楊 蕾，張厚保

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

1 系統(tǒng)總體結構設計

船岸智能航運系統(tǒng)是一個龐大而復雜的技術和應用體系，依據分層、分離原則，按信息化技術功能不同，抽象、歸納出智能船舶管理系統(tǒng)“六橫二縱”的總體框架模型?！傲鶛M”為云基礎設施層、信息采集層、數(shù)據中心層、中間件層、應用系統(tǒng)層和用戶對象層；“二縱”為支撐“六橫”的保障環(huán)境，包括標準規(guī)范體系和信息安全保障體系。

本系統(tǒng)的設計目標如下：能夠實時采集船端AIS數(shù)據及機艙工況數(shù)據并基于海事衛(wèi)星鏈路實時傳輸?shù)桨痘悄艽肮芾硐到y(tǒng)；能夠對船舶的定位進行全程實時監(jiān)控管理；能夠對船舶的軌跡進行動態(tài)分析；能夠對船隊以及船隊中各個船舶進行即時處理（監(jiān)控處理、預警處理、險情排查、機艙工況監(jiān)控處理等等）；能夠對船舶航行進行監(jiān)管和分析等。

2 系統(tǒng)網絡結構設計

為保證船岸智能航運平臺的服務器的穩(wěn)定運行，服務器區(qū)域網絡設置必須是相對獨立的，這可以通過設置兩個不同內外接口來實現(xiàn)。

（1）船端采集的AIS數(shù)據及機艙工況數(shù)據基于海事衛(wèi)星鏈路從船端通過海事衛(wèi)星傳輸?shù)叫l(wèi)星地面站，并通過衛(wèi)星地面站接入Internet。

外部網絡如果想接入企業(yè)內部的服務器，必須首先知道服務器的IP地址，并且只能通過IOM光纖進入。

（2）外部的用戶對系統(tǒng)的訪問，必須知曉企業(yè)的IP地址或者固定的域名。

（3）系統(tǒng)設置了防火墻，并對相關的端口進行了加密，這些措施可以保證企業(yè)的系統(tǒng)有足夠的安全性。

（4）企業(yè)內部員工對系統(tǒng)的訪問可以通過內網直接進行。

系統(tǒng)網絡架構圖如圖2所示：

圖1 船岸智能航運系統(tǒng)總體結構

圖2 系統(tǒng)網絡架構圖

3 系統(tǒng)軟件層次結構設計

本系統(tǒng)采用B/S結構，也即是我們常說的瀏覽器-服務器模式，其英文原語包括外部模式、邏輯模式、內部模式三種。船岸基智能航運系統(tǒng)的軟件層次結構如圖3所示：

4 系統(tǒng)功能結構

在船端，主機溫壓傳感器等基于CAN總線協(xié)議匯聚于船端監(jiān)控儀表臺，本系統(tǒng)通過船載終端基于485協(xié)議與監(jiān)控儀表臺通訊，實現(xiàn)船舶AIS數(shù)據及船舶工況數(shù)據的接入與采集，并通過海事衛(wèi)星鏈路實時向岸基回傳。其功能結構如圖4所示。

通過船載終端，實現(xiàn)船舶工況數(shù)據與AIS數(shù)據的采集，將船載終端接入船端網絡環(huán)境，判別網絡的通訊鏈路及連接狀態(tài)并基于TCP協(xié)議實時向岸基回傳數(shù)據。其功能主要包含如下幾個方面：

圖3 船岸智能航運系統(tǒng)軟件結構圖

圖4 船端數(shù)據采集功能結構圖

（1）數(shù)據接入：通過連接船舶AIS設備引航員接口（設備空閑輸出接口）及船舶機艙工況監(jiān)控儀表臺數(shù)據輸出接口（包括設備報警及設備運行狀態(tài)），基于RS485協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據接入。

（2）在設備連接的海事衛(wèi)星網絡可用的情況下，數(shù)據基于TCP協(xié)議向岸基實時回傳數(shù)據。在數(shù)據回傳時使用LibZ實現(xiàn)數(shù)據壓縮。

船岸基智能航運系統(tǒng)的功能模塊主要有基礎應用功能、機艙工況監(jiān)控分析和航行監(jiān)管分析三個方面組成，功能結構如圖5所示。

圖5 船岸智能航運系統(tǒng)功能結構圖

5 結束語

本文從系統(tǒng)開發(fā)的角度，從系統(tǒng)總體架構、網絡架構、軟件架構、功能架構對船岸智能航運系統(tǒng)進行了分析與設計，為系統(tǒng)開發(fā)提供技術支撐?！?/p>