基于北斗的船舶调度与安全监控系统
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完成单位:天津中远海运散运数字科技有限公司、中远海运散货运输有限公司
登记编号:ZSXC-2023-JT-1-024
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
张 军、樊向东、董恒竞、李国全、张吉良、刘 兴、江 皞、安 超、张永亮、吴晨刚、李成星、路 巍
北斗系统是国家着眼安全和经济发展大局,自主建设、独立运行的卫星导航系统。拟申报成果的系统为推进落实北斗发展战略,开展北斗系统在远洋船舶上的应用而形成的具体解决方案。项目系统自主研发,自主可控性高,为船岸通信提供了自主可控的应急策略和安全通道,增加了应对紧急事件、特殊海域问题的处理能力,有利于国家经济和国防安全。
作为科研项目核心组成部分获得2022年度中国航海学会科技进步一等奖。
获得两项专利“一种基于北斗通信系统的数据传输方法及电子设备”“一种分析船舶经过选定区域方法、装置、电子设备及介质”。
系统基于北斗短报文建设船舶通讯链路, 形成了包含设备层、数据层、应用层在内的北斗应用平台体系。通过北斗短报文与经营管理信息集成,建立了北斗数据应用平台,实现北斗数据可视化,为船舶调度和应急指挥提供保障。完成了软硬件创新,定制化研发船端交换机和岸端指挥机以及指挥机配套系统。
方案解决了北斗通信消息无回执无重传的问题,实现扩容单条消息长度至原来约16倍,对发送频率限制影响生产工作使用北斗通信的问题提出了解决方案。
项目目前实施在中远海运集团所属一百余艘船舶进行应用实践,达到预期效果。项目的成功实施,极大拓展拓宽北斗系统在航海领域的应用,为建设“海洋强国”和实施“一带一路”战略部署起到重要技术保障作用。
其中主要创新点有:
1.在船岸两端同时建设北斗导航系统,开北斗导航系统在远洋船舶管理之先河。利用北斗应用平台,通过北斗报文收发功能、依托电子海图和气象数据,对北斗船位数据进行可视化展示,同时与生产经营、船舶调度、船舶管理、船员管理等业务数据进行集成。实现岸基人员对公司船队全面、准实时跟踪监测。提高安全性,全面提升管理水平。
2.硬件创新,定制化研发船端交换机和岸端指挥机。使局域网内的设备均可直接连接北斗设备,并可进行北斗短报文通信,船舶定位信息通过北斗短报文的形式进行回传。岸端指挥机可实现RDSS定位、短报文通信和RNSS导航定位、负责接受船舶终端发回的船舶定位信息,可以通过短报文与船舶进行通信。
3.软件创新,在船端完成与北斗配套的船端通讯软件,为下一步公司在航运领域北斗通讯产品化打下坚实的基础。在岸端完成北斗定位与报文数据包拆分、编码、接收、发送、解码、校验、反馈等数据通讯功能。进行封装、利用串口通信技术将船舶通过北斗卫星发出定位数据读取到公司服务器中进行统一清洗、存储、管理。
4.算法创新,报文调度算法,设计了一套短消息重传和信息量扩容机制。短消息的总长度较之前扩容了16倍,消息收发功能有回执,消息发生丢包有重传。提高信道容量和效率。
5.建立北斗数据应用平台。平台以北斗报文收发为核心、依托电子海图和气象数据,对北斗船位数据进行可视化展示,同时与生产经营、船舶调度、船舶管理、船员管理等业务数据进行集成。实现岸基人员对公司船队全面、准实时跟踪监测。提高安全性,全面提升管理水平、公司信息化建设的数字化、智能化水平,为公司建设世界一流航运公司的提供数字化支持。