用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统的制作方法

本发明涉及综合显控系统，具体涉及用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统。

背景技术：

1、中大型船舶在智能航行时，特别是在自主航行时，船舶驾驶员需要时刻注意船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统、信号灯与汽笛遥控系统等重要系统的状态，以确保航行安全。

2、但上述系统之间相互独立且在驾控台上的显示屏幕分散，船舶驾驶员注意力容易分散，缺乏一个具有综合数据处理能力的综合显控系统来处理上述系统之间的复杂逻辑依靠关系。而且由于上述系统采用不同的数据标准且都是时序型数据，造成了系统通讯协议多样与实时数据量大。同时，由于船舶智能航行时需受到第三方监管(vdr、船东、船级社等)，因此需要一个高实时性、有数据拓展及数据分发能力的综合显控系统。船舶智能航行时，船舶驾驶员需要进行航行指令的下发(如设定航向航速、按指定航线航行等指令)，在航行过程中的单点设备故障可能会导致指令无法传输，进而失去对船舶推进器、信号灯及汽笛的控制，威胁到航行安全。对于中大型船舶在智能航行时亟需一个高实时性、高安全性，且具有综合数据管理及分发能力的综合显控系统。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：中大型船舶在智能航行时，需要监管的船舶系统多、系统接口协议多样、数据量大，第三方监管需求多，造成的数据难以管理的问题。

2、本发明提供用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，包括：第一综合显控单元、第二综合显控单元、第一网络交换箱、第二网络交换箱以及智能航行机柜。

3、第一网络交换箱、第二网络交换箱均设有管理型网络交换机，分别与智能航行机柜内部的第一管理型网络交换机和第二管理型网络交换机连接，并组成冗余以太网环网；第一综合显控单元通过第一网络交换箱连接到冗余以太网环网；第二综合显控单元通过第二网络交换箱连接到冗余以太网环网，使第一综合显控单元和第二综合显控单元处于热机备份状态。

4、智能航行机柜包括：第一管理型网络交换机和第二管理型网络交换机，用于获取来自船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统的实时数据；处于集群工作模式的第一数据管理与分发模块和第一指令接收与传输模块通过第一网络交换箱连接到冗余以太网环网，处于集群工作模式的第二数据管理与分发模块和第二指令接收与传输模块通过第二网络交换箱连接到冗余以太网环网；

5、第一综合显控单元和第二综合显控单元接收来自航线规划站传输的航线，并自动将航线解析成船舶控制指令；第一综合显控单元和第二综合显控单元将船舶控制指令传输至航行控制箱，并由航行控制箱作为执行机构，执行船舶控制指令，实现对船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统的控制；或获取来自第一综合显控单元和第二综合显控单元生成的遥控控制指令，第一综合显控单元和第二综合显控单元将遥控控制指令传输至第一指令接收与传输模块和第二指令接收与传输模块，并由第一数据管理与分发模块和第二数据管理与分发模块将遥控控制指令传输至第一管理型网络交换机和第二管理型网络交换机，第一管理型网络交换机和第二管理型网络交换机将接收到的遥控控制指令传输至相对应的船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统，从而实现对船舶推进器的直接控制或间接控制功能以及对信号灯和汽笛的遥控控制功能。

6、优选地，所述管理型网络交换机内部配置了7个vlan接口，用以接入船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统。

7、优选地，所述智能航行机柜还内置了路由型防火墙，路由型防火墙用于接收航线规划站的航线，并将航线传输至第一综合显控单元和第二综合显控单元进行解析得到船舶控制指令。

8、优选地，所述路由型防火墙接收配置终端的数据管理与分发配置方案；所述第一数据管理与分发模块和第二数据管理与分发模块接收数据管理与分发配置方案，并按照标准接口协议对数据管理与分发配置方案进行解析，根据解析后数据管理与分发配置方案设定的通讯协议接收来自船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统的实时数据；同时，数据管理与分发模块按照数据管理与分发配置方案设定的通讯协议与数据类别，将实时数据发往第三需求方。

9、优选地，所述第一数据管理与分发模块、第二数据管理与分发模块、第一指令接收与传输模块以及第二指令接收与传输模块为硬件冗余结构；接入冗余以太网环网的第一服务器和第二服务器独立运行第一数据管理与分发模块、第二数据管理与分发模块、第一指令接收与传输模块以及第二指令接收与传输模块相对应的数据管理与指令管理程序。

10、优选地，所述集群工作模式通过设于智能航行机柜内部的第一集群模块和第二集群模块实现，第一集群模块和第二集群模块用于第一服务器和第二服务器之间的数据进行实时同步。

11、本发明针对需要监管的船舶系统多、系统接口协议多样、数据量大，第三方监管需求多，造成的数据难以管理的问题，以及为了保证智能航行时航行指令的接收与传输的安全性，提出了用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，具备数据管理与分发能力，能保证船舶智能航行时多种数据显示的实时性、稳定性以及航行命令传输的安全性。

技术特征：

1.用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，其特征在于，包括：第一综合显控单元、第二综合显控单元、第一网络交换箱、第二网络交换箱以及智能航行机柜；

2.如权利要求1所述的用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，其特征在于，所述管理型网络交换机内部配置了7个vlan接口，用以接入船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统。

3.如权利要求1所述的用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，其特征在于，所述智能航行机柜还内置了路由型防火墙，路由型防火墙用于接收航线规划站的航线，并将航线传输至第一综合显控单元和第二综合显控单元进行解析得到船舶控制指令。

4.如权利要求3所述的用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，其特征在于，所述路由型防火墙接收配置终端的数据管理与分发配置方案；所述第一数据管理与分发模块和第二数据管理与分发模块接收数据管理与分发配置方案，并按照标准接口协议对数据管理与分发配置方案进行解析，根据解析后数据管理与分发配置方案设定的通讯协议接收来自船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统的实时数据；同时，数据管理与分发模块按照数据管理与分发配置方案设定的通讯协议与数据类别，将实时数据发往第三需求方。

5.如权利要求1所述的用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，其特征在于，所述第一数据管理与分发模块、第二数据管理与分发模块、第一指令接收与传输模块以及第二指令接收与传输模块为硬件冗余结构；接入冗余以太网环网的第一服务器和第二服务器独立运行第一数据管理与分发模块、第二数据管理与分发模块、第一指令接收与传输模块以及第二指令接收与传输模块相对应的数据管理与指令管理程序。

6.如权利要求1所述的用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，其特征在于，所述集群工作模式通过设于智能航行机柜内部的第一集群模块和第二集群模块实现，第一集群模块和第二集群模块用于第一服务器和第二服务器之间的数据进行实时同步。

技术总结
本发明提出用于中大型船舶智能航行时的综合显控系统，网络交换箱和智能航行机柜内置的管理型网络交换机组成冗余以太网环网，综合显控单元通过网络交换箱连接冗余以太网环网。智能航行机柜内置管理型网络交换机实时获取来自船舶通导系统、主推进系统、侧推进系统、舵控系统、能量管理系统、红外与可见光系统以及信号灯与汽笛遥控系统的数据，智能航行机柜内置指令接收与传输模块连接冗余以太网环网，获取不同航行指令传输至主推进系统、侧推进系统、舵控系统、信号灯与汽笛遥控系统、航行控制箱。智能航行机柜内置路由型防火墙，接收航线规划站的航线航行指令和配置终端的数据管理与分发方案，从而将综合显控系统显示的实时数据发往第三需求方。

技术研发人员：张程,刘彬,庄加兴,陈俊,李昀哲,杨朕
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17