中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 段懿洋 邱伯華 何 曉

伴隨船舶大型化、專業(yè)化、智能化發(fā)展，安全航行形勢更加復(fù)雜。同時(shí)，船岸信息溝通不順暢、昂貴的通訊費(fèi)用限制了船岸有效信息交流量。為此必須依靠科技創(chuàng)新提高管理水平，保證安全和降低成本，從而實(shí)現(xiàn)效益的最大化。在船岸一體化管理中，要根據(jù)船舶運(yùn)營的特點(diǎn)，結(jié)合經(jīng)營環(huán)境、業(yè)務(wù)管理信息、地理分布信息等等，利用一個(gè)有效的公共信息管理平臺(tái)，整合與決策相關(guān)的各類數(shù)據(jù)，得出最佳的通信管理方法。

數(shù)據(jù)采集和傳輸現(xiàn)狀

作為一體標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，如何克服通訊、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)處理的困難，設(shè)計(jì)一套完整的數(shù)據(jù)采集方案成了船岸一體標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)需要解決的主要問題。船岸一體標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)涉及到對(duì)機(jī)關(guān)、船舶、異地等不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集，與其它陸地通信所需的數(shù)據(jù)采集從數(shù)據(jù)種類和方法上差別較大。

為了滿足機(jī)、海務(wù)的遠(yuǎn)程管理需要，同時(shí)也是為了實(shí)現(xiàn)管理控制一體化的需要，必須對(duì)船舶現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。由于船型不同，設(shè)備型號(hào)不同，自動(dòng)化程度不同，對(duì)機(jī)艙、駕駛臺(tái)的硬件數(shù)據(jù)采集來說困難最大。必須根據(jù)實(shí)際的需要，加裝現(xiàn)場設(shè)備的采集裝置，將設(shè)備信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，傳遞給統(tǒng)一的接收裝置并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

當(dāng)前很多船舶設(shè)備復(fù)雜，且在離岸較遠(yuǎn)時(shí)一旦出現(xiàn)問題，很難得到快速維護(hù)，另外通訊設(shè)備也受地域的影響較大，數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性和快速性必須依靠軟硬件性能的提升。

數(shù)據(jù)采集完畢，須經(jīng)過船岸通訊進(jìn)行傳遞，目前船舶對(duì)岸的通訊方式主要有兩種，前者包括高頻電話、單邊帶電話、GSM電話和衛(wèi)星電話等，后者是指電報(bào)、電傳、傳真和電子郵件等。顯然，數(shù)步同步只能依靠后者來實(shí)現(xiàn)，尤其是“電子郵件”可以附帶電子文檔，發(fā)揮了電子數(shù)據(jù)傳遞的重要作用。船岸電子郵件發(fā)送和接收包括多個(gè)電子設(shè)備和媒介，如船舶衛(wèi)星發(fā)射站、商業(yè)衛(wèi)星、衛(wèi)星地面接收站、INTERNET、服務(wù)器、電腦終端等，其中衛(wèi)星通訊是主要的方式，但其通訊容量和速度、穩(wěn)定性三個(gè)方面的性能并不完善。

船岸一體標(biāo)準(zhǔn)化通信體系的構(gòu)建

一是體系設(shè)計(jì)。船岸一體標(biāo)準(zhǔn)化通信體系的設(shè)計(jì)需要建立數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，收集現(xiàn)場有關(guān)數(shù)據(jù)，將部分模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化，統(tǒng)一形成可以錄入數(shù)據(jù)庫和進(jìn)行傳輸?shù)碾娮訑?shù)據(jù)；另外對(duì)于傳輸來說，首先要提高通訊的穩(wěn)定性，保證采集的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行船岸數(shù)據(jù)交換。

二是建立措施。包括數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、船岸數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、本船設(shè)置、遠(yuǎn)程郵件設(shè)置、遠(yuǎn)程C站設(shè)置。

數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)采集包含現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)同步處理。對(duì)于單船來說，必須采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣即可簡化數(shù)據(jù)采集的步驟，也保證了最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的可能性。對(duì)于目前的船舶設(shè)備來說，伴隨船舶技術(shù)的不斷發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)和信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，使船舶上的自動(dòng)化程度越來越高，設(shè)備工況參數(shù)數(shù)字化，這不僅保證了數(shù)據(jù)源的獲得，也為數(shù)據(jù)采集打下了很好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)役的集裝箱船舶，大多自動(dòng)化程度很高，船舶機(jī)艙配備了“主機(jī)遙控系統(tǒng)”和“船舶綜合報(bào)警系統(tǒng)”。主機(jī)遙控系統(tǒng)負(fù)責(zé)船舶主機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、停止，“船舶綜合報(bào)警系統(tǒng)”則是全船的“安全衛(wèi)士”，它可以監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，連續(xù)指示設(shè)備的工作參數(shù)，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行狀況偏離正常時(shí)，“船舶綜合報(bào)警系統(tǒng)”將自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提示，并相應(yīng)做出安保動(dòng)作，使不安全因素得到控制。通常的航行數(shù)據(jù)包括了船舶航行的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，例如船位、航向等，船岸一體標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求較高，既采集后必須立即傳輸。目前比較常用的方式是直接采集后，馬上進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，但穩(wěn)定性和成功率都無法滿足需要。

船岸數(shù)據(jù)采集平臺(tái)。為了將源數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)和管理，在船舶環(huán)境下，需要建立數(shù)據(jù)集中采集的平臺(tái)。平臺(tái)的建立以船舶局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ玫挠布涌谶B接各數(shù)據(jù)采集終端，如采集終端具有網(wǎng)絡(luò)接口則直接作為網(wǎng)絡(luò)用戶入網(wǎng)，如無網(wǎng)絡(luò)接口，則借助串口一網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)換器或其他中轉(zhuǎn)方式聯(lián)入以太網(wǎng)，使串口等設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

本船設(shè)置。通過船舶應(yīng)用服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集程序，直接進(jìn)行采集指令的設(shè)置，這種方式主要滿足常規(guī)的數(shù)據(jù)采集需要，即對(duì)固定數(shù)據(jù)源在固定頻率上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

遠(yuǎn)程郵件設(shè)置。岸基根據(jù)需要，參照規(guī)定的格式編輯電子郵件，電子郵件通過衛(wèi)通由船站接收后，由船舶郵件服務(wù)器把電子郵件內(nèi)的指令解析后通知并觸發(fā)應(yīng)用服務(wù)器上的數(shù)據(jù)采集程序，從而改變采集參數(shù)。

遠(yuǎn)程C站設(shè)置。這種方式的實(shí)時(shí)性能比較好，利用船舶C站接收相應(yīng)的指令。C站是數(shù)據(jù)采集和傳輸方案中的關(guān)鍵角色，由于履約設(shè)備SARS的使用，使船舶上增加了另外一臺(tái)C站，設(shè)備的冗余和發(fā)揮安全設(shè)備的作用在一定程度上也提高了通訊的穩(wěn)定性。由于采用了C站報(bào)文的傳遞方式，保證了數(shù)據(jù)和指令發(fā)送成功性，較以往傳統(tǒng)方式有了顯著的提高，理論上達(dá)到100%的成功率。

三是船岸數(shù)據(jù)通訊。船岸無線電通信經(jīng)歷了“奠爾斯(Morse)無線電報(bào)系統(tǒng)”、“無線電話系統(tǒng)”及“衛(wèi)星通信系統(tǒng)”。為了實(shí)現(xiàn)船岸數(shù)據(jù)的交換和傳輸，在“衛(wèi)星通信系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上，利用專用的郵件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩地的數(shù)據(jù)發(fā)送。船岸郵件系統(tǒng)從2000年后開始在商船上普及使用，基本上陸地端的系統(tǒng)通常采用微軟的Outlook或Express，船舶上的郵件系統(tǒng)種類有AMOS mail、REDEX、REDEXII等。 航運(yùn)公司自己建立郵件服務(wù)器的技術(shù)難度較大，并且需由專人進(jìn)行郵件服務(wù)器的維護(hù)。但與前者相比，自己建立郵件服務(wù)器的安全性能較高，而且功能擴(kuò)展性較好，可以與機(jī)關(guān)其他應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行連接，便于數(shù)據(jù)的傳遞和應(yīng)用的開發(fā)。

四是船岸數(shù)據(jù)同步。船岸數(shù)據(jù)同步包括兩個(gè)方面，其一是指船岸兩個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換和同步，另一方面是指船舶上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)入機(jī)關(guān)相應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。不同點(diǎn)在于前者是雙向的，而后者是單向的。由于船岸的地理割斷，加上通訊的限制，無法建立長時(shí)間在線的連接，所以船岸數(shù)據(jù)同步是實(shí)現(xiàn)船岸異地管理的基礎(chǔ)，解決了數(shù)據(jù)同步的問題，也就是解決了船舶和陸地機(jī)關(guān)兩地系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享、系統(tǒng)功能有機(jī)結(jié)合和延展的難題。船岸兩方的數(shù)據(jù)經(jīng)過郵件系統(tǒng)的傳遞后到達(dá)對(duì)方，接下來就需要把這些郵件分離后的附件中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到對(duì)方的數(shù)據(jù)庫。對(duì)于船岸兩方一體標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)也需要導(dǎo)出成文件，以便于發(fā)送。當(dāng)郵件系統(tǒng)自動(dòng)把包含數(shù)據(jù)的附件解析到相應(yīng)的文件目錄中后，機(jī)關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)以固定的頻率對(duì)該目錄進(jìn)行掃描監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)有文件，即啟動(dòng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入程序，把附件中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)，導(dǎo)入數(shù)據(jù)成功后。把該文件轉(zhuǎn)移到其它的目錄下，避免重復(fù)導(dǎo)入。

智能集成平臺(tái)

船岸一體標(biāo)準(zhǔn)化通信技術(shù)的建立，解決了一體標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的問題，通過數(shù)據(jù)的同步，實(shí)現(xiàn)了船舶和岸基的“信息連接”，可達(dá)到高效溝通、提高工作效率、降低成本的目的。