一种适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法与流程

本发明属于海洋船舶综合通信技术领域，具体涉及一种适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法。

背景技术：

当前海洋船舶通信的主要手段有三种：中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端。其中，中高频电台和甚高频电台是全球海上遇险与安全系统(gmdss)的重要组成部分，根据gmdss要求行驶在a2以上海区的船舶必须配备中高频电台和甚高频电台。

而目前海洋船舶卫星通信的主要通信手段包括：国际海事卫星、北斗、天通一号、铱星、欧星、vsat等，其中在国内应用最多的是国际海事卫星和北斗。

上述三种船舶通信方式各有优缺点，中高频电台适用于近中远距离通信，设备无通信费用支出，且适应于暴雨、遮挡等恶劣环境，环境适应性高，但通信成功率最低，通信建立时间长；甚高频电台适用于近距离通信，设备无通信费用支出，且通信成功率高，环境适应性最高，通信建立时间短，但通信距离较短，仅支持视距通信；卫星通信适用于近中远距离通信，通信成功率最高，通信建立时间最短，但设备易受到暴雨、遮挡等恶劣环境影响，环境适应性低，且设备通信资费较高，以基于vsat系统的“动中通”卫星移动通信终端为例，其使用费用以流量计费，一般为1～1.5元/mb，折合为卫星电话为0.5～0.75元/分钟。

上述三种通信方式特点明显，在船舶一体化通信中，针对不同的通信成本要求、不同的通信建立时间需求和通信双方间的空间距离差异，可以采用不同的通信手段，使得用户可以获得更佳的设备使用体验。基于此，本发明提出的一种适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法即是基于通信成本、通信建立时间和通信距离三个参考元素，为用户优选出一种最佳的通信设备。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法，可大幅度降低船舶通信设备的操作复杂度，有效提升通信成功率和可靠性，并提升中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端设备的使用便捷性，改善上述设备的用户使用体验。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法，首先分别建立中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端这三种通信设备在通信成本、通信建立时间和通信距离三个方面的性能评估量表；再基于性能评估结果构建三种用户需求模型，即成本优化模型、时间优化模型和成本与时间平衡优化模型，对应提出三种通信设备优选方案，即最少资费方案、最快时间方案和常规路径方案；船舶发起通信时，用户输入对方船舶的mmsi码，根据需求选择一种通信设备优选方案；最后根据选择的通信设备优选方案，开启相应的通信设备优选流程，自动优选出一种最佳的通信设备，利用优选的设备开启通信。

作为优选，建立的中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端这三种通信设备在通信成本、通信建立时间和通信距离三个方面的性能评估量表见表1：

表1.性能评估量表

进一步地，所述的成本优化模型建立的准则是：通信成本最低，具体的优选原则如下：优先选择通信成本最低的设备；当有多个设备的通信成本相同时，优先选择通信建立时间最短的设备。

进一步地，所述的时间优化模型建立的准则是：通信建立时间最短，具体的优选原则如下：优先选择通信建立时间最短的设备。

进一步地，所述的成本与时间平衡优化模型建立的准则是：在付出少量通信成本的基础上，最大限度地缩短通信建立时间，具体的优选原则如下：卫星通信终端设备获取参与通信的双方船舶间的距离d，根据双方船舶间的距离d在性能评估量表中选择满足通信距离的设备；当有多个设备的通信距离满足双方船舶间的距离要求时，优先选择通信成本最低的设备；当有多个设备的通信距离满足双方船舶间的距离要求，且该多个设备的通信成本相同时，优先选择通信建立时间最短的设备。

作为优选，最少资费方案下的通信设备的自动优选流程为：

步骤1-1：开启甚高频电台设备通信，若成功与对方船舶的甚高频电台设备建立通信连接，则转入步骤1-5，否则转入步骤1-2；

步骤1-2：开启中高频电台设备通信，若成功与对方船舶的中高频电台设备建立通信连接，则转入步骤1-6，否则转入步骤1-3；

步骤1-3：人为判断是否开启卫星设备通信，若开启卫星设备通信连接，则转入步骤1-4，否则转入步骤1-9；

步骤1-4：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤1-7，否则转入步骤1-9；

步骤1-5：确认优选出的通信设备为甚高频电台，转入步骤1-8；

步骤1-6：确认优选出的通信设备为中高频电台，转入步骤1-8；

步骤1-7：确认优选出的通信设备为卫星通信终端，转入步骤1-8；

步骤1-8：给出优选出的通信设备，转入步骤1-9；

步骤1-9：最少资费方案下的通信设备的自动优选流程结束。

作为优选，最快时间方案下的通信设备的自动优选流程为：

步骤2-1：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤2-4，否则转入步骤2-2；

步骤2-2：开启甚高频电台设备通信，若成功与对方船舶的甚高频电台设备建立通信连接，则转入步骤2-5，否则转入步骤2-3；

步骤2-3：开启中高频电台设备通信，若成功与对方船舶的中高频电台设备建立通信连接，则转入步骤2-6，否则转入步骤2-8；

步骤2-4：确认优选出的通信设备为卫星通信终端，转入步骤2-7；

步骤2-5：确认优选出的通信设备为甚高频电台，转入步骤2-7；

步骤2-6：确认优选出的通信设备为中高频电台，转入步骤2-7；

步骤2-7：给出优选出的通信设备，转入步骤2-8。

步骤2-8：最快时间方案下的通信设备的自动优选流程结束。

作为优选，常规路径方案下的通信设备的自动优选流程为：

步骤3-1：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤3-2，否则转入步骤3-4；

步骤3-2：利用卫星通信终端设备获取对方船舶的位置信息，转入步骤3-3；

步骤3-3：依据本船的位置信息及对方船舶的位置信息计算两船之间的距离d，若d≤30km，则转入步骤3-4；否则转入步骤3-5；

步骤3-4：开启甚高频电台设备通信，若成功与对方船舶的甚高频电台设备建立通信连接，则转入步骤3-7，否则转入步骤3-5；

步骤3-5：开启中高频电台设备通信，若成功与对方船舶的中高频电台设备建立通信连接，则转入步骤3-8，否则转入步骤3-6；

步骤3-6：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤3-9，否则转入步骤3-11；

步骤3-7：确认优选出的通信设备为甚高频电台，转入步骤3-10；

步骤3-8：确认优选出的通信设备为中高频电台，转入步骤3-10；

步骤3-9：确认优选出的通信设备为卫星通信终端，转入步骤3-10；

步骤3-10：给出优选出的通信设备，转入步骤3-11。

步骤3-11：常规路径方案下的通信设备的自动优选流程结束。

进一步地，步骤3-2和步骤3-3中，所述的位置信息为经纬度信息。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明针对海洋船舶现有的三种通信手段：中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端，基于通信成本、通信建立时间和通信距离这三个评价元素，提出一种适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法，提升中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端设备的使用便捷性，改善上述设备的用户使用体验。

(2)本发明公开的适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法，构建了一套自适应的船舶通信设备优选流程，能够根据用户选定的通信设备优选方案，自动开启通信设备选择、通信连接建立工作，可大幅度降低船舶通信设备的操作复杂度，并有效提升通信成功率和可靠性。

附图说明

图1为实施例中船舶发起通信后，通信设备自动优选方法的工作流程示意图；

图2为实施例中最少资费方案下的通信设备的自动优选流程；

图3为实施例中最快时间方案下的通信设备的自动优选流程；

图4为实施例中常规路径方案下的通信设备的自动优选流程。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例的适用于船舶一体化通信的通信设备自动优选方法，该通信设备自动优选方法首先分别建立中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端这三种通信设备在通信成本、通信建立时间和通信距离三个方面的性能评估量表；再基于性能评估结果构建三种用户需求模型，即成本优化模型、时间优化模型和成本与时间平衡优化模型，对应提出三种通信设备优选方案，即最少资费方案、最快时间方案和常规路径方案；船舶发起通信时，用户输入对方船舶的mmsi码(即对方船舶的海上移动业务标识码)，根据需求选择一种通信设备优选方案；最后根据选择的通信设备优选方案，开启相应的通信设备优选流程，自动优选出一种最佳的通信设备，利用优选的设备开启通信。

船舶发起通信后，通信设备自动优选方法的工作流程示意图如图1所示。

建立的中高频电台、甚高频电台和卫星通信终端这三种通信设备在通信成本、通信建立时间和通信距离三个方面的性能评估量表见表1：

表1.性能评估量表

成本优化模型建立的准则是：通信成本最低，具体的优选原则如下：优先选择通信成本最低的设备；当有多个设备的通信成本相同时，优先选择通信建立时间最短的设备。

时间优化模型建立的准则是：通信建立时间最短，具体的优选原则如下：优先选择通信建立时间最短的设备。

成本与时间平衡优化模型建立的准则是：在付出少量通信成本的基础上，最大限度地缩短通信建立时间，具体的优选原则如下：卫星通信终端设备获取参与通信的双方船舶间的距离d，根据双方船舶间的距离d在性能评估量表中选择满足通信距离的设备；当有多个设备的通信距离满足双方船舶间的距离要求时，优先选择通信成本最低的设备；当有多个设备的通信距离满足双方船舶间的距离要求，且该多个设备的通信成本相同时，优先选择通信建立时间最短的设备。

选择通信设备优选方案后，根据选择的通信设备优选方案，开启相应的通信设备优选流程。若选择最少资费方案，则转入最少资费方案下的通信设备的自动优选流程；若选择最快时间方案，则转入最快时间方案下的通信设备的自动优选流程；若选择常规路径方案，则转入常规路径方案下的通信设备的自动优选流程。三种通信设备优选方案下的通信设备的自动优选流程分别为：

1、最少资费方案下的通信设备的自动优选流程如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤1-1：开启甚高频电台设备通信，若成功与对方船舶的甚高频电台设备建立通信连接，则转入步骤1-5，否则转入步骤1-2；

步骤1-2：开启中高频电台设备通信，若成功与对方船舶的中高频电台设备建立通信连接，则转入步骤1-6，否则转入步骤1-3；

步骤1-3：人为判断是否开启卫星设备通信，若开启卫星设备通信连接，则转入步骤1-4，否则转入步骤1-9；

步骤1-4：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤1-7，否则转入步骤1-9；

步骤1-5：确认优选出的通信设备为甚高频电台，转入步骤1-8；

步骤1-6：确认优选出的通信设备为中高频电台，转入步骤1-8；

步骤1-7：确认优选出的通信设备为卫星通信终端，转入步骤1-8；

步骤1-8：给出优选出的通信设备，转入步骤1-9；

步骤1-9：最少资费方案下的通信设备的自动优选流程结束。

2、最快时间方案下的通信设备的自动优选流程如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤2-1：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤2-4，否则转入步骤2-2；

步骤2-2：开启甚高频电台设备通信，若成功与对方船舶的甚高频电台设备建立通信连接，则转入步骤2-5，否则转入步骤2-3；

步骤2-3：开启中高频电台设备通信，若成功与对方船舶的中高频电台设备建立通信连接，则转入步骤2-6，否则转入步骤2-8；

步骤2-4：确认优选出的通信设备为卫星通信终端，转入步骤2-7；

步骤2-5：确认优选出的通信设备为甚高频电台，转入步骤2-7；

步骤2-6：确认优选出的通信设备为中高频电台，转入步骤2-7；

步骤2-7：给出优选出的通信设备，转入步骤2-8。

步骤2-8：最快时间方案下的通信设备的自动优选流程结束。

3、常规路径方案下的通信设备的自动优选流程如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤3-1：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤3-2，否则转入步骤3-4；

步骤3-2：利用卫星通信终端设备获取对方船舶的经纬度信息，转入步骤3-3；

步骤3-3：依据本船的经纬度信息及对方船舶的经纬度信息计算两船之间的距离d，若d≤30km，则转入步骤3-4；否则转入步骤3-5；

步骤3-4：开启甚高频电台设备通信，若成功与对方船舶的甚高频电台设备建立通信连接，则转入步骤3-7，否则转入步骤3-5；

步骤3-5：开启中高频电台设备通信，若成功与对方船舶的中高频电台设备建立通信连接，则转入步骤3-8，否则转入步骤3-6；

步骤3-6：开启卫星通信终端设备通信，若成功与对方船舶的卫星通信终端设备建立通信连接，则转入步骤3-9，否则转入步骤3-11；

步骤3-7：确认优选出的通信设备为甚高频电台，转入步骤3-10；

步骤3-8：确认优选出的通信设备为中高频电台，转入步骤3-10；

步骤3-9：确认优选出的通信设备为卫星通信终端，转入步骤3-10；

步骤3-10：给出优选出的通信设备，转入步骤3-11。

步骤3-11：常规路径方案下的通信设备的自动优选流程结束。