CN111614502A - 一种智能船综合信息冗余监视*** - Google Patents
一种智能船综合信息冗余监视*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN111614502A CN111614502A CN202010464048.3A CN202010464048A CN111614502A CN 111614502 A CN111614502 A CN 111614502A CN 202010464048 A CN202010464048 A CN 202010464048A CN 111614502 A CN111614502 A CN 111614502A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- subsystem
- redundancy
- ship
- distributed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/14—Network analysis or design
- H04L41/145—Network analysis or design involving simulating, designing, planning or modelling of a network
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/40006—Architecture of a communication node
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/40169—Flexible bus arrangements
- H04L12/40176—Flexible bus arrangements involving redundancy
- H04L12/40189—Flexible bus arrangements involving redundancy by using a plurality of bus systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
- H04L2012/40215—Controller Area Network CAN
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
- H04L2012/40286—Bus for use in transportation systems the transportation system being a waterborne vessel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
Abstract
本发明提供一种智能船综合信息冗余监视***,包括:机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***;通过下层分布式冗余现场CAN网络、中间层冗余全局CAN网络、以及上层冗余光纤以太网将上述5个子***进行有机融合,构成整个智能船综合信息冗余监视***。本发明解决的技术问题是针对智能船提供一种数据综合数据冗余监视解决方案,在该方案的支持下更有效地对数据进行冗余采集、冗余传输、冗余存储、冗余显示,面向无人船实现更科学合理的综合监控与管理,从而在保障安全的前提下获得最好的经济效益和效率收益。
Description
技术领域
本发明涉及智能船舶技术领域,具体而言,尤其涉及一种智能船综合信息冗余监视***。
背景技术
随着科学技术发展,大型商船正朝向智能化、自主化方向迈进,必将带动一系列从船舶设计、控制模式到基于数据支持的远程维护管理等方面的深度变革。出于应对运营成本增长、船舶操作复杂化以及环保法规日趋严格的需求,近年来航运界不断增加对智能船舶的技术投入。在大数据时代背景下,船舶智能化已经成为船舶制造与航运领域发展的必然趋势。因而,船舶的智能化水平成为衡量舰船先进程度的一个重要标志。
智能船数据综合监视***以大数据为基础,运用实时数据传输汇集,结合数据分析、远程控制等信息化技术,实现船舶感知、分析和决策的智能化,从而提升船舶运行效率。从设计阶段就开始进行智能船数据综合采集与监视***的统筹设计,通过对船舶航行、姿态、通导、主动力、电力、各辅助***等数据进行集成,向船舶总控制器及岸上管理端提供数据支持,能够辅助提高船舶的智能化程度,为进一步跨越到自主航行提供决策支持。
目前,国外已有多家厂商开发出综合监控的产品,如挪威Kongsberg Maritime的k-chief 700机舱监控***,德国SIEMENS公司的SISHIP SIENT集散网络监控***,美国Sperry的Sea-Net航行管理***,意大利CS的MasterBridgeⅢ的综合驾控***和丹麦Lyngso的StellaNet船舶综合监控***。
在国内,生产舰船监控产品的厂家主要集中在上海,有三进、驷博等较著名的公司,其中有三进公司研制的CJBW100型***,广州恒威电子科技有限公司研制的YTH-QJ801R船用360°全景智能监控***,但未曾见针对智能船设计的综合监视***产品。
综上所述,这些产品的主要技术特点是使用计算机技术、网络技术和现场总线技术不同程度地实现了船舶部分***的分散监视,但一般都缺乏完善的上层PC网络和统一的数据接口,不同监视***间进行统一集成难度较大,还未形成全船数据综合监视与管理的方案设计,并没有实现真正意义上的智能船舶综合数据监控。
发明内容
根据上述提出的技术问题,而提供一种智能船综合信息冗余监视***。本发明主要针对智能船提供一种数据综合数据冗余监视解决方案,在该方案的支持下更有效地对数据进行冗余采集、冗余传输、冗余存储、冗余显示,面向无人船实现更科学合理的综合监控与管理,从而在保障安全的前提下获得最好的经济效益和效率收益。
本发明采用的技术手段如下:
一种智能船综合信息冗余监视***,包括:机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***;通过下层分布式冗余现场CAN网络、中间层冗余全局CAN网络、以及上层冗余光纤以太网将所述机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***进行有机融合,构成整个智能船综合信息冗余监视***;
所述机舱数据采集子***和驾驶台数据采集子***对船舶上的各个***和设备的数据进行统一采集,所述数据接口子***将采集到的数据由底层向上层进行数据包协议转换和传递,所述数据网络服务子***接收由所述数据接口子***传递的数据,并将数据冗余存储在***内部数据存储阵列;所述船舶信息综合显示与处理子***通过与所述数据网络服务子***进行通信,实现数据的远程传输,并对收集到的数据进行可视化处理。
进一步地,所述机舱数据采集子***采用分布式双冗余数据采集***,机舱内各CAN采集模块分布在与其相连的设备附近,构成分布式CAN采集模块阵列,并用双冗余CAN总线相连,从而构成分布式机舱数据采集子***;
所述机舱数据采集子***用于对机舱所有***及设备进行现场数据采集与转发,所述机舱所有***及设备在智能船中被整合为机舱机电大***,机舱内所有监测点的数据由传感器拾取、变送后统一发送给附近的分布式CAN采集板卡模块,再通过CAN总线传输到所述数据接口子***。
进一步地,所述驾驶台数据采集子***采用分布式双冗余数据采集***,驾驶台各分布式CAN采集模块分布在与其相连的设备附近,构成分布式CAN采集模块阵列,并用双冗余CAN总线相连,从而构成分布式驾驶台数据采集子***;
所述驾驶台数据采集子***用于对驾驶台所有***及设备进行现场数据采集与转发,所述驾驶台所有***及设备在智能船中被整合为操纵与航行大***,驾驶台所有监测点的数据由传感器拾取、变送后统一发送给附近的分布式CAN采集板模块,再通过CAN总线传输给数据接口子***。
进一步地,所述数据接口子***包括第一双处理网段控制器、第二双处理网段控制器、第一CAN总线配卡、第二CAN总线配卡、第一网关服务器、第二网关服务器、第一光纤以太网适配卡以及第二光纤以太网适配卡;
所述第一双处理网段控制器扩展所述机舱数据采集子***的局部CAN总线到全局CAN总线;再经第一CAN总线配卡进入第一网关服务器中进行数据包协议转换,再经第一光纤以太网适配卡进入上层双冗余千兆光纤以太网;
所述第二双处理网段控制器扩展所述驾驶台数据采集子***的局部CAN总线到全局CAN总线;再经第二CAN总线配卡进入第二网关服务器中进行数据包协议转换,再经第二光纤以太网适配卡进入上层双冗余千兆光纤以太网。
进一步地,所述数据网络服务子***采用双***灾备物理隔离、服务器热备冗余、交换机链路冗余、线路链路冗余方式对下层现场采集的信息进行数据冗余存储、数据冗余转发、数据查询。
进一步地,所述船舶信息综合显示与处理子***包括本船端子***和远程端子***;
所述本船端子***是布置在智能船本船上的***,用于船上管理者监控使用;
所述远程端子***通过卫星网络布置,实现数据的远程传输;
所述本船端子***和远程端子***均可通过便携移动设备、虚拟现实设备、液晶阵列的人机交互设备进行部署。
进一步地,所述机舱数据采集子***和驾驶台数据采集子***还都可以通过专用的便携式操作站MOS与现场CAN网络进行挂接,在机舱现场对各个分布式CAN数据采集模块进行状态查询、参数调整和模块自检。
较现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明提供的智能船综合信息冗余监视***,能够从底层到上层统一规范所有智能船舶设备的通讯形式、收发方法;规定线路链路冗余方式;规定了设备的热备冗余方式;
2、本发明提供的智能船综合信息冗余监视***,利用机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***对各类设备进行状态预测和报警检测。
3、本发明提供的智能船综合信息冗余监视***,其船舶信息综合显示与处理子***的可视化图形界面可进行矢量化缩放,具有二维、三维图形显示接口,能够进行趋势图、柱状图、饼状图、雷达图等多种形式的数据状态表现;
4、本发明提供的智能船综合信息冗余监视***,不仅被授权的联网计算机可以根据权限监视所被分配的信息,并且具有参数状态预测、报警功能,实现真正意义上的“智能化船舶状态监视。
基于上述理由本发明可在智能船舶等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明***总体结构图。
图2为本发明实施例提供的智能船综合信息组成结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示,本发明提供了一种智能船综合信息冗余监视***,包括:机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***;通过下层分布式冗余现场CAN网络、中间层冗余全局CAN网络、以及上层冗余光纤以太网将所述机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***进行有机融合,构成整个智能船综合信息冗余监视***;
所述机舱数据采集子***和驾驶台数据采集子***对船舶上的各个***和设备的数据进行统一采集,所述数据接口子***将采集到的数据由底层向上层进行数据包协议转换和传递,所述数据网络服务子***接收由所述数据接口子***传递的数据,并将数据冗余存储在***内部数据存储阵列;所述船舶信息综合显示与处理子***通过与所述数据网络服务子***进行通信,实现数据的远程传输,并对收集到的数据进行可视化处理。
优选地,如图1中虚线框1部分所示,所述机舱数据采集子***采用分布式双冗余数据采集***,机舱内各CAN采集模块分布在与其相连的设备附近,构成分布式CAN采集模块阵列,并用双冗余CAN总线相连,从而构成分布式机舱数据采集子***;
所述机舱数据采集子***用于对机舱所有***及设备进行现场数据采集与转发,所述机舱所有***及设备在智能船中被整合为机舱机电大***,机舱内所有监测点的数据由传感器拾取、变送后统一发送给附近的分布式CAN采集板卡模块,再通过CAN总线传输到所述数据接口子***的第一双处理网段控制器。同时为了便于本地管理,所述机舱数据采集子***还可以通过专用的便携式操作站MOS与现场CAN网络进行挂接,在机舱现场对各个分布式CAN数据采集模块进行状态查询、参数调整和模块自检等。
机舱数据采集子***的双冗余CAN网络的工作机制主要针对的是CANA、CANB网络数据的同步、冗余等处理,当检测到CANA总线或与之相连的网络模块的CAN控制器端口出现故障时,则进行CANA总线向CANB总线切换。为保持CAN总线数据同步及协调运行,各个现场节点主动定时向上位机网络服务器发送采集数据,对报警数据则随时采用高优先权进行优先发送,以保证报警时间的要求。为保证双冗余CAN总线上的数据保持同步,各采集模块的数据采用广播方式发送,即网上每个节点都可收到数据,而不需要这些数据的节点,则可通过CAN控制器的特殊的屏蔽码将这些数据予以屏蔽。由于CAN总线采用优先权编码的仲裁方式,保证了两个或多个节点同时发送数据时不会发生冲突,也不会发生类似于以太网的通讯阻塞情况,因此保证了所有节点都能正常地采集并发送数据。
针对少数已经具有以太网接口的***及设备(不提供CAN总结接口),可以越过机舱数据采集子***中的“分布式CAN采集模块阵列”直接与数据网络服务子中的指定下层交换机相连,通过约定的协议进行数据发送,如附图1中虚线框1部分“至E/4”处所示,以及对应的虚线框5部分“接E/1”处所示。
优选地,如图1中虚线框2部分所示,所述驾驶台数据采集子***采用分布式双冗余数据采集***,驾驶台各分布式CAN采集模块分布在与其相连的设备附近,构成分布式CAN采集模块阵列,并用双冗余CAN总线相连,从而构成分布式驾驶台数据采集子***;
所述驾驶台数据采集子***用于对驾驶台所有***及设备进行现场数据采集与转发,所述驾驶台所有***及设备在智能船中被整合为操纵与航行大***,驾驶台所有监测点的数据由传感器拾取、变送后统一发送给附近的分布式CAN采集板模块,再通过CAN总线传输给数据接口子***的第二双处理网段控制器。同时为了便于本地管理,所述驾驶台数据采集子***还可以通过专用的便携式操作站MOS与现场CAN网络进行挂接,在机舱现场对各个分布式CAN数据采集模块进行状态查询、参数调整和模块自检等。
驾驶台数据采集子***的双冗余CAN网络的工作机制与机舱数据采集子***相同,故在此处不做赘述。针对少数已经具有以太网接口的***及设备(不提供CAN总结接口),可以越过驾驶台数据采集子***中的“分布式CAN采集模块阵列”直接与数据网络服务子中的指定下层交换机相连,通过约定的协议进行数据发送,如附图1中虚线框1部分“至B/4”处所示,以及对应的虚线框5部分“接B/2”处所示。
优选地,所述数据接口子***主要完成对机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***CAN总线数据进行数据包协议转换,是一种CAN网络和以太网络接口***,起到网关的作用,与数据网络服务子***通过以太网络相连,将转换后的数据向上层网络发送。所述数据接口子***如附图1中的虚线框3所示,包括第一双处理网段控制器、第二双处理网段控制器、第一CAN总线配卡、第二CAN总线配卡、第一网关服务器、第二网关服务器、第一光纤以太网适配卡以及第二光纤以太网适配卡;
所述第一双处理网段控制器扩展所述机舱数据采集子***的局部CAN总线到全局CAN总线;再经第一CAN总线配卡进入第一网关服务器中进行数据包协议转换,再经第一光纤以太网适配卡进入上层双冗余千兆光纤以太网;
所述第二双处理网段控制器扩展所述驾驶台数据采集子***的局部CAN总线到全局CAN总线;再经第二CAN总线配卡进入第二网关服务器中进行数据包协议转换,再经第二光纤以太网适配卡进入上层双冗余千兆光纤以太网。
优选的地,所述第一双处理网段控制器和第二双处理网段控制器是一个双二通道CAN网关,是用于扩展局部CAN总线的专门设备;第一网关服务器和第二网关服务器是CAN总线网和以太网之间的通讯桥梁,实现全局CAN网络与上层以太网之间冗余连接。第一网关服务器和第二网关服务器之间的协调以及快速无扰动切换、双冗余CAN网络数据的同步等处理、与上层网络接口模式、与智能船其他设备的网络端口等。具体的,第一网关服务器和第二网关服务器的工作方式如下:
若第一网关服务器处于正常数据包收发状态,第二网关服务器处于备用状态;当通过心跳线检测到第一网关服务器出现故障,第二网关服务器自动投入运行;为了避免网关服务器及通讯总线切换时存在的切换延迟等问题,采用第一网关服务器和第二网关服务器同时运行的备份方式,实现了完全意义上的双机热备。附图1中的虚线框3中虚线所示的心跳线专门用于两台服务器间的点对点通讯,是通过专用的网络适配卡连接第一网关服务器和第二网关服务器之间的网线,通过安装在服务器上的软件通过心跳线来实时监测对方的运行状态,备份机一旦发现工作机由于某种原因停止服务,心跳线会反映给备份服务器,则该服务器立即投入使用,以保证网络的畅通和服务的正常运行。
所述数据接口子***的双冗余CAN网络的工作机制主要针对的是该***全局CANA、CANB网络数据的同步、冗余等处理,当检测到CANA总线或与之相连的网络模块的CAN控制器端口出现故障时,则进行CANA总线向CANB总线切换。
所述数据接口子***与上层网络接口模式:与数据网络服务子***中的局域网网络服务器的连接采用UDP、TCP两种通讯方式:针对重要数据采用TCP方式通讯,保证数据通讯的完整性、可靠性;针对非重要数据采用UDP方式通讯,数据传送不需建立连接、速度快、效率高。
优选地,所述数据接口子***还设置有与智能船其他设备的网络端口:可以在该***的全局CAN网络中通过标准的CANopen协议与其他相关设备进行接口,完成***的进一步扩展。
优选地,所述数据网络服务子***如附图1中的虚线框4中的部分所示,采用双***灾备物理隔离、服务器热备冗余、交换机链路冗余、线路链路冗余方式对下层现场采集的信息进行数据冗余存储、数据冗余转发、数据查询。整个***通讯架构在双冗余骨干光纤以太网基础之上,是智能船数据存储备份的关键***也是高速数据收发通道的起点。
所述数据网络服务子***受***内数据平台网络服务器集中控制,所有数据流经***内核心交换机,实现三个方向的数据传输:一方面通过直接与数据接口子***进行通信,接收由数据接口子***传来的机舱机电大***信息、驾驶台操纵与航行大***信息,并将数据冗余存储在***内部数据存储阵列,实现数据库管理;另一方面是建立直接数据发送高速通道,数据接口子***发来的数据直接经核心交换机发送至智能船船舶综合信息显示与处理子***,进行后续显示及相关处理;最后是建立间接数据发送高速通道,数据接口子***发来的数据只能不能直接发送至船舶综合信息显示与处理子***,所有数据必须经数据平台网络服务器中的数据库进行缓冲,再被船舶综合信息显示与处理子***读取。上述三种方式中,第一种方式是必须进行的方式,第二种方式和第三种方式由使用者根据当前工作形式,通过***设置决定。
服务器热备冗余:网络数据服务器A和网络数据服务器B分别采用光纤以太网适配卡A和光纤以太网适配卡B分别与对应的核心交换机A和核心交换机B连接,达到网络连接冗余。每台服务器各自配有磁盘存储阵列,通过集群软件,实现数据读写的高可靠性和抗灾难性。若网络数据服务器A处于主服务状态,则网络数据服务器B处于备用状态,当通过心跳线检测到网络数据服务器A出现故障,网络数据服务器B自动投入运行;为了避免网络数据服务器及通讯总线切换时存在的切换延迟等问题,采用两台网络数据服务器同时运行的备份方式,实现了完全意义上的双机热备。附图1中的虚线框4中虚线所示的心跳线专门用于两台网络数据服务器间的点对点通讯,是通过专用的网络适配卡(即光纤以太网适配卡A和光纤以太网适配卡B)连接网络数据服务器A和网络数据服务器B之间的网线,通过安装在网络数据服务器A和网络数据服务器B上的软件通过心跳线来实时监测对方的运行状态,备份机一旦发现工作机由于某种原因停止服务,心跳线会反映给备份服务器,则该网络数据服务器立即投入使用,以保证网络的畅通和服务的正常运行。
交换机链路冗余:采用两台全光纤以太网核心交换机A、B,一台主用一台备用,以提高网络的健壮性和稳定性。实施过程中可利用XRN(eXpandable Resilient Networking,可扩展的弹性网络)技术将两台核心交换机A、B互联在一起构成一个独立的三层交换核心,构建一个分布式交换架构,利用XRN技术将该分布式核心架构当作一个统一的整体来进行管理,从而使两台核心交换机A、B的工作能够在两条冗余链路之间进行切换或分配,实现没有单点故障的双核心主干网络,防止硬件、线缆或软件故障,以达到链路冗余的目的。
线路链路冗余:双核心主干网络的下层交换机分别采用两根光缆同时接到两台核心交换机上,达到链路冗余目的,同时核心交换机具有足够的接口,可用于进行骨干光纤网络的扩展。
双***灾备物理隔离:两台机架式网络数据服务器及其所关联的磁盘阵列数据库、核心交换机等按照防火隔离等级分别位于独立的甲板以上的房间中,两个房间的距离满足同船灾备规范要求。
所述数据网络服务子***还设置有卫星基站接口,如附图1中的虚线框4中下层交换机2处的“卫星船站”所示,该交换机用于连接船舶卫星基站,并通过卫星将智能船舶数据发送到地面站,进入陆地网络,实现“船舶信息综合显示与处理子***”的远端模式部署。
针对机舱及驾驶台中少数具有以太网接口的***及设备(不提供CAN总结接口),可以越过“分布式CAN采集模块阵列”直接与下层交换3机相连,通过约定的协议进行数据发送,如附图1中虚线框5部分“接E/1”、“接B/2”处所示,以及对应的虚线框1、2部分的“至E/4”、“至B/4”处所示。
优选地,如附图1中的虚线框5中的部分所示,所述船舶信息综合显示与处理子***是智能船综合信息冗余监视***的可视化人机交互单元,包括本船端子***和远程端子***;
所述本船端子***是布置在智能船本船上的***,用于船上管理者监控使用;
所述远程端子***通过卫星网络布置,实现数据的远程传输;对于远程端而然,可进一步实现智能船数字孪生。
所述本船端子***和远程端子***均可通过便携移动设备、虚拟现实设备、液晶阵列的人机交互设备进行部署。
所述船舶信息综合显示与处理子***的核心功能具体如下:
(1)通过与数据网络服务子***进行通信:直接与数据网络服务子***的下层交换机进行物理相连,进行通信,则被定义为本船端信息综合显示与处理子***;若***被布置在陆上,通过卫星网络间接与数据网络服务子***下层交换机进行通信,实现数据的远程传输,则被定义为远程端信息综合显示与处理子***。
(2)船舶信息可视化处理:对收集的信息进行处理、分发、显示、打印等,可采用触摸形式的液晶显示器阵列、三维投影环幕、虚拟头盔、无线便携移动平台设备等以文字、图形、曲线的形式显示本船操纵与运行的重要信息,所有显示的图形、界面均以矢量化形式显示,可进行无失真缩放,具有标准的具有二维、三维图形显示接口,能够与主流显示设备进行连接,并通过便捷的人机交互,使管理人员快速知晓全船动态。
(3)船舶信息的结构化管理与事件分析预测:随之对采集的数据进行结构化处理和加载,整合数据规范和事件规范,建立船舶设备信息管理***,建立全船关联影响机制,方便快速进行常规检查,建立全船事件影响视图,快速掌握每个事件发生的影响范围和预测接下来可能发生的事件。
如附图2所示,该子***的信息类型分为如下几项:
①***配置信息:包括用户权限信息、船舶参数信息、打印配置信息、历史记录信息、网络配置信息等。
②智能船综合信息:包括机舱各***信息、驾驶台各***信息、气象信息等。
③***帮助信息:包括设备***说明书、即时提示信息、***参数说明、使用动态指导、使用推荐信息等与***使用有关的帮助信息。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,包括:机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***;通过下层分布式冗余现场CAN网络、中间层冗余全局CAN网络、以及上层冗余光纤以太网将所述机舱数据采集子***、驾驶台数据采集子***、数据接口子***、数据网络服务子***、船舶信息综合显示与处理子***进行有机融合,构成整个智能船综合信息冗余监视***;
所述机舱数据采集子***和驾驶台数据采集子***对船舶上的各个***和设备的数据进行统一采集,所述数据接口子***将采集到的数据由底层向上层进行数据包协议转换和传递,所述数据网络服务子***接收由所述数据接口子***传递的数据,并将数据冗余存储在***内部数据存储阵列;所述船舶信息综合显示与处理子***通过与所述数据网络服务子***进行通信,实现数据的远程传输,并对收集到的数据进行可视化处理。
2.根据权利要求1所述的智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,所述机舱数据采集子***采用分布式双冗余数据采集***,机舱内各CAN采集模块分布在与其相连的设备附近,构成分布式CAN采集模块阵列,并用双冗余CAN总线相连,从而构成分布式机舱数据采集子***;
所述机舱数据采集子***用于对机舱所有***及设备进行现场数据采集与转发,所述机舱所有***及设备在智能船中被整合为机舱机电大***,机舱内所有监测点的数据由传感器拾取、变送后统一发送给附近的分布式CAN采集板卡模块,再通过CAN总线传输到所述数据接口子***。
3.根据权利要求1所述的智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,所述驾驶台数据采集子***采用分布式双冗余数据采集***,驾驶台各分布式CAN采集模块分布在与其相连的设备附近,构成分布式CAN采集模块阵列,并用双冗余CAN总线相连,从而构成分布式驾驶台数据采集子***;
所述驾驶台数据采集子***用于对驾驶台所有***及设备进行现场数据采集与转发,所述驾驶台所有***及设备在智能船中被整合为操纵与航行大***,驾驶台所有监测点的数据由传感器拾取、变送后统一发送给附近的分布式CAN采集板模块,再通过CAN总线传输给数据接口子***。
4.根据权利要求1所述的智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,所述数据接口子***包括第一双处理网段控制器、第二双处理网段控制器、第一CAN总线配卡、第二CAN总线配卡、第一网关服务器、第二网关服务器、第一光纤以太网适配卡以及第二光纤以太网适配卡;
所述第一双处理网段控制器扩展所述机舱数据采集子***的局部CAN总线到全局CAN总线;再经第一CAN总线配卡进入第一网关服务器中进行数据包协议转换,再经第一光纤以太网适配卡进入上层双冗余千兆光纤以太网;
所述第二双处理网段控制器扩展所述驾驶台数据采集子***的局部CAN总线到全局CAN总线;再经第二CAN总线配卡进入第二网关服务器中进行数据包协议转换,再经第二光纤以太网适配卡进入上层双冗余千兆光纤以太网。
5.根据权利要求1所述的智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,所述数据网络服务子***采用双***灾备物理隔离、服务器热备冗余、交换机链路冗余、线路链路冗余方式对下层现场采集的信息进行数据冗余存储、数据冗余转发、数据查询。
6.根据权利要求1所述的智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,所述船舶信息综合显示与处理子***包括本船端子***和远程端子***;
所述本船端子***是布置在智能船本船上的***,用于船上管理者监控使用;
所述远程端子***通过卫星网络布置,实现数据的远程传输;
所述本船端子***和远程端子***均可通过便携移动设备、虚拟现实设备、液晶阵列的人机交互设备进行部署。
7.根据权利要求1所述的智能船综合信息冗余监视***,其特征在于,所述机舱数据采集子***和驾驶台数据采集子***还都可以通过专用的便携式操作站MOS与现场CAN网络进行挂接,在机舱现场对各个分布式CAN数据采集模块进行状态查询、参数调整和模块自检。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010464048.3A CN111614502B (zh) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 一种智能船综合信息冗余监视*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010464048.3A CN111614502B (zh) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 一种智能船综合信息冗余监视*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111614502A true CN111614502A (zh) | 2020-09-01 |
CN111614502B CN111614502B (zh) | 2022-09-13 |
Family
ID=72201624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010464048.3A Active CN111614502B (zh) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 一种智能船综合信息冗余监视*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111614502B (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112947445A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-11 | 大连海事大学 | 一种采用冗余通信的分布式自适应船舶航迹保持*** |
CN113264162A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-17 | 招商局金陵船舶(南京)有限公司 | 客滚船返港安全控制*** |
CN113433859A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 武汉南华工业设备工程股份有限公司 | 一种新型综合信息监控***、方法、计算机设备及存储介质 |
CN113467440A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-01 | 珠海云洲智能科技股份有限公司 | 一种航行控制器 |
CN113581440A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-11-02 | 山东交通职业学院 | 一种船舶电力推进监控装置 |
CN113820977A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-21 | 重庆大学 | 一种用于信号灯的双链路远程冗余控制***及方法 |
CN114760015A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-15 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 基于冗余设计和策略控制的ems遥调遥控成功率提升方法 |
CN115604674A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-01-13 | 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心(Cn) | 一种机电健康管理***机内网络架构 |
CN117979334A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 青岛儒海船舶工程有限公司 | 一种数字化船舶的全船网络*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090269062A1 (en) * | 2004-08-27 | 2009-10-29 | Dieter Jestel | Ship with a data network |
CN103336515A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-10-02 | 中船重工远舟(北京)科技有限公司 | 一种船舶机舱监测报警*** |
CN107807567A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-16 | 海普康(扬州)自动化技术有限公司 | 船用分布式监测报警及控制*** |
KR20180045440A (ko) * | 2016-10-25 | 2018-05-04 | 재단법인 중소조선연구원 | 다중 통신 환경을 이용한 선박의 원격 모니터링 및 최적 운항 지원 시스템 |
CN109544895A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-29 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种用于智能无人艇监控的数据采集与分发*** |
-
2020
- 2020-05-27 CN CN202010464048.3A patent/CN111614502B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090269062A1 (en) * | 2004-08-27 | 2009-10-29 | Dieter Jestel | Ship with a data network |
CN103336515A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-10-02 | 中船重工远舟(北京)科技有限公司 | 一种船舶机舱监测报警*** |
KR20180045440A (ko) * | 2016-10-25 | 2018-05-04 | 재단법인 중소조선연구원 | 다중 통신 환경을 이용한 선박의 원격 모니터링 및 최적 운항 지원 시스템 |
CN107807567A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-16 | 海普康(扬州)自动化技术有限公司 | 船用分布式监测报警及控制*** |
CN109544895A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-29 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种用于智能无人艇监控的数据采集与分发*** |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
Y.TANG ET AL.: "Design and research of integrated information platform for smart ship", 《2017 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON TRANSPORTATION INFORMATION AND SAFETY (ICTIS)》 * |
安亮 等: "K-chief 500型机舱监视与报警***网络监控技术", 《航海技术》 * |
张均东 等: "船舶监控网络中的冗余设计和实现", 《中国造船》 * |
潘雁行: "基于嵌入式的船舶机舱监测报警***研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技II辑)》 * |
罗晓: "基于双CAN总线的中小型船舶监控***设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(信息科技I辑)》 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112947445B (zh) * | 2021-02-09 | 2024-02-02 | 大连海事大学 | 一种采用冗余通信的分布式自适应船舶航迹保持*** |
CN112947445A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-11 | 大连海事大学 | 一种采用冗余通信的分布式自适应船舶航迹保持*** |
CN113264162A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-17 | 招商局金陵船舶(南京)有限公司 | 客滚船返港安全控制*** |
CN113264162B (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-04 | 招商局金陵船舶(南京)有限公司 | 客滚船返港安全控制*** |
CN113467440A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-01 | 珠海云洲智能科技股份有限公司 | 一种航行控制器 |
CN113433859A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 武汉南华工业设备工程股份有限公司 | 一种新型综合信息监控***、方法、计算机设备及存储介质 |
CN113820977A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-21 | 重庆大学 | 一种用于信号灯的双链路远程冗余控制***及方法 |
CN113820977B (zh) * | 2021-09-03 | 2024-04-19 | 重庆大学 | 一种用于信号灯的双链路远程冗余控制***及方法 |
CN113581440A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-11-02 | 山东交通职业学院 | 一种船舶电力推进监控装置 |
CN114760015A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-15 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 基于冗余设计和策略控制的ems遥调遥控成功率提升方法 |
CN114760015B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-10-13 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 基于冗余设计和策略控制的ems遥调遥控成功率提升方法 |
CN115604674B (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-03 | 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 | 一种机电健康管理*** |
CN115604674A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-01-13 | 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心(Cn) | 一种机电健康管理***机内网络架构 |
CN117979334A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 青岛儒海船舶工程有限公司 | 一种数字化船舶的全船网络*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111614502B (zh) | 2022-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111614502B (zh) | 一种智能船综合信息冗余监视*** | |
CN110361979B (zh) | 一种铁路信号领域的安全计算机平台 | |
US7099755B2 (en) | Automation and platform management system for naval vessels | |
CN110376876B (zh) | 一种双系同步的安全计算机平台 | |
CN100463822C (zh) | 一种计算机联锁*** | |
CN205068381U (zh) | 一种用于轨道交通的安全计算机平台 | |
CN102929157B (zh) | 一种三冗余的船舶动力定位控制计算机*** | |
CN110351174B (zh) | 一种模块冗余的安全计算机平台 | |
CN109116777A (zh) | 汽车电子***体系架构 | |
CN112255946A (zh) | 一种基于云服务和大数据的船舶状态远程监控***及方法 | |
CN110958167B (zh) | 一种高速智能网络控制*** | |
CN106774367A (zh) | 一种飞行器的冗余控制方法 | |
CN106740992B (zh) | 一种基于二乘二取二架构的五线制道岔驱动*** | |
CN206460276U (zh) | 一种无人机 | |
CN103576650A (zh) | 一种机场地面设备运行安全监控管理*** | |
CN111813130A (zh) | 一种输变电站智能巡检机器人自主导航避障*** | |
CN202166892U (zh) | 一种基于总线通讯的小型无人飞行器控制*** | |
CN209683619U (zh) | 自动驾驶车辆的控制***及自动驾驶车辆 | |
CN102340433B (zh) | 一种中心节点设备与实现方法 | |
CN103107904A (zh) | 一种ats***控制中心应用服务器的双机切换方法 | |
CN209813737U (zh) | 一种磁浮列车及其悬浮控制***、控制器 | |
CN107976983A (zh) | 新型内河船舶综合控制*** | |
CN114793239A (zh) | 一种内河智能船舶域控制器功能实现的***及方法 | |
CN211741878U (zh) | 船舶综合自动化*** | |
CN116755320A (zh) | 一种基于双热备份***的余度管理方法及***、增强辅助驾驶*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |