数据采集与监控

ControlITControlALL大连市黄浦路720号5层Tel:400-6388860Fax:[e-mail]船舶数据采集与动态监控解决方案大连瀚科信息技术有限公司大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]全球性能源紧张以及气候变化已成为国际社会普遍关注的重大问题，节能减排已经成为国际社会的共同责任。鉴于我国目前的能源状况，一方面要通过寻求国际合作，开发新的能源资源和注重新能源的开发利用。另一方面，注重能源资源的节约，提高能源利用效率，对于中国来说既重要又迫切。在船舶营运成本中，燃料费用约占40-60%。随着航运事业的不断发展，对燃油的需求将日益增加。由于石油是不可再生能源，石油储量的日益枯竭必然导致油价上涨和船舶营运成本的提高。为了节能减排，降低营运成本，航运公司需要对船舶实际油耗信息进行准确、及时的监察。目前通常采取人工测量油耗、每日汇报的手段，但人工方式毫无疑问会存在较大误差。针对以上问题，我公司从2008年开始，根据船舶营运的实际需求，提出并完成一套专用解决方案：船舶油耗监控系统。船舶油耗监控系统节油指导船岸同步准确实时大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]采用高精准度涡轮流量计，模拟流量信号经电缆实时传输到船载工控机；船舶机舱人员及驾驶员能够实时看到燃油（轻油、重油等）的流量信息船载工控机对油耗数据进行初步处理，然后通过无线通道（3G）把数据传输到公司总部服务器，在岸基实时显示航行中船舶的油耗信息按照船舶、航速、航段、季节、时间等维度，生成多种维度的报表；使各船舶在不同情况下的油耗一目了然通过对历史数据的分析、挖掘，结合资深轮机员、船长的意见，给出具有实际指导作用的节油方案大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]机舱单元自动化系统船舶航行自动化系统货舱单元自动化系统Inmarset-CInmarset-FInmarset-BEGN近海无线专用网络3G/CDMA等海事卫星海事卫星地面站InternetVPN各分公司客户群船端数据采集与处理系统总公司船—岸通信系统岸基应用系统所辖各船舶系统强调“船岸一体”的概念，如图所示，由3大部分组成：船端数据采集与处理系统、船—岸通信系统和岸基应用系统。大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•船舶航行数据主要从船舶自动识别系统（AIS）和航行数据记录仪（VDR）中获取。从VDR中可以获取4类数据：•1）操舵信息：包括车钟指令和回令数据，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。•2）船舶状态信息：包括主机转速、船艏向、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、风向和风速、水深等数据。•3）语音信息：驾驶室内的谈话，驾驶室内部通信、船舵令、广播系统和声响报警的声音，甚高频（VHF）无线电话通信的声音。•4）图像信息：每15s一帧的雷达图像。大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]机舱监控数据服务(监控、决策等)机舱数据主要从机舱集中监视报警系统和一些主要的单元自动化系统（如主机遥控系统等）中获取。包括主机系统、燃油系统、滑油系统、冷却水系统、排气系统、空气系统、锅炉系统和电站辅机系统等8大类实时数据。机舱数据分类表示电站系统锅炉系统空气系统主机系统燃油系统冷却水系统滑油系统排气系统更多系统…监控数据二次应用图表表示趋势图表示模拟图表示分组调用报警综合分析综合更多应用…大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•分析处理系统主要是进行有效性检验实质是滤除非法数据和无效数据。有效性检验包括：数据时效的准确性检验、数据量值的范围检验、异常数据检验。数据格式转换是将不同量纲的数据一律转换成标准量纲数据，以及统一的数据类型。数字数据的分类与标识按照数据功能分为航行数据、机舱状态数据和货物状态数据。对这些带时标的当前数据按给定要求加以标识，以便岸基应用系统识别和数据重用。视频数据存储协议解析代码转换数值标定量纲转换视频压缩格式转换数据有效性检验数据格式转换数据分类与标识数据存取与筛选状态数据存储数据传输控制模块数字数据模拟量/开关量数据视频数据大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•数据传输控制模块结构示意图如图4所示。数据传输控制模块是将分类后需要上传到岸基系统的数据（文本文件）进行加密或压缩打包，通过船载卫星终端发送到岸基系统。而对音频或视频数据则进行流控制，实现透明传输。数据存取与筛选视频压缩与格式转换视频传输处理岸基视频存储岸基数据存储数据解密数据解压缩数据解包视频传输处理Inmarsat通信系统船基传输控制岸基传输控制数据加密数据压缩数据打包（电子邮件）大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]海事卫星通信网络岸基传输控制航运公司信息专网监控终端岸基数据存储数据解包数据解压缩数据解密机舱数据二次应用数据加密数据压缩数据打包电子邮件数据传输处理Inmarsat-C船载终端Inmarsat-F船载终端F77BGAN船端数据传输船舶远程监控与决策分析岸基数据处理航行数据机舱数据货物数据视频数据其他数据船端数据采集有效性检验标准格式转换分类与标识协议解析代码转换数值标定量纲转换机舱数据存储存取与筛选大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•船舶动态功能模块，提供船舶状态、航行状态、设备状态、货物状态、人员状态等各类信息，提供查询显示界面，包括历史数据和当前数据。•船位、航向、航速，航线管理、航次计划等大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•集团（总公司）的船舶安全监控建立在各分公司船舶安全监控的基础上，由各分公司上传所属船舶的多态数据到总公司岸基核心数据库中。总公司与各分公司的船舶安全监控系统均提供可视化界面，主要由3大功能模块组成：船舶动态、安全监控和远程机舱，涉及的监控数据包括历史数据和当前数据，按业务类型提供比较分析。•远程机舱功能模块，提供船舶机舱仿真图形及操作功能，模拟船舶集控室的操作平台，根据所获得的和提供的当前和历史机舱采集数据，提供图形化的人机交互界面，对船舶设备工况数据实现察看及历史数据回放，对同型号的不同船舶进行工况对比。同时可以通过系统维护，对机舱各类参数确定额定值、上下限等阈值，供系统预警使用。大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•包含：主机系统、燃油系统、滑油系统、冷却水系统、排气系统、空气系统、锅炉系统和电站辅机系统。•单船、多船报警统计•动态系统图滑油系统锅炉系统电站辅机系统空气系统排气系统冷却水系统主机系统燃油系统大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•2006年承担了中远集团《远洋船舶及货物运输在线监控系统》项目。•《远洋船舶及货物运输在线监控系统》为国家“十一五”期间科技支撑计划重大项目之一。•成功实施船舶38艘，船型包含：集装箱船、散货船、油轮、客船、特种船等。•突破核心技术多态异构航运数据的采集和标准化转换技术基于船舶状态、气象、海图等的航行态势建模技术海上突发事件快速检测和预警技术面向任务的船舶综合调度技术•研制核心系统船载数据采集与处理系统岸基监控信息支持系统岸基船舶监控指挥系统解决了以往“岸不能主动控船”的难题，实现了多模式的岸基指令控制，能够响应岸基控制指令，控制本系统船端相关设备的工作模式、改变设备工作参数等。突破了老旧船机舱设备数据采集技术，研制了专用数据采集单元；设计制造了集数据采集、分析处理、通信控制于一体的高可靠性船用计算机系统。12341航行动态监控2监控数据统计分析3机舱动态监控4监控状态预警大连瀚科信息技术有限公司:0411-84898629Mail:[e-mail]•该解决方案以内河水域营运船舶为主体，在考虑营运船舶航行状况以及航道特点的基础上，实现对营运船舶的优化操作管理，并通过船用柴油机油耗监测，实现对船舶燃油消耗的精确定量控制，采集船舶动力系统的数据，同时根据航线、航道、天气等多种因素，为船舶航行计划、航行速度进行优化，提出节能建议，从而达到节能减排的目的。•包含以下部分：船舶柴油机燃油消耗监测设备船舶柴油机燃油管理系统航行优化系统数据通讯系统岸基监控分析系统•该系统已经在重庆港航局所辖船舶上实施应用。1油耗监控2航行船位监控3船载流量计123454船载工控机5现场实施