用数字IP高清摄像机，其主要功能为：

(1)实现船上所有重要位置的实时监控和影像记录。

(2)实现所有视频信息的显示、存储，并能够检索回放。

(3)陆地上的授权用户通过4G 网络连接船舶计算机网络系统，使用客户端软件或浏览器连接船上的视频服务器，多画面/单画面观看船上的摄像机图像。

(4)视频监视系统通过RJ45接口接入局域网，实现监视系统的传输和共享。

5.4 视频会议系统

视频会议系统通过在会议室的视频和音频采集设备，经过卫星宽带通过音频解码设备转换为声音，由会议室扩音设备输出。

通过服务器的HDMI 接口和USB接口，由电视显示单元显示视频。同时该视频会议系统能够与海事局岸基视频会议系统兼容，实现互通。视频会议通过卫星宽带通信实现视频和音频信号的传输，保证信息的畅通。

信息化系统与本船其他系统设备之间存在的接口有:导航系统接口、通信系统接口、机电综合监控系统接口、液位遥测系统接口、损管监控系统接口、航空保障系统接口、本船执法工具接口。另外，还应充分考虑系统接口的预留，保证系统的可扩展性。驾驶室、搜救指挥中心和网络机房除现有接口的实现外，硬件系统还应为所有的数据接口、通讯接口预留不小于10%的余量。软件系统应充分适应当前可能存在的接口扩展对系统带来的影晌。

6 结论

实船使用后发现该系统主要优点如下：

( 1 )拓展了管理功能，实现岸基协同指挥、岸基二级数据中心数据同步、协同调度指挥，使得现有的系统集成度更高，极大地提高管理者的效率。

( 2 )更多的信息传输模式，使得信息的传递更加便捷可靠。

( 3 )船舶的娱乐性能更高，保障了船员的基本生活需求。

( 4 )可视化的管理体验，使得管理者能够更加真实、清晰了解现场情况，以便及时作出准确的判断，保护好人员和财产安全。