一种LNG船舶远传监控系统及实现方法

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一种LNG船舶远传监控系统及实现方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及船舶航行监控技术。特别涉及一种LNG船舶远传监控系统及实现方法。\n背景技术\n[0002] 我国是个航运大国，江河、海洋资源非常丰富。航运业在我国高速发展的经济中得到了长足的进展，但在航运业飞速发展的同时，因船舶私营化的扩大和管理体制的老化，船舶管理的弊端也逐渐凸现出来，如：航运管理不完善、资源浪费、效率低下等。因此，如何利用有效的手段将船舶管理上升到有序、合理、高效的管理层面上来成为航运企业的当务之急。随着航运发展对信息化管理的迫切要求，经济和科技迅速提高，船舶智能化要求越来越高，无人机舱的实现已成为发展的必然。\n[0003] 与现有的普通船舶远程监控模式相比，由于LNG船舶在业内属于危化类船舶，因此在监控对象、预警方案上有很大的差别，因此伴随着LNG船舶的诞生和广泛运营，船舶LNG燃料海上何时加注问题以及LNG船舶的远程监控已成为目前的一大难题。\n[0004] 现有AIS系统由岸基(基站)设施和船载设备共同组成，能实时性接受船舶静态数据、船舶动态数据、船舶航程数据，以及发布实时性的天文水文信息，对船舶行业技术发展起到了很大的推动作用，然而其特点尚存在功能比较单一，远洋通信、应急求救预警及提供应急方案功能的难度较大，且不具备实时远程信息处理和LNG船舶加注预警等功能，船舶终端和监控管理终端之间在线信息交换量小，系统实现互联互通困难，在线监控功能较低，对于LNG船舶其功能尚存空缺。\n发明内容\n[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种LNG远程传输船舶相关信息及监控船舶的系统及实现方法，以解决LNG船舶近海和远洋的监督管理、指挥、调度的实际需求问题。\n[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：\n[0007] 一种LNG船舶远传监控系统，设有AIS系统、视频监控系统及中心数据平台，由船端设备和岸端数据中心两部分组成，所述船端设备主要包括显示处理器、视频监控器和3G/\n4G/VPN路由器，所述岸端数据中心主要包括多个功能服务器、多个交换机和VPN路由器，该系统利用物联网网络与客户端链接，形成一套互联互通的LNG船舶远传监控系统；\n[0008] 船端设备和岸端数据中心共同形成一个信息监控系统；\n[0009] 所述交换机包括数据核心交换机、数据交换机和交换机；\n[0010] 所述功能服务器设有中央服务器，所述中央服务器通过所述数据交换机分别与视频服务器、文件服务器、数据服务器连接，还通过所述交换机连接web服务器；\n[0011] 船端设备中的显示处理器和视频监控器的一端分别连接到作为监控平台的船舶航行调控界面，另一端分别连接到船舶航行调控界面船端数据传输输出端。\n[0012] 优选地，所述显示处理器通过船舶航行信息实时接受存储端分别连接船舶储罐液位监控端、船舶结构显示器、动力参数监视器、动力设备性能显示端和航行工况显示器，所述船舶储罐液位监控端的另一端与液位传感器连接，所述航行工况显示器的另一端与航行工况传感器连接。\n[0013] 所述视频监控器分别与报警器和视频图像采集端连接，所述报警器的另一端分别与LNG气体探测器和烟雾探测器连接。\n[0014] 优选地，所述信息监控系统，在以中心数据平台为基础的前提下，包括：由天文、水文信息接收端、船舶定位端、海面信息监控端和地理信息监控端、自然地理信息接受处理器形成地理气象信息接收系统；由船舶信息接受器、预计航线接收器、货源信息接收器和燃料实时价格接收器、客户信息处理端形成客户信息收集反馈与存储系统；由船舶储罐液位监控端、船舶结构显示器、监视器、动力设备性能显示端和航行工况显示器、船舶航行信息实时接受存储端组成船舶航运参数信息反馈系统；由岸船传讯器、船长和船舶航行调控界面形成岸船通讯系统；由航运信息预处理器、中心数据平台、特殊信息处理端和信息处理报告输出端形成中央信息收集处理系统。\n[0015] 优选地，所述地理气象信息接收系统中，所述自然地理信息接受处理器的一端连接所述中心数据平台，另一端分别连接所述天文、水文信息接收端、所述船舶定位端、所述海面信息监控端和所述地理信息监控端。\n[0016] 优选地，所述客户信息收集反馈与存储系统中，所述客户信息处理端的一端连接所述中心数据平台，另一端分别连接所述船舶信息接受器、所述预计航线接收器、所述货源信息接收器和所述燃料实时价格接收器。\n[0017] 优选地，所述船舶航运参数信息反馈系统中，所述船舶航行信息实时接受存储端的一端分别连接所述船舶储罐液位监控端、所述船舶结构显示器、所述监视器、所述动力设备性能显示端和所述航行工况显示器，另一端连接所述航运信息预处理器。\n[0018] 优选地，所述岸船通讯系统中，所述船长的一端连接所述岸船传讯器，另一端与所述船舶航行调控界面连接。\n[0019] 优选地，所述中央信息收集处理系统中，所述中心数据平台分别连接所述航运信息预处理器、所述特殊信息处理端和所述信息处理报告输出端。\n[0020] 一种LNG船舶远传监控系统的实现方法，包括以下步骤：\n[0021] 1)采集数据：利用船舶已有数据采集系统和内部通信系统，以及本系统的相关信息接收系统，采集接收信息；\n[0022] 2)分析、传送：中央信息收集处理系统对采集接收的数据信息进行初步处理并分类传送；\n[0023] 3)分类预处理：对各系统的运行信息是否异常，做出判断并分别进行处理；\n[0024] 4)针对性处理：对异常信息做出明确性处理，以便执行后续程序；\n[0025] 5)实时调整：对相关参数实时进行调整，存储调整后的相关信息；\n[0026] 6)届时，此次监控结束。\n[0027] 上述LNG船舶远传监控系统的实现方法，其实现监控的具体步骤如下：\n[0028] 1)岸端与船端建立VPN数据连接；\n[0029] 2)中央信息收集处理系统同时分别接收来自于地理气象信息接收系统、客户信息收集反馈与存储系统及船舶航运参数信息反馈系统的数字或视频信息；\n[0030] 3)接收信息的同时，在第一时间分析出各系统之间是否存在异常，如果没有异常，则各类信息被直接传送到执行模块数据分类传输与存储器，发送到岸船(船长)通讯系统中，并经船舶航运参数信息反馈系统传回至中央信息收集处理系统，存储备案，使船舶保持正常运行；\n[0031] 4)如果存在异常，则中央信息收集处理系统分别对地理、气象、天文、水文、海面信息、客户信息以及船舶航运参数信息进行分析和处理；\n[0032] 5)在分析中，对各个系统逐一进行分析并判断出是否正常，判断出异常信息具体来自于哪个/些系统，对分析并判断出正常的，则直接传送到执行模块客户信息分析处理；\n[0033] 对分析并判断出不正常的，则发送相关“指令”，传送到客户信息分析处理；\n[0034] 6)经执行模块客户信息分析处理后，询问客户是否需要调整船舶，如果不需要调整，则发送“客户指令”至船舶航运参数信息反馈系统，经确认正常后，传送到执行模块数据分类传输与存储器，发送到岸船(船长)通讯系统中，并经船舶航运参数信息反馈系统传回至中央信息收集处理系统，存储备案；\n[0035] 如果需要调整，则发送至船舶航运参数信息反馈系统中，经确认不正常后，则发送“航运参数调整指令”，通知船长或航行值班人员对船舶运行参数进行调整，将调整后的信息传送到执行模块数据分类传输与存储器，发送到岸船(船长)通讯系统中，并经船舶航运参数信息反馈系统传回至中央信息收集处理系统，存储备案；\n[0036] 7)至此，此次监控完成，结束。\n[0037] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明LNG船舶远传监控系统及实现方法，由船端设备和岸端数据中心两部分组成，该系统利用物联网网络与客户端链接，形成一套互联互通的LNG船舶远传监控系统。船端设备和岸端数据中心共同形成一个信息监控系统，用来实现本系统的全部监控功能。通过对船舶主要设备运行的运行状态和参数的收集，利用3/4G网络将数据发回系统平台，使平台能够动态的了解船舶主要设备的运行状态和参数。平台根据运行船舶发回的数据，可及时分析发现船舶设备故障情况，以便船舶设备能够得到及时有效地维修和保养，实现对运行船舶的信息化管理。因此能有效提高船舶高效运行、加强船舶的信息传递及处理、有效提高对船舶的监督和管理控制，更进一步的提高船舶航行安全，降低船舶运营成本。该系统主要用于近海及远洋运输船在航行过程中基于物联网方式实时性传输船舶信息和监督控制船舶运行状况。简而言之，本发明提供的技术方案是，利用现有AIS系统中的可借用设备，结合船舶远传监控功能所需设备，组成为一种新的系统，也就是，在兼容原有的AIS系统，远传系统在基于物联网的前提下，实现对近海也可对远洋船舶进行监督管理、指挥和调度，形成大的平台，衔接客户端，为远航企业及相关海事管理部门提供服务。\n[0038] 以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，该实施例仅用于解释本发明。并不对本发明的保护范围构成限制。\n附图说明\n[0039] 图1为本发明实施例一种LNG船舶远传监控系统的结构示意图；\n[0040] 图2为图1所示船端设备的结构示意图；\n[0041] 图3为图1所示信息监控系统的结构示意图；\n[0042] 图4为图1所示监控系统的实现方法的流程示意图。\n[0043] 图中标注符号说明：1、显示处理器；2、视频监控器；3、3G/4G/VPN路由器；4、船舶一；5、船舶二；6、物联网网络；7、APP用户；8、船管部门；9、船舶客户；10、VPN路由器；11、核心交换机；12、视频服务器；13、文件服务器；14，数据服务器；15、数据交换机；16、调度服务系统；17、中央服务器；18、web服务器；19、交换机；20、天文、水文信息接收端；21、船舶定位端；\n22、海面信息监控端；23、地理信息监控端；24、自然地理信息接受处理器；25、中心数据平台；26、船舶信息接受器；27、预计航线接收器；28、货源信息接收器；29、燃料实时价格接收器；30、船舶储罐液位监控端；31、船舶结构显示器；32、动力参数监视器；33、动力设备性能显示端；34、航行工况显示器；35、船舶航行信息实时接受存储端；36、航运信息预处理器；\n37、特殊信息处理端；38、信息处理报告输出端；39、岸船传讯器；40、船长；41、船舶航行调控界面；42、船舶航行调控界面船端数据传输输出端；43、液位传感器；44、航行工况传感器；\n45、报警器；46、视频图像采集端；47、LNG气体探测器；48、烟雾探测器；49、可识别性接口；\n50、AIS系统；51、客户信息处理端。\n具体实施方式\n[0044] 本发明一种LNG船舶远传监控系统，由船端设备和岸端数据中心两部分组成，船端设备主要包括显示处理器1、视频监控器2和3G/4G/VPN路由器3，岸端数据中心主要包括多个功能服务器、多个交换机和VPN路由器10，该系统利用物联网网络6与客户端链接，形成一套互联互通的LNG船舶远传监控系统。\n[0045] 船端设备和岸端数据中心共同形成一个信息监控系统，用来实现本系统的全部监控功能。\n[0046] 船端设备中的显示处理器1和视频监控器2的一端分别连接到作为监控平台的船舶航行调控界面(计算机)41，另一端分别连接到船舶航行调控界面船端数据传输输出端\n42。\n[0047] 本发明LNG船舶远传监控系统可以接入多种船载终端设备及移动客户端，实现互联互通。\n[0048] 图1示出本发明实施例，基于物联网网络6的前提下，船端船舶一4和船舶二5各自通过显示处理器1对船舶数据进行采集并进行初级处理，且进行通讯需求，同时通过视频监控器2进行视频采集，进而将采集的数据通过3G/4G/VPN路由器3跟数据网络6进行互通，物联网网络6采集的数据可以在云端建立数据库。采集的数据包含分散在各类船载设备中的船舶参数、航道和气象环境、船舶机务状态信息等。通过电信光纤专线供APP用户7、船管部门8和船舶客户9进行实时性的监督、管理和调看。云端数据通过电信光纤专线和VPN路由器\n10传输到数据核心交换机11，核心交换机11接收到数据信息后，将数据信息分别发送到视频服务器12、文件服务器13和数据服务器14，并分别进行视频分析或实时航运状况调阅、文件处理或存储查阅及数据分析处理或历史数据存储。然后将处理后的各类数据信息通过数据交换机15将数据全部传输到中央服务器17，由中央服务器17将一部分信息发送到调度服务系统16，进行船舶调度，同时通过交换机19将相关信息发布到web服务器18跟物联网网络\n6形成互通和共享。其中，中央服务器17用于统筹处理来自于船端和海事、港口及航运公司的数据,并提供权限设置；数据服务器14接收来自于船端的实时航行和设备信息数据,视频服务器12接收来自于船端的音视频信息，文件服务器13主要功能是接收来自于航运公司、航运管理部门、船端的各类报表、人员等信息，web服务器18主要是将处理好的数据提供给海事、港行管理界面入口,航运公司的界面入口。\n[0049] 图2为船端设备的结构示意图，显示处理器1通过船舶航行信息实时接受存储端35分别连接船舶储罐液位监控端30、船舶结构显示器31、动力参数监视器32、动力设备性能显示端33和航行工况显示器34。船舶储罐液位监控端30的另一端与液位传感器43连接，航行工况显示器34的另一端与航行工况传感器44连接。\n[0050] 所述视频监控器2分别与报警器45和视频图像采集端46连接，所述报警器45的另一端分别与LNG气体探测器47和烟雾探测器48连接。\n[0051] 显示处理器1和视频监控器2均通过可识别性接口49与AIS系统50连接，并与船舶航行调控界面船端数据传输输出端42连接。船端设备工作时，利用数据采集模块对船舶主要运行设备的数据进行采集，并进行串口通讯，使数据导入数据综合处理模块和数据显示报警模块，对处理的数据进行储存，并由数据传输模块和视频监控模块利用3G/4G(wifi)网络传输至平台端VPN服务器。\n[0052] 如图3所示，LNG船舶远传监控系统的信息监控系统，作为监控平台包括五个服务系统功能，即地理气象信息接收系统、客户信息收集反馈与存储系统、船舶航运参数信息反馈系统、岸船通讯系统和中央信息收集处理系统。运行时，在以中心数据平台25为基础的前提下，地理气象信息接收系统将接收的信息传输到中心数据平台25；客户信息收集反馈与存储系统将信息全部收集存储后，进行分析，并将分析报告及结果发往中心数据平台25；船舶航运参数信息反馈系统将信息进一步的传输到航运信息预处理器36，再传输到中心数据平台25：岸船通讯系统接收来自中心数据平台25的反馈信息对船舶航行状况进行实时的调整；中央信息收集处理系统包含多个执行模块，对信息进行储存、分类和处理，。各系统以技术公司为中心相互独立工作，系统还包含AIS系统功能和船舶视频监控功能，提供了船舶在不同航行状况下的信息传递和处理模式。\n[0053] 其中，地理气象信息接收系统中，所述自然地理信息接受处理器24的一端连接所述中心数据平台25，另一端分别连接所述天文、水文信息接收端20、所述船舶定位端21、所述海面信息监控端22和所述地理信息监控端23。\n[0054] 客户信息收集反馈与存储系统中，所述客户信息处理端51的一端连接所述中心数据平台25，另一端分别连接所述船舶信息接受器26、所述预计航线接收器27、所述货源信息接收器28和所述燃料实时价格接收器29。\n[0055] 船舶航运参数信息反馈系统中，所述船舶航行信息实时接受存储端35的一端分别连接所述船舶储罐液位监控端30、所述船舶结构显示器31、所述监视器32、所述动力设备性能显示端33和所述航行工况显示器34，另一端连接所述航运信息预处理器36。\n[0056] 岸船通讯系统中，所述船长40的一端连接所述岸船传讯器39，另一端与所述船舶航行调控界面41连接。\n[0057] 中央信息收集处理系统中，所述中心数据平台25分别连接所述航运信息预处理器\n36、所述特殊信息处理端37和所述信息处理报告输出端38。\n[0058] 本发明LNG船舶远传监控系统的实现方法主要包括：步骤一：采集数据；步骤二：分析、传送；步骤三：分类预处理；步骤四：针对性处理；步骤五：实时调整。\n[0059] 图4为本监控系统的实现方法的流程示意图，其实现监控的具体步骤如下：\n[0060] 1)岸端与船端建立VPN数据连接；\n[0061] 2)中央信息收集处理系统同时分别接收来自于地理气象信息接收系统、客户信息收集反馈与存储系统及船舶航运参数信息反馈系统的数字或视频信息，其中船端各类信息，例如：船端的实时设备信息、音视频信息、航海信息等；\n[0062] 3)接收信息的同时，在第一时间分析出各系统之间是否存在异常，如果没有异常，则各类信息被直接传送到执行模块数据分类传输与存储器，发送到岸船(船长)通讯系统中，并经船舶航运参数信息反馈系统传回至中央信息收集处理系统，存储备案，使船舶保持正常运行；\n[0063] 4)如果存在异常，则中央信息收集处理系统分别对地理、气象、天文、水文、海面信息、客户信息以及船舶航运参数信息进行分析和处理；\n[0064] 5)在分析中，对各个系统逐一进行分析并判断出是否正常，判断出异常信息具体来自于哪个/些系统，对分析并判断出正常的，则直接传送到执行模块客户信息分析处理；\n[0065] 对分析并判断出不正常的，则发送相关“指令”，传送到执行模块客户信息分析处理；\n[0066] 6)经执行模块客户信息分析处理后，询问客户是否需要调整船舶，如果不需要调整，则发送“客户指令”至船舶航运参数信息反馈系统，经确认正常后，传送到执行模块数据分类传输与存储器，发送到岸船(船长)通讯系统中，并经船舶航运参数信息反馈系统传回至中央信息收集处理系统，存储备案；\n[0067] 如果需要调整，则发送至船舶航运参数信息反馈系统中，经确认不正常后，则发送“航运参数调整指令”，通知船长或航行值班人员对船舶运行参数进行调整，将调整后的信息传送到执行模块数据分类传输与存储器，发送到岸船(船长)通讯系统中，并经船舶航运参数信息反馈系统传回至中央信息收集处理系统，存储备案；\n[0068] 7)至此，此次监控完成，结束。\n[0069] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。