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申请/专利权人:中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司;江苏科技大学;中国人民解放军92941部队第140所
摘要:本发明公开了一种信息传送稳定可靠的船舶智能航控系统,包括船端系统、通信链路、岸端系统和智能监控装置,船端系统和岸端系统经通信链路实现数据收发共享,为船舶实现智能航行、能耗管理、故障诊断、远程控制功能提供数据基础;通信链路包括布置在船端系统的船端通信终端和布置在岸端系统的岸端通信终端,船端系统和船端通信终端之间以及岸端系统和岸端通信终端之间均设有通信链路切换装置,通信链路切换装置用于评估通信链路质量并可采用手动或自动模式将通信链路切换至最佳通信链路。本发明还公开了上述系统的运行控制方法。
主权项:1.一种船舶智能航控系统,包括包括船端系统、通信链路、岸端系统和智能监控装置,船端系统和岸端系统通过通信链路无线连接进行数据收发共享,为实现船舶智能航行、能耗管理、故障诊断、远程控制功能提供基础数据和决策支持;其特征在于:所述通信链路包括布置在船端系统的船端通信终端和布置在岸端系统的岸端通信终端,船端系统和船端通信终端之间以及岸端系统和岸端通信终端之间均设有通信链路切换装置,通信链路切换装置用于评估通信链路质量并可采用手动或自动模式将通信链路切换至最佳通信链路;通信链路切换装置包括主控模块、数据处理模块、通信接口、监测模块、切换模块和通信终端接口;主控模块通过通信接口与船端系统或岸端系统连接,实现通信链路切换装置与船端系统或岸端系统的数据收发;通信终端接口与船端或岸端通信终端连接,实现通信链路切换装置与船端通信终端或岸端通信终端的数据收发;多个通信终端接口向外分别与多个通信终端连接、向内与数据处理模块连接形成多个通信链路;数据处理模块将从通信终端接口接收到的数据处理后发送至主控模块,或者将从主控模块接收的数据处理后通过通信终端接口发送至通信终端;通信接口和通信终端接口为标准接口,包括以太网、标准串口、USB;通信终端接口与数据处理模块连接线上设有监测模块和链路切换开关,监测模块监测计算各个通信链路信息和状态并将链路信息发送给切换模块,通信链路信息包括通信链路延时、丢包率、信噪比、能耗、费用参数;链路切换开关受切换模块控制,切换模块可通过链路切换开关从硬件上实现通信链路打开或关闭,也可通过控制程序从软件上选择接收不同链路的信息实现通信链路的切换;船舶智能航控系统运行时,岸端系统通过智能监控装置采集航行基础信息后,采用数据收发自适应调整方法将数据规范简化并确定信息类型,岸端系统通过通讯接口将规范简化后的数据及数据类型发送至通信链路切换装置;通信链路切换装置采用多链路通信方法,实时监测各个通信链路通信质量,并根据待发送的数据信息类型,评估各通信链路综合质量,自动模式下使用综合质量最佳的通信链路作为数据收发链路,手动模式下,采用用户选择的通信链路作为数据收发链路;确定通信链路后,通信链路切换装置采用相应的通信终端将数据发送至船端系统,船端系统基于接收的航行基础信息数据进行航迹自动控制、避障路径规划;所述数据收发采用的自适应调整方法,包括依次实施的规范报文发送数据格式、岸端系统获取船舶航行基础信息及船舶信息、岸端系统计算船舶航行基础信息对船舶航行状态的影响权重、船端与岸端信息定时收发自激励、岸端系统简化数据信息并发送;规范报文发送数据格式具体内容为:规范报文内容与各内容排列顺序,报文发送内容为接收时间与频率、交通条件、水文气象、交通管理、障碍物信息与附加信息;其中水文气象包含风速、降雨量、能见度、海浪信息;附加信息包括包含时间戳、通信链路编号信息;岸端系统简化数据信息具体内容为:T次要发数据内容与T-1次已发数据内容依次对比,若接收时间与频次发生变化,则修改,否则以字母a代替;若交通条件发生变化,则修改,否则以字母b代替;对水文气象内的各个内容对比分析,若差值在设定值之内,则以字母c代替,否则修改;若交通管理内容发生变化,则修改,否则以字母d代替;若障碍物信息发生变化,则修改,否则以字母e代替;所述的岸端系统计算船舶航行基础信息对船舶航行状态的影响权重具体包括以下步骤:步骤1:岸端系统获取船舶航行基础信息和船舶信息,以及确定出海船舶数量w;步骤2:岸端系统计算各船舶航行四类基础信息即交通条件、水文气象、交通管理、障碍物信息对船舶航行状态的影响度值Aw1、Aw2、Aw3、Aw4;且Aw1+Aw2+Aw3+Aw4=1;步骤3:岸端系统根据各具体船舶航行基础信息内容确定各基础信息对各船舶航行的影响权重,具体如下:根据设定的交通状态对船舶航行的影响权重,记交通条件对w艘船舶航行影响权重N=[N1,N2,…,Nw-1,Nw];记水文气象对w艘船舶航行影响权重M=[M1,M2,…,Mw-1,Mw],其中,值Mw的计算方法如下:其中,s为水文气象内容中所包含信息种类数量;Ms-ks为设定的各具体水文气象对船舶航行影响权重值;ks为各具体水文气象等级划分的数量;根据设定的交通管理对船舶航行的影响权重,记交通管理对w艘船舶航行影响权重Q=[Q1,Q2,…,Qw-1,Qw];根据设定的障碍物信对船舶航行的影响权重,记障碍物信息对w艘船舶航行影响权重H=[H1,H2,…,Hw-1,Hw]。
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百度查询: 中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司 江苏科技大学 中国人民解放军92941部队第140所 船舶智能航控系统及其运行控制方法
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