项目八船运监控系统应用.

项目八分析船运监控系统1．掌握概述1.1船舶航行监控必要性——自有海难记录以来的200年间，全球有100多万艘大中型船舶沉没；——近20年来，每年沉船事故平均242艘152万吨。2008年2月7日，一艘往返英国与爱尔兰的5000吨级货轮Riverdance号，在英国西海岸遇暴风雨搁浅翻覆。2007年12月23日，挪威一艘邮轮M/SExplorer，搁浅在南极。2007年1月18日，英国一艘集装箱轮MSCNapoli，侧翻在位于大西洋和加勒比海之间的英属维尔京群岛附近。1．掌握概述巴拿马散装船M/VNewFlame，2007年8月12日，在直布罗陀海峡与一艘丹麦油轮相撞。1．掌握概述2006年12月6日，装载着钻井平台AleutianKey号的荷兰半潜船MightyServant3号在安哥拉Luanda港水域作业时意外沉没。2010年4月20日，美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台发生爆炸，造成原油泄漏。2007年2月22日，印尼客运渡轮Levina1，起火造成至少51人丧生。3天后沉没。1．掌握概述1．掌握概述2008年12月17日12时43分左右，“振华4号”从苏丹返航途径亚丁湾水域时遭遇2艘海盗船袭击。1．掌握概述2014年4月16日，载有476人的“岁月”号客船在韩国西南部海域沉没，遇难284人。1．掌握概述2015年6月1日深夜载有458人的“东方之星”客轮突遇龙卷风，在长江监利水道段倾覆，442人遇难。1．掌握概述船舶航行监控的实施者和服务对象——国际海事组织(IMO)对航行于海上的船舶实施监控，提供应急救助服务；——港口国海事监管机构对沿海、沿江、航道上的所有船舶实施监控，进行船舶水上交通管理和航行执法；——船务公司对其所辖船舶实施监控，有效掌控船舶状态，进行船岸一体化管理；——港务公司对其港口水域的船舶进行监控，保障港口安全。1．掌握概述1.2懂得船舶航行监控技术发展1973年IMO提出决议案，1999年2月，GMDSS在全球全面启用。与SOS不同，GMDSS是一个船岸间全球海上移动无线电通信系统。它由卫星系统和地面无线电系统组成。能更迅速、更可靠地发出救难信息，还能以自动、半自动的方式取代以前的人工报警方式。全球海上遇险与安全系统（GMDSS——GlobalMaritimeDistressandSafetySystem）1．掌握概述1998年IMO对将于2002年7月生效的SOLAS公约中，增加了“通用船载自动识别系统（AIS）”和“航行数据记录仪（VDR）”，船舶强制性装备AIS的时间表是：最迟2008年7月1日前，国际航线300总吨以上的船舶；国内航线客船及500总吨以上的船舶；安装AIS。船舶自动识别系统（AIS——AutomaticIdentificationSystem)AIS设备的成本相对于雷达设备要低的多，然而它的“可视”范围却几乎等于雷达。为船舶提供一种有效的避碰措施，极大地增强雷达功能。实现目标船的监控。1．掌握概述IMO的SOLAS公约要求，客船、客滚船以及2002年7月1日以后新建造的3000总吨及以上所有其他船舶强制配载VDR。VDR的主要功能是记录航行设备数据、驾驶台声音以及其他与航行安全相关的数据，在船舶发生海难或事故后，能够快速有效的取得相关证据。船舶航行数据记录仪（VDR——VoyageDataRecorder）一个VDR具有三项基本功能：船舶静态信息固化、船舶动态信息和操作信息记录。VDR一般由三部分组成；数据存储单元、数据处理单元和数据回放单元。1．掌握概述2002年12月IMO在缔约国政府会议上审议并通过了强制安装SSAS，纳入SOLAS公约。从事国际海域航行的船舶必须安装SSAS，并自2004年7月1日起生效。船舶保安警报系统（SSAS——ShipSecurityAlertSystem）系统自动向主管当局指定的相关部门发送警报。不向任何其他船舶发送船舶治安警报；也不会由此启动船上任何其他警报。1．掌握概述VTS具备监视水域船舶运动并对船舶提供信息、建议和指示的手段，它能与船舶相互作用并能有效控制船舶交通流，从而在获得最大的港口营运效益同时使船舶交通事故和环境污染的风险减至最小。船舶交通管理系统（VTS——VesselTrafficServices）2．理解船舶远程监控的基本原理与实现方法2.1认识船舶驾驶台设备及其网络系统综合桥楼系统（IBSIntegratedbridgesystem）综合了计算机技术、网络技术、控制技术、信息处理技术等，将船上的各种导航/助航、操作控制和雷达避碰等电子设备通过计算机网络有机地组合起来，实现船舶自动化航行。雷达导航电子海图中央控制台航线设计电子海图自动操舵仪GPS/AIS系统海图桌机舱监控报警系统航行数据记录电航仪器航运优化系统海上遇险和安全系统机舱网关机舱控制台2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法从导航/助航设备、机舱自动化设备中获取监控数据：——导航/助航设备，具备IEC-61162数据通信接口标准（AIS、VDR、SSAS、风速仪、计程仪、回声仪等）——机舱自动化设备，目前无统一接口标准，数据获取难度较大（机舱集中监视报警系统、机舱单元自动化系统）2.2数据采集2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法AIS/GPSAIS将船舶标识信息、位置信息、运动参数和航行状态等与安全有关的数据，通过信道建立无线通信数据链路，实现移动目标之间的应答），广播给周围的船舶，实现对本海区船舶的识别和监视。AIS可以获取的信息：——静态信息：IMO编号、呼号和船名、船长和船宽、船舶类型、船上使用的定位天线的位置。——动态信息：带有精度指示和完整性状态的船位、时间、航向、速度、航行状态等。——与航次有关的信息：船舶吃水、危险货物类型、目的港和预计到港时间。——与安全有关的信息：短信息。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法船舶航行数据记录仪（VDR——VoyageDataRecorder）VDR可以获取的信息：——操作信息：主机油门/螺距操作、转舵操作和实际舵角、推进器、侧推器等数据。——船舶状态信息：主机转速、航迹向、航速、船位、船体开口状况、水密门和防火门状况、船体应力、风向风速、水深等数据。——图像信息：每15s一帧的雷达图像。——语音信息：驾驶室内语音，内部通信、船舵令、广播系统和声响报警的声音，无线电话通信的声音。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法船舶保安警报系统（SSAS——ShipSecurityAlertSystem）双重作用：——紧急状况下提供警报功能，SSAS可自动将报警信息Email形式发至用户指定的信箱，同时在界面上明显标注报警船舶的位置，并增加报警船舶的船位报告频率。——正常状况下SSAS为船舶公司提供船舶动态监控功能，使公司管理人员实时了解本公司船舶在全球海域的航行动态。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法机舱自动化系统包括：报警与监视系统；辅机设备控制系统；电站管理系统；推进控制系统；货舱监控系统；空调系统；火警系统等。这些系统通过计算机网络连接起来，满足了开放性和可扩展性的要求。从机舱自动化系统中提取8类数据：1）主机系统数据；2）燃油系统数据；3）冷却水系统数据；4）滑油系统数据；5）排气系统数据；6）电站系统数据；7）锅炉系统数据；8）泵类系统数据。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法2.3数据传输国际海事卫星（Inmarsat）1979年成立国际组织INMARSAT，直接成员国89个，总部在伦敦。1999年变为商业公司，提供海事、航空、陆地移动卫星通信和信息服务。是船舶遇险安全通信的主要支持系统，并承担陆地应急通信和灾害救助通信。INMARSAT将全球分为四个区域，有9颗卫星覆盖全球。向航海、航空和海上工业提供遇险和安全通信服务。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法新一代北斗卫星导航系统计划由35颗卫星组成：——5颗静止轨道卫星——3颗倾斜同步轨道卫星——27颗中地球轨道卫星至今已发射了20多颗。2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。四大功能：（1）短报文：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能（2）授时：可向用户提供20ns-100ns时间同步精度（3）定位：水平精度100米，设立标校站之后为20米（4）系统容纳的最大用户数：540000户/小时2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法GPRS/CDMA移动通信内河、湖库区、港口、沿海等GPRS/CDMA能够覆盖的水域，作为船岸通信传输的工具。当数据流量较大时，可以几个模块捆绑运行。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法2.4数据应用在线监控在线监控主要以可视化图表表示：——电子海图（或电子内河江图），显示船舶航行数据；——组态软件或专用软件，显示机舱运行状态数据；——视频软件，显示视频图像。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法电子海图（电子江图）电子海图显示与信息系统（ECDIS——ElectronicChartDisplay&InformationSystem）被认为是继ARPA雷达之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。现已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它不仅能连续给出船位，还能提供和综合与航海有关的各种信息。2．认识船舶远程监控的基本原理与实现方法船舶管理船舶监控数据作为船务公司对其所辖船舶管理的重要依据。——海务管理船舶调度与决策——机务管理机舱设备状态评估，设备远程维护支持，节能监控3．理解内河船舶监控技术主要以船舶安全航行监控为主，其结构是：——船端GPS/AIS+GPRS/CDMA+岸端监控软件；——船端GPS/AIS+北斗卫星+岸端监控软件；——船端RFID+岸端监控软件。当需要监控机舱设备时，须增加机舱数据采集装置。基于北斗/世广卫星的船舶实时远程监控系统的组成框架，系统按照其功能可分为三大部分：航行船舶船载系统、卫星通信系统、陆上监控中心系统。通信服务器GIS服务器Web服务器监控终端监控终端监控终端VPN卫星营运公司北斗卫星航行船舶海事局监控指挥中心DDN远程监控终端远程监控终端远程监控终端监控指挥分中心世广卫星航行船舶船载分中心GPS利用北斗/世广卫星完成双向数据传输功能，集船舶定位与数据传输于一体，实现船位监控、自动预警、遇险报警与救助、指挥等。3．理解内河船舶监控技术国家重大科技支撑项目：综合智能交通技术集成应用示范——远洋船舶及货物运输在线监控系统4．理解远洋船舶监控技术主要以船舶安全和船岸一体化管理为主。（1）方案4．理解远洋船舶监控技术船基岸基海事卫星Inmarsat-CInmarsat-FInmarsat-BGAN海事卫星地面站各船舶机舱数据采集各分公司监控终端总公司安全监控平台InterNetVPN专网机舱监视报警系统机舱单元自动化系统（2）数据采集4．理解远洋船舶监控技术（2）数据处理与传输4．理解远洋船舶监控技术（3）岸端数据应用4．理解远洋船舶监控技术（4）机舱监控界面4．理解远洋船舶监控技术中国极地研究中心——极地考察站/船远程监控4．理解远洋船舶监控技术WebServer海事卫星北京地面站Inmarsat海事卫星雪龙号国内极地中心监控终端监控终端监控终端InternetGISServer通信Server长城站中山站昆仑站投影仪航行数据机舱数据管理数据船舶局域网设备数据管理数据考察站局域网雪龙号卫星终端无线电台科考站（1）方案4．理解远洋船舶监控技术（2）四站一船监控中山站(1989.2)69o22'S/76o23'E长城站(1985.2)62o13'S/58o58'W昆仑站(2009.1)80o25'S/77o07'E考察船设备实时监控系统：——船舶航行动态监控——主机系统监控——电站系统监控——锅炉系统监控考察站设备实时监控：——发电系统监控——水系统监控——燃油锅炉监控——科研与生活区温度与火警监控——油料存储监控——移动目标监控（车辆、人员）泰山站(2014.2)73o51'S/76o58'E4．理解远洋