航道测量船远程监控管理系统的设计

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1、航道测量船远程监控管理系统的设计一、引言　　随着经济社会的发展，长江作为贯通我国东中西部重要的交通运输通道，已经上升为国家战略，成为交通运输综合体系中的重要组成部分。长江航道的快速发展，需要航道测量作为坚实保障。由于航道测量作业尽在野外，测量作业船舶的维护管理较为困难，作业动态掌握不及时。为提高航道测量船舶的管理效率，提升作业安全性，及时掌握测量船的动态，利用先进的X络技术、数据库技术和计算机技术等，构建一套航道测量船远程监控管理系统，将能够为长江航道测量提供更加及时可靠的测量保障，为实现长江航运的“畅

2、通高效平安绿色”奠定基础。本系统紧紧结合航道测量的外业特点，构建一套远程监控管理系统，实现作业现场船舶、作业人员、生产状况等的动态监控，提高航道测量船舶的管理水平。　　二、系统结构设计　　1、系统总体结构　　航道测量船远程监控管理系统将测量船的位置、工作状态、航道测量数据传至监控中心，并将数据在监控中心记录、存储和分析。系统总体结构由测量船端信息采集与传输子系统、中心监控服务器子系统、中心局域X子系统等组成(如图1)　　测量船端信息采集与传输子系统位于测量船上，主要设备是PC工控机、数据采集卡、GPS定

3、位设备、倾斜仪传感器、GPRS收发器、AIS船台设备等。航道测量信息由现有的航道测量系统提供测量数据接口，通过无线通信X络实时传送至监控中心，同时在本地PC工控机上保存在船舶本地数据库，在设定时间或需要时传送至监控中心。GPS定位设备用于测量船舶当前位置信息，通过串口送入测量船PC工控机。倾斜仪传感器用于测量船舶的倾斜角度，及时掌握船舶存在的风险，PC工控机通过数据采集卡连接倾斜仪传感器。　　中心监控服务器子系统，兼作通信服务器、WEB服务器和数据库服务器，将各测量船状态数据、测量数据存入数据库。在数据

4、通信方面，服务器通过GPRS或AIS接收测量船端数据，并下发中心有关命令至测量船。　　系统总体架构采用B/S模式，实现用户端的简单维护和快捷使用。　　　　图1系统逻辑结构图　　2、系统通信结构设计　　测量船端信息采集与传输子系统负责数据采集，其采集整理的数据将通过无线传输系统，实现测量船动态信息与监控中心的实时传输。考虑到长江航道上的无线通信现状和条件，目前可以考虑基于GPRS的公X或基于AIS的专用X实现无线数据远程传输。　　2.1基于GPRS的公X通信X络结构设计　　GPRS通信方式的优点是一次性投

5、资少、安装简单，但需要长期支付通信费。系统结构上有中心数据接收端和测量船数据传输端组成。中心设置一台GPRS服务器，中心监控服务器、各用户客户端及GPRS服务器均连接到X络交换机，实现对服务器数据的访问。测量船上配备GPRS收发器，与船载PC工控机相连，将采集的信息通过移动传输X络与中心服务器实时通信互联。系统通信结构如图2所示。　　　　图2基于GPRS无线数据传输X络结构逻辑图　　2.2基于AIS的专X通信X络结构设计　　AIS系统是长江海事局为船舶航行保障提供的一套系统，其优点是使用专X传输，系统可

6、靠性强、无通信费，而且可接收领域内AIS船舶信息，对于船舶避碰有辅助作用。但是，AIS直接发送和接收信号的距离有限，短期内，在全长江航道沿线使用还存在障碍。中心服务器可以通过AIS船台设备或通过光纤与各AIS基站互连，从而实现客户端的连接和应用。各测量船通过AIS船台设备与其AIS基站连接，实现测量船采集数据的无线远程实时传输。系统通信结构如图3所示。　　　　图3基于AIS专X的无线数据传输X络结构逻辑图　　　　为提高无线数据传输的效率，保障航道测量船信息的实时传输，本系统设计中，将配备GPRS和AIS

7、两种通信方式，提高通信的稳定性和准确率。　　三、系统功能设计　　根据面向用户的不同，系统可以划分为测量船子系统、中心服务器子系统和中心客户端子系统三类，其功能根据用户的不同分别设计。具体功能设计如下。　　3.1测量船子系统功能　　实现测量船基础信息的设置与管理，包括船长、船宽、吃水深度等；　　实现测量船的位置信息、倾斜度信息等的实时采集，并实时发送到中心监控服务器；　　实现测量船实时采集信息在本地的维护管理和存储功能。　　3.2中心服务器子系统功能　　中心监控服务器接收各测量船数据，并保存到中心数据库中

8、。　　提供WEB服务，处理各客户端的访问请求。　　3.3中心客户端子系统功能　　实现客户端上查询测量船的位置及实时动态信息；　　实现测量船的船舶基本信息、船舶位置、船舶倾斜度、实时测量数据的查询；　　实现测量船历史任务查询和监控功能，了解测量船历史作业状况；　　四、效果分析与展望　　系统采用成熟的技术和设备，测量船上的数据采集系统已经运行多年且稳定可靠，GPRS和AIS的无线通信传输X络畅通，建设和实施的相关条件成熟，具有较强的可实施性。系