舰船损管监控系统的设计考虑

舰船损管监控系统研究陶伟;曹宏涛;周纪申【摘要】As the vital component of ship damage control system (DCS), the damage control monitoring system (DCMS) plays an important role in ensuring the survivability of ship. The key issues in regarding to DCMS design were researched based on the technical characteristics of simulation, combined with using sophisticated industrial control configuration software FactorySuite. By building a prototype system, the issues involved were illustrated, such as system component, architecture framework, hardware and software structure, etc. Simulation testing confirms that the system meets the real-time requirement.%舰船损管监控系统是损管系统的组成部分,是保障舰船生命力的重要系统.针对舰船损管监控系统设计中的关键问题,结合成熟的工业控制组态软件FactorySuite进行了研究.通过构建原型系统,分析了系统的组成模块、体系结构与软硬件架构等问题,经过仿真测试,证实原型系统满足实时性的要求.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2012(007)001【总页数】4页(P57-60)【关键词】损管监控系统;仿真;OPC;舰船【作者】陶伟;曹宏涛;周纪申【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;海军装备部驻沈阳地区舰船配套军事代表室,辽宁沈阳110168;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U664.81 引言从各种海损事故看，损管成败的关键往往在于尽早发现损害事件，因此，在舰上设置损管监控系统是保证损管部门第一时间获悉全舰安全状况的主要手段［1］。

船舶智能监控系统的设计与实现研究与应用在当今全球化的贸易体系中，船舶运输扮演着至关重要的角色。

为了确保船舶的安全航行、提高运营效率以及保障海洋环境的清洁，船舶智能监控系统应运而生。

这套系统集成了先进的技术，能够实时收集、处理和分析船舶的各种数据，为船员和岸基管理人员提供关键的决策支持。

船舶智能监控系统的设计目标主要包括以下几个方面。

首先是实现对船舶设备和系统的实时监测，及时发现潜在的故障和异常。

其次是对船舶的航行状态进行精确跟踪，包括位置、速度、航向等参数，以确保船舶按照预定航线安全行驶。

此外，还需要对船舶的燃油消耗、货物状态等进行监控，以优化运营成本和提高货物运输的安全性。

在系统的硬件设计方面，需要精心选择各类传感器和监测设备。

例如，用于测量船舶位置和速度的 GPS 导航系统、监测船舶姿态的陀螺仪和加速度计、检测船舶发动机性能的压力传感器和温度传感器等。

这些传感器将采集到的数据通过可靠的数据传输线路，如以太网或专用的船舶通信网络，传输到中央处理单元。

中央处理单元是船舶智能监控系统的核心，它通常由高性能的服务器或工业计算机组成。

该单元负责接收、处理和存储来自传感器的大量数据，并运行复杂的数据分析算法和监控软件。

为了确保系统在恶劣的船舶环境中稳定运行，中央处理单元需要具备良好的散热性能、抗振动能力和电磁兼容性。

软件设计是船舶智能监控系统的关键环节之一。

系统软件通常包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、报警模块和用户界面模块等。

数据采集模块负责与各类传感器进行通信，获取实时数据。

数据处理模块对采集到的数据进行预处理，如滤波、校准和数据格式转换等。

数据分析模块运用各种算法和模型，对处理后的数据进行深入分析，提取有价值的信息和趋势。

报警模块则根据预设的规则和阈值，在检测到异常情况时及时发出警报。

用户界面模块为船员和岸基管理人员提供直观、友好的操作界面，方便他们查看船舶的实时状态和历史数据。

为了提高软件的可靠性和可维护性，通常采用模块化的设计方法，并遵循严格的软件开发标准和规范。

船舶监控管理系统设计方案目录1、系统概述 (4)2、系统需求 (4)2.1视频监控系统功能要求 (4)2.1.1 船舶重点工作区域视频监控 (4)2.1.2视频录像和视频回放 (5)2.2船舶航行数据采集，存储和回放 (5)2.3远程视频会议、监控、数据显示功能 (5)2.3.1远程视频监控 (5)2.3.2岸端显示、回放船舶航行数据、机舱数据等 (5)2.3.3短消息 (6)2.3.5文件传输 (6)2.4系统可扩展性要求 (6)2.4.1视频会议及远程监控扩展 (6)2.4.2中心管理服务器 (7)2.4.3电子海图导航 (7)2.4.4机舱报警功能 (7)2.4.5耗油统计和对比 (8)2.4.6工作文件报表上报以及日常管理工作 (8)2.4.7船员管理功能 (8)2.5视频监控管理系统各船型配置 (8)2.5.1各种船型设备配置 (8)2.5.2主要设备规格和性能参数 (10)2.5.3电缆要求 (12)3、系统设计 (12)3.1传输网络系统设计 (12)3.1.1概述 (12)3.1.1 BGAN海事卫星传输链路 (13)3.1.1.1 BGAN系统提供的业务： (13)3.1.1.2 BGAN海事卫星终端选型 (14)3.1.2 电信3G天翼无线网络传输链路 (16)3.1.3 陆地高速互联网宽带链路 (17)3.1.4 陆地中心网络系统 (17)3.2视频监控管理系统设计 (19)3.2.1概述 (19)3.2.2船舶无线视频系统需求 (19)3.2.3系统设计 (20)3.2.4设备选型 (20)3.2.3.1双卡卡3G无线数据通道视频采集传输终端 (20)3.2.3.2摄像机 (21)3.2.3.3陆地视频管理平台 (22)3.2.3.3.1视频管理服务器 (25)3.2.3.3.2中心服务软件平台 (25)3.3船舶管理信息平台 (27)3.3.1远程数据通信控制与管理子系统 (27)3.3.1.1远程数据通信 (27)3.3.1.2船舶电子邮件系统 (28)3.3.1.3基于海事卫星或3G网络与陆地短信收发软件 (28)3.3.2船舶航行动态信息采集子系统 (28)3.3.3机舱信息采集及报警功能 (29)3.3.4电子海图系统 (29)3.3.4.1电子海图数据 (29)3.3.4.2电子海图的基本功能 (30)3.3.4.2.1海图显示与控制 (30)3.3.4.2.2海图作业 (30)3.3.5船舶管理信息子系统 (31)3.3.5.1船舶证书管理 (31)3.3.5.2船员（人员）管理 (31)3.3.5.3油品管理 (32)3.3.5.4设备工况检测与显示管理 (32)3.3.5.5航行信息管理 (33)3.3.5.6报表管理 (33)3.3.6嵌入式船舶数据采集控制系统 (33)3.3.7船舶公共信息WEB系统 (34)3.3.8船舶信息管理服务器 (35)3.3.9陆地端信息系统 (35)3.2.9.1信息管理服务器 (35)3.3.9.2船舶管理信息子系统 (36)3.3.9.3船舶动态跟踪与管理子系统 (36)船位显示 (37)船舶询呼功能 (37)船舶信息查询 (37)航迹推算 (37)航迹显示和回放 (38)船舶监控 (38)3.3.10嵌入式船舶数据采集控制系统 (39)3.3.11通信功能管理 (40)3.4大屏幕显示系统设计 (42)3.4.1系统组成 (42)3.4.2系统功能 (43)3.4.3系统显示模式 (45)3.5IP视频会议系统设计 (50)3.5.1系统组成 (50)3.5.2系统功能 (50)3.5.3电视墙服务器 (53)3.6中心设备集中控制系统设计 (54)3.6.1系统配置 (54)3.6.2系统功能 (54)3.6.3主要设备性能和指标 (55)4.设备配置清单 (57)5、技术承诺、技术服务、维护和保修 (60)1、系统概述为了加强对本部自有船舶的管理，本着船舶自治、事业部监管、危重大作业远程监控指导的原则，充分利用现有的成熟科技手段，拟在每艘船上安装船舶监控系统。

海上船舶远程视频监控系统设计方案1.系统概述这个系统主要包括前端设备、传输网络、后端平台三个部分。

前端设备负责采集船舶上的视频信息，传输网络将这些信息实时传输到后端平台，后端平台则对视频进行存储、分析和处理。

2.前端设备前端设备主要包括摄像头、编码器、存储设备等。

摄像头负责实时捕捉船舶周边环境、甲板、机舱等关键部位的视频信息。

编码器将摄像头采集到的视频信号进行压缩编码，以便于传输。

存储设备可以临时存储视频数据，防止在传输过程中出现数据丢失。

3.传输网络传输网络是系统的神经中枢，负责将前端设备采集到的视频数据实时传输到后端平台。

这里有两种传输方式：有线传输和无线传输。

有线传输主要包括光纤、网线等，传输速度快，稳定性高；无线传输主要包括卫星通信、Wi-Fi等，适用于船舶在海上移动的场景。

4.后端平台（1）视频存储：将前端设备传输过来的视频数据进行存储，便于后续查询和分析。

（2）视频分析：利用技术，对视频中的船舶周边环境、船舶状态、人员行为等信息进行分析，为船舶安全管理提供数据支持。

（3）视频监控：通过监控大屏、手机APP等方式，实现对船舶的实时监控。

5.系统功能我们来看看这个系统的主要功能：（1）实时监控：可以实时查看船舶周边环境、甲板、机舱等关键部位的视频信息。

（2）远程控制：可以对前端设备进行远程控制，如调整摄像头角度、开关灯光等。

（3）报警联动：当系统检测到异常情况时，如船舶碰撞、火灾等，可以立即发出报警，并联动相关设备进行处理。

（4）数据统计：对船舶运行过程中的各项数据进行统计和分析，为船舶管理提供数据支持。

6.系统优势（1）实时性强：采用有线和无线传输相结合的方式，确保视频数据的实时传输。

（2）安全性高：前端设备具备防水、防尘、抗干扰等特点，确保在恶劣环境下正常工作。

（3）智能化程度高：利用技术对视频数据进行实时分析，提高船舶安全管理水平。

（4）易用性强：系统界面简洁，操作方便，便于船舶管理人员快速上手。

海上船舶远程视频监控系统设计方案1. 应用目标运输船舶：实现运输船舶的本地视频监控管理、陆地视频监控管理和突发事件发生时的远程调度指挥，减少财产损失和保障生命安全，为水上交通安全提供有力的支持和保障。

海上救援：当发生海事事故或海上突发事件时，海上救助打捞船只及时救援抢险，实现陆地应急指挥中心对突发事件现场情况的及时掌控和调度指挥。

2. 整体设计2.1. 整体网络拓扑整体网络拓扑图整个系统分为陆地调度指挥中心、船舶集团监控中心及船舶无线视频监控管理系统。

陆地调度指挥中心、船舶集团监控中心设置中心管理平台及显示大屏幕系统，实现把船舶无线视频监控在一个监控平台进行管理、控制。

整体网络拓扑如图所示。

2.2. 需求分析2.2.1. 船上的摄像机数量和安装位置镜头1：安装在船头甲板上空对着甲板处，能看到船上甲板的实时情况。

镜头2：安装在船的左铉对着甲板左侧，能看到甲板左侧实时情况。

镜头3：安装在船的右铉镜头对着甲板右侧，看到甲板右侧实时情况。

镜头4：（可选待定）安装驾驶仓里面看到驾驶仓人员操作或驾驶仓后上面看到船的尾部。

（可根船的结构改动镜头的位置和数量。

）2.2.2. 设备需求1、要求摄像机设备是防暴、防水、防腐、带有红外功能。

2、设备要求有升级空间、兼容以后发展的网络。

如3G、4G 等相关的网络。

3、能够兼容以前的监控设备。

2.2.3. 功能实现需求1、能保证白天和晚上视频能看到甲板的实时情况。

2、船上的所有的视频能保存30天。

3、保证本地录像清晰流畅，在有信号情况下远程查看图像清晰流畅。

4、可以将以前的船舶监控整合到同一个操作平台上。

2.3. 设计描述根据以上需求，设计采用远程无线视频监控系统+船舶本地视频监控系统结合的方案，无线视频监控系统链路采用海事卫星和中国联通CDMA1x线路，保障无线通信稳定可靠。

系统能够兼容下一代网络扩展，系统能够对原有系统进行利用改造。

其设计图如下：2.3.1. 四卡无线视频服务器CB系列四卡无线视频服务器，基于海事卫星BGAN和CDMA1x网络传输而设计。

船舶安全监控系统的设计与应用研究第一部分：介绍随着船舶工业的发展和航行技术的不断创新，船舶的安全性问题日益受到关注。

船舶安全监控系统是一种防范船舶事故的重要手段。

它通过监控船舶各个部位的数据，及时发现和处理可能影响船舶安全的问题。

本文旨在针对船舶安全监控系统的设计和应用展开研究，为船舶安全提供更加全面的保障。

第二部分：船舶安全监控系统的设计船舶安全监控系统主要由以下几个部分组成：传感器、数据采集器、数据传输设备、数据处理器和显示器。

在设计过程中，需要考虑以下几个因素。

1. 传感器选择传感器是船舶安全监控系统的核心元件，它能够将船舶各个部位的数据实时采集，并传输给数据采集器进行处理。

传感器类型较多，选择合适的传感器对于系统的准确性和可靠性至关重要。

2. 数据处理器数据处理器是数据分析和处理的核心部件，它能够根据传感器采集的数据分析出可能存在的安全问题，并进行预测和预警。

在设计时需要考虑数据处理器的处理能力及其稳定性。

3. 数据传输设备数据传输设备能够将数据从数据采集器传输至数据处理器，对数据传输速度和传输距离等因素进行考虑，确保数据传输的稳定和可靠性。

4. 显示器显示器将处理后的数据展示给船舶操作人员，直观地反映当前船舶的安全状况。

在设计时需要考虑显示器的分辨率和反应速度等因素。

以上是船舶安全监控系统设计的一些关键因素，只有综合考虑这些因素，才能设计出稳定、高效的船舶安全监控系统。

第三部分：船舶安全监控系统的应用研究在船舶安全监控系统的应用中，主要包括以下几个方面。

1. 船舶航行状态监控通过安装传感器和数据采集器，可以对船舶航行状态进行监控，如航速、航向、舵角、水深等，系统能够实时预警，并提示船舶操作人员进行相应的操作，从而减少船舶碰撞和搁浅等事故的发生。

2. 船舶货物监控在货物运输过程中，货物的状态和位置信息非常重要，通过在船舶吊装设备和货舱等部位安装传感器和数据采集器，能够实时掌握货物的状态、位置和安全性，及时处理货物安全问题，确保船舶货物的安全。

港口船舶动态监控系统建设方案
1、背景
港口作为国民经济各部门的重要组成部分，具有重要的战略地位和经济效益，港口船舶动态监控系统的建设无疑是提高港口效益，推进港口发展的重要工作。

港口船舶动态监控系统是一种可以按照时间定位船舶海洋行动的动态监控系统，可以实时监控港口船舶的航行状态、记录每艘船舶的行程信息，及时发现和处理港口船舶出现的异常行为，加强对港口船舶安全的管控。

针对上述情况，建设港口船舶动态监控系统具有重要的战略意义和重大的经济效益，有利于提升港口运行效率、安全性能，保护船舶安全，维护航道安全，提高港口管理的水平，有助于港口提供更优质的服务。

2、总体设计
港口船舶动态监控系统包括计算机硬件系统、船舶动态管理监控软件系统和船舶动态信息采集系统。

港口船舶动态监控系统由调度机房、监控机房和信息机房三部分构成，采用TCP/IP网络技术，将所需的动态信息传输至调控机房，实现船舶的动态监控。

（1）调度机房。

船舶安全监测与管理系统设计与优化研究船舶作为海上运输的重要工具，其安全监测与管理是非常重要的。

随着科技的不断发展，船舶安全监测与管理系统也在不断升级。

然而，由于复杂的环境和种种不可预知的风险因素，船舶安全监测与管理系统的更新升级仍然需要不断进行严密的设计与优化。

一、船舶安全监测与管理系统的目的船舶安全监测与管理系统是为了实现对船舶在航行过程中状态的实时监测，从而确保船舶的航行安全和环保要求的满足。

它主要由船舶自身设备、各种传感器和控制器、通信网络等集成而成，其中最核心的技术就是传感器技术和通信技术。

传感器技术主要是通过各种传感器来获取船舶各个部位的参数，并将获取到的参数进行数字化处理和传输。

传感器的种类有很多，包括温度传感器、水压传感器、震动传感器、噪声传感器等等。

通信技术则是实现了船舶和基地之间数据的实时传输和交互，包括卫星通信、无线通信和有线网络等。

二、船舶安全监测与管理系统的优化在实现对船舶的实时监测的基础上，优化船舶安全监测与管理系统的关键在于提高其准确度、灵敏度和智能化程度。

首先，对于某些物理参数，需要选择合适的传感器，使其能够高精度地测量出船舶当前状态的参数，从而准确地反映船舶的实时状态。

其次，为了增强系统的灵敏度，需要加强数据的处理和分析能力。

在数据处理方面，需要采用不同的数据分析方法，对来自不同传感器的数据进行综合分析，以此来判断船舶当前状态是否正常，并给出相应判断结果。

在数据分析方面，需要应用数据挖掘算法、人工智能算法等，实现数据分析和预测，对于可能存在的故障及时提出预警，从而更好地保障船舶的航行安全。

最后，提高安全监测和管理系统的智能化程度是目前研究的热点之一。

智能化可以实现对系统的自主管理和控制，稳定性高、反应速度快、可靠性强等。

比如可以引入人工智能技术，在系统中加入机器学习算法，以不断优化系统的决策策略，使其更接近于人类决策。

三、船舶安全监测与管理系统的应用船舶安全监测与管理系统被广泛应用于船舶建造、航行管理和维护管理中。