综合船桥系统

IBS1.3综合驾驶台系统（IBS——IntegratedBridgeSystem）1、什么是IBS？集导航、监控、管理、显示于一体的智能化、网络化的综合航行管理系统。它通过相互连接以集中使用来自工作站的传感器信息、命令或控制，其目的是提高操作人员管理船舶的安全性和效率。2、完成任务：航路执行与监控通信机械控制装卸载和货运管理航行安全与船舶保安系统管理1-3-1IBS概述IBS3.IBS发展?航海发展大型化、自动化及高速化的船舶发展新趋势，要求经济性(省时、省耗)、安全性，对导航提出更高的要求。要求高精度、高可靠性、全球全天候、连续以至自动导航单独的、多种的导航设备存在问题？分散、可靠性差、精度差、功能单一、驾驶员负担想法？组合优势互补起始？70年代的早期INS:定位传感器的组合IBS1-3-2综合导航系统（INS）（一）组成是一种借助电子计算机，将不同特点的各种导航设备（或系统）有机地结合在一起，通过对多种导航信息的综合处理，提高导航精度和可靠性的导航技术或方法，扩大单设备功能，提高导航性能。INS—IntegratedNavigationSystemINSIBS1-3-2综合导航系统（INS）（二）主要功能1.传感器信息综合处理对象：主要包括时间、位置、航向、航速等综合处理目的：提高信息的有效性、可靠性、精度等。2.定位与导航：基本功能航路点、航线、定点及报警自动显示定位与导航数据自动将本船航迹标绘在ECDISINSIBS4、航线设计◆恒向线◆大圆航线◆混合航线★气象航线★经济航线★雷达图像叠加ECDIS★ARPA目标叠加ECDIS5、Radar/ECDISoverlay3.避碰Radar/ARPA，AIS，遵照避碰规则避让（二）主要功能INSIBS6、电子海图IBS7、自动驾驶（二）主要功能设计航线航迹保持定位导航自动舵自动改向航行于预定航线INSIBS8、航行数据记录：VDR9、安全信息测试★海图安全检查★危险区域安全检查★传感器位置监测★设备故障报警：设备本身故障★工作报警（系统工作状态报警）10、自检与报警11、模拟训练：辅助工作台INSIBS13、数据通讯VHF、GMDSS、广域/局域网络、接口模块电路14、消防控制等自动控制15、数据装载装载量、吃水、倾斜、稳性、强度、剪应力、弯矩计算消防、看仓、理货、自动靠离码头12、综合信息显示INSIBS1-3-2综合导航系统（INS）（三）分类及配置1、INS(A)功能提供有效的、正确的、统一的参考坐标系提供船舶的位置、速度、航向、时间传感器故障时发出报警配置陀螺罗经磁罗经多罗经组合计程仪EPFS测深仪IBS1-3-2综合导航系统（INS）（三）分类及配置2、INS(B)功能除INS(A)包括功能外提供有助于避开危险的相关信息在电子海图上或雷达上自动连续地标绘出船舶的位置、速度、航向、水深和预测危险配置在INS(A)基础上，增加：雷达ECDISAISIBS1-3-2综合导航系统（INS）（三）分类及配置3、INS(C)功能除INS(B)包括功能外自动控制船舶航向、航迹和速度监视控制船舶的状态与性能配置在INS(B)基础上，增加：航向、航迹和航速控制系统监督与报警系统综合信息控制系统IBS1-3-3IBSIBS是INS发展IBS是INS基础上对信息综合处理对船舶集中控制IBS一、IBS发展概况20世纪60-70年代功能：初步出现具有导航线功能基础：先进雷达特征：在雷达上计划航线和导航避险线20世纪70-80年代功能：初步出现具有综合信息显示与自动保持航迹基础：自适应航迹舵特征：航行计划和航迹保持1-3-3IBSIBS一、IBS发展概况20世纪80-90年代功能：初步出现电子海图与雷达图像融合基础：电子海图特征：导航、监控、航路执行、管理、通信与综合显示20世纪90年代后功能：具有现代航海综合处理与监督航行安全基础：现代控制理论、网络通信技术、信息处理技术特征：综合信息处理、控制、管理1-3-3IBSIBS1-3-3IBS二、IBS组成系统包括三大部分Ⅰ导航及气象传感器Ⅱ航行管理子系统Ⅲ数字式自动操舵仪以美国SPERRYIBS－2000型为例﹙装“远望三号”﹚：GPS、气象仪等各种导航、气象信息，经接口RS－232/422及网络信息单元NIU、滤波网络连接中心NWC航行管理命令站VMS；RD/ARPA信息经光栅扫描转换（RASCAR）VMS。1、导航及气象传感器IBS远望三号是中国自行设计建造的第二代航天远洋测量船，于1994年４月在上海江南造船厂建成下水。在远望号序列中，远望三号设计合理，装备先进，设施完善，在中国首次十大名船评比中，它以“海上科学城”的美誉，荣膺“中国十大名船”称号。2006年，远望三号船进行了十年一次中修技术改造，改造后，其海上综合测控能力达到当今国际先进水平。该船先后执行过鑫诺、亚太等卫星和所有神舟号系列飞船的海上测控任务，成功率达100％。IBS2、航行管理子系统组成及主要性能1）航行工作站NWS－NavigationWorkingStation用微机、彩显，功能如下：(1).可接收标准ENC，或人工输图；(2).组导功能;经网络信息单元（NIU－NetworkInformationUnit)；可接收CRS、SPD、风向、风速等数据，综合处理送彩色显示。(3).制订航行计划;(4).存储数据及管理文件;(5).打印IBS（1）实时显示航行态势、信息；3）船位滤波器（PFM）：用Kalman滤波器。（2）发布按航线计划的转向命令；（3）发布保持航迹的修正航向命令；（4）按预定抵港时间调节航速;（5）数据记录（打印）;（6）安全航行报警：接近转向点，船位、航速数据消失等。4）高速数据通信网络NIU-NetworkInformationUnit:：原用SeaNet记号数据通信网络，现可进Internet网。5）数字化仪Digitizer：用于人工输入海图信息。6）标绘仪Plotter：7）打印机：实时数据记录，航线航行数据硬copy.用于绘制数字地图；检测EC库容量；在纸海图上标绘船位；任意缩放、局部放大、选择投影方式；选择海图投影坐标。2）航行管理命令站VMS-VesselManagementStationIBS3、数字式自动舵能对船舶装载、航速及风、流、浪等航行环境变化，联机实时辨识出变化后的船舶操纵运动数学模型及干扰模型，并以此自动改变操舵规律。自适应数控舵具有滤波与自适应能力，控制精度高，操舵次数少，经济效益高等优点。通过电气组合和机械组合将船舶众多内外设备和系统组合在一起，进行综合处理与控制。三、工作原理IBS1-3-3IBS四、IBS配置看书中表格ECDIS强制安装IBS五、IBS优点及发展趋势1、优点1）具有综合信息航行安全性；2）自动化程度高可减员增效；3）可控制船舶，以最经济的航速航行在最安全航线省燃料，提高船舶周转率，提高航运效益。2、发展趋势朝着标准化、数字化、模块化、小型化、智能化；接口标准化等方向发展、完善最终形成新型技术集成导航系统。IBS系统组成框图舰艇用罗经测深电磁Log多普勤LogLN|CGPS/DGPSRD/ARPA模球图形显示器C3I支持智能I/O模块多总线管理模块综合处理模块打印机航迹仪文本显示专用键盘惯导1惯导2指控系统海图存储航行记录多媒体电子海图模块操船数据导航传感器舰艇用操船自动舵直接提供数据组1组2组3C3I（Communication，Command，ControlandIntelligencesystems）IBSSPEERYIBS-2000型系统框图X波段RD显示S波段RD显示转换开关打印机7）VMS2）航行管理命令站NWS1）航行工作站处理机彩显ADG自动操舵仪RS232/422接口板NIU4）/PFM高速数据通信网络网络连接单元／船位滤波器3）测深仪LogLN-CGPS气象仪GYRO1GYRO2航角指示转速表／左右转换开关PS计算机电源NWC网络连接中心19’’彩显监视19’’彩显监视19’’彩显监视键盘鼠标数字化仪5）标绘仪6）CRSSPDCRSSPDCRSSPDAC110VAC110VAC110V数控自动舵导航气象传感器导航雷达传感器航行管理子系统IBSIBSIBS76354水深AISECDIS21航向航速位置时间INS(B)INS(C)航路执行1.航向或航迹控制2.航速控制3.机械控制4.系统管理5.航行安全与船舶保安6.装卸载和货运管理7.通信INS（A）综合各种导航传感器信息，提供完整准确导航信息INS（B）显示计划航线有关的导航信息并报告和监测危险情况INS（C）航向、航迹、航速控制并监视控制性能INS与IBS关系关系ABCINS(A)雷达IBS导航线XTEC发展自动驾驶IBS电子海图与雷达图像叠加发展3IBS概念发展IBS实物图一IBSIBS实物图二概念发展IBSIBS实物图三概念发展4IBSIBS实物图四原理概念IBS综合显示综合显示1IBS综合显示2综合显示