[發明專利]一種船端綜合航行系統架構

有效

• 申請號: 201811431530.6
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109460218B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 祝樹生;曹建文;高祥武;劉冬;許昶
• 申請（專利權）人: 遨海科技有限公司
• 主分類號: G06F8/20
• 分類號: G06F8/20;G01C21/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發明為一種船端綜合航行系統架構，包括數據采集層、分析處理層、業務應用層以及人機交互層。分析處理層接收數據采集層發送的各類傳感數據和業務信息，進行數據融合后，形成唯一的PNT信息、物標信息并發送給業務應用層和人機交互層并進行所有數據的存儲；業務應用層接收分析處理層發送的PNT信息、物標信息和人機交互層發送的指令信息和信息，進行航路規劃、航路監控、報警管理、系統狀態監測、船舶報告信息管理，避碰輔助操縱；系統采用開放式體系架構，并將各類船舶信息數據進行融合、分析和處理，從而保障船端綜合航行系統的可靠運行，滿足船舶操縱人員用戶需求，實現船橋設備的信息傳輸與交互。

技術領域

本發明涉及一種應用于船端綜合航行系統的物理架構、邏輯架構和軟件架構，屬于航海技術領域。

背景技術

國際海事組織(IMO)于2006年提出了e-航海的概念，IMO和IALA于2013年提出了e-航海技術架構。該架構由船端、岸端和船-岸之間的物理通信鏈路組成，其中船端包括航海人員、船舶通信設備、船載各種傳感器、綜合航行系統等，其中綜合航行系統為系統船端的核心。

我國目前船端系統存在設備孤立、信息孤島嚴重的問題，可擴展性差、系統接口封閉，信息融合能力低。系統架構是船端系統的基礎，優化的系統架構將對整個船端系統的工作性能帶來重要影響。目前基于冗余網絡、分布式系統架構的技術在其他領域應用比較廣泛，已具備了在船端系統開展類似系統架構設計的基礎。

如中國慣性技術學報2009年12月期中《綜合船橋系統綜述》和2011年6月期中《新型綜合船橋系統》中提到的綜合航行系統，雖然采用了基于冗余網絡的三層體系結構，每個用戶軟件也配置了元數據采集、處理、分析模塊、系統配置模塊、通信模塊等，但是其每個軟件只是采用了相同的底層軟件模塊和數據庫，并沒有真正實現分布式和業務的分層設計，信息共享能力低、系統模塊化設計差、用戶開放性不好。

發明內容

本發明的技術解決問題是：提出一種船端綜合航行系統架構，解決現有船舶安全保障系統的孤立狀況，實現各傳感系統和業務系統之間的融合，為用戶提供信息支持。系統遵循接口公開原則，顛覆目前各類系統孤立并存的現狀，實現系統業務功能融合、模塊化和注冊式添加。

本發明的技術解決方案是：

提供一種船端綜合航行系統架構，包括數據采集層、分析處理層、業務應用層以及人機交互層；

數據采集層采集船端各類傳感數據，通過無線通訊設備接收業務信息，進行處理后發送給分析處理層或通過無線通訊設備向外部發送；

分析處理層接收數據采集層發送的各類傳感數據和業務信息，進行數據融合后，形成唯一的PNT信息、物標信息并發送給業務應用層和人機交互層，同時進行所有數據的存儲；

業務應用層接收分析處理層發送的PNT信息、物標信息以及人機交互層發送的指令和信息，進行航路規劃、航路監控、報警管理、系統狀態監測、船舶報告信息管理，避碰輔助操縱；

人機交互層接收數據采集層、分析處理層以及業務應用層發送的信息進行顯示，接收人為輸入信息發送給對應的業務模塊。

優選的，各數據層之間通過分布式消息系統傳輸數據和指令。

優選的，各類傳感數據包括PNT數據和船舶動力推進數據；業務信息包括從AIS或VDES系統獲取岸基航行安全信息數據，AIS系統獲取周圍海上移動目標數據、雷達獲得海上交通目標數據信息、氣象儀信息數據、值班報警信息數據以及NAVTEX設備中獲取各類岸基航行安全信息數據。

優選的，PNT數據來源于羅經、測深儀、計程儀、GNSS定位儀，雷達以及船舶自動識別系統(AIS)。