[發明專利]船舶航行數據回放和分析系統與方法

在審

• 申請號: 202010570194.4
• 申請日: 2020-06-21
• 公開（公告）號: CN111930975A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 陳冰;夏偉;寧鷗;許治梭;熊春水
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G06F16/438
• 分類號: G06F16/438;G06F16/44;G06F16/11;G06F8/41
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;李丹

1.一種船舶航行數據回放和分析系統，其特征在于，包括：

數據采集模塊，用于獲取通過便攜式記錄儀記錄CAN總線上歷史CAN總線數據，并獲取媒體文件，所述媒體文件包括音頻文件和視頻文件；

CAN實時數據接收模塊，用于接收CAN總線的實時數據，并統計CAN口的數據負載率，以及每秒接收的數據包數；

數據解析模塊，用于解析CAN總線的實時數據，同時記錄狀態ID、狀態值信息到非持久化狀態池，然后將原始數據記錄到CAN數據文件；

還用于解析CAN數據文件，記錄時間，狀態ID，狀態值信息到航行數據庫；

還用于解析媒體文件，讀取其對應的時間，文件路徑信息寫入媒體文件信息數據庫；

歷史數據回放模塊，用于根據接收的歷史數據回放指令，對航行數據包括CAN總線數據、視頻、音頻同步回放或獨立回放；

數據查詢分析模塊，用于為用戶提供包括時間信息、系統設備劃分、變量值范圍在內的條件查詢，并對提取出來的信息進行圖表分析；

航行試驗輔助模塊，用于通過配置文件設置各個系統航行試驗表格格式，依據試驗時間信息來提取需要的試驗數據，并根據實驗數據自動生成格式試驗表格；

實時監測模塊，用于實時監控模式下，收到啟動接收命令后，按照每秒一次的頻率，從非持久化狀態池中讀取當前時間點的狀態ID、狀態值信息在內的狀態集，并提供解析后數據的實時顯示；

數據庫，包括協議數據庫、媒體文件信息數據庫和航行數據庫。

2.根據權利要求1所述的船舶航行數據回放和分析系統，其特征在于，所述數據解析模塊通過協議解析器進行數據的解釋加工。

3.根據權利要求1所述的船舶航行數據回放和分析系統，其特征在于，所述數據解析模塊通過協議解析器進行數據的解釋加工，具體如下：

采用協議編譯器對協議描述語言文件，進行語法檢查和編譯后，形成內存語法樹，協議解析器根據協議數據庫和內存語法樹解析CAN數據文件，對總線數據按照指定的協議類型解析其數值并存儲；所述協議數據庫存儲各種數據類型對應的狀態樹結構，狀態之間的父子關系以及每個狀態的定義信息、單位和計算系數。

4.一種船舶航行數據回放和分析方法，其特征在于，包括：

1)通過便攜式記錄儀采集記錄CAN總線上航行實時數據并存儲；

2)導入便攜式記錄儀中的CAN數據文件，將二進制總線數據，或者txt格式的總線數據按照指定的協議類型將其數值存儲到航行數據庫；

3)從媒體文件解析其媒體覆蓋的起止時間段和時長信息、以及文件路徑信息寫入媒體文件信息數據庫，所述媒體文件包括音頻和視頻文件；

4)根據接收的歷史數據回放指令，對航行數據包括CAN總線數據、視頻、音頻進行歷史數據同步回放或獨立回放；

收到歷史數據回放命令后，在數據庫列表中選擇數據庫，從數據庫讀取選定時間段的狀態集合；歷史數據回放的速率根據設置的時間單位單步推進；數據庫讀取按照設定的頻率到數據庫中讀取狀態并將回放的歷史數據顯示到界面；

5)數據查詢分析

將航行數據依據時間存儲在數據庫中，提供根據時間信息、系統設備劃分、變量值范圍在內的數據條件查詢，并對提取出來的信息進行圖表分析；

6)通過配置文件設置各個系統航行試驗表格格式，依據試驗時間信息通過試驗開始和結束按鍵，實時采集數據，根據時間點提取需要的試驗數據，自動生成可修改的word格式電子版試驗報告；

7)實時監控模式下，收到啟動接收命令后，按照每秒一次的頻率，從非持久化狀態池中讀取當前時間點的狀態ID、狀態值信息在內的狀態集；所述非持久化狀態池用于存儲解析后的CAN總線的實時數據。

5.根據權利要求4所述的船舶航行數據回放和分析方法，其特征在于，所述步驟4)中歷史數據回放采用差分更新策略：根據設定的頻率，從數據庫讀取選定時間段的狀態集合；

如果讀取目標時刻是預設時間單位的整數倍，就先讀取該時刻的數據快照然后讀取對應時刻的數據增量更新數據去刷新上一步讀取的快照數據；然后將讀取的數據推送到界面，頁面上通過狀態面板也可以通過狀態列表顯示數據；如果當前用戶打開的是音頻或視頻播放的頁面，媒體文件播放單元將響應界面的播放命令，以播放對應時間段的媒體文件；

其中，歷史數據回放的速率設置為按以下時間單位單步推進：1S，2S，5S，10S，15S，30S，60S。