楊 蕾，張厚保

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

1 系統總體結構設計

船岸智能航運系統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“六橫二縱”的總體框架模型。“六橫”為云基礎設施層、信息采集層、數據中心層、中間件層、應用系統層和用戶對象層；“二縱”為支撐“六橫”的保障環境，包括標準規范體系和信息安全保障體系。

本系統的設計目標如下：能夠實時采集船端AIS數據及機艙工況數據并基于海事衛星鏈路實時傳輸到岸基智能船舶管理系統；能夠對船舶的定位進行全程實時監控管理；能夠對船舶的軌跡進行動態分析；能夠對船隊以及船隊中各個船舶進行即時處理（監控處理、預警處理、險情排查、機艙工況監控處理等等）；能夠對船舶航行進行監管和分析等。

2 系統網絡結構設計

為保證船岸智能航運平臺的服務器的穩定運行，服務器區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。

（1）船端采集的AIS數據及機艙工況數據基于海事衛星鏈路從船端通過海事衛星傳輸到衛星地面站，并通過衛星地面站接入Internet。

外部網絡如果想接入企業內部的服務器，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）外部的用戶對系統的訪問，必須知曉企業的IP地址或者固定的域名。

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

（4）企業內部員工對系統的訪問可以通過內網直接進行。

系統網絡架構圖如圖2所示：

圖1 船岸智能航運系統總體結構

圖2 系統網絡架構圖

3 系統軟件層次結構設計

本系統采用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的軟件層次結構如圖3所示：

4 系統功能結構

在船端，主機溫壓傳感器等基于CAN總線協議匯聚于船端監控儀表臺，本系統通過船載終端基于485協議與監控儀表臺通訊，實現船舶AIS數據及船舶工況數據的接入與采集，并通過海事衛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，實現船舶工況數據與AIS數據的采集，將船載終端接入船端網絡環境，判別網絡的通訊鏈路及連接狀態并基于TCP協議實時向岸基回傳數據。其功能主要包含如下幾個方面：

圖3 船岸智能航運系統軟件結構圖

圖4 船端數據采集功能結構圖

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

（2）在設備連接的海事衛星網絡可用的情況下，數據基于TCP協議向岸基實時回傳數據。在數據回傳時使用LibZ實現數據壓縮。

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

圖5 船岸智能航運系統功能結構圖

5 結束語

本文從系統開發的角度，從系統總體架構、網絡架構、軟件架構、功能架構對船岸智能航運系統進行了分析與設計，為系統開發提供技術支撐。■