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移动通信网络船舶通信航标

发布时间:2019-11-26   |  所属分类:信息管理:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

  海上交通智能化是21世纪交通运输行业的发展主题,结合新技术可提高海上交通运输效率[1,2]。移动通信网络船舶通信航标按工作原理进行航标划分,具有视觉航标、音响航标和无线电航标3种,其中视觉航标具有可辨识的形状与颜色,广泛设置在海区和内河,是数量最多助航标志;音响航标以音响进行信号传递,即使在能见度较低的环境中,也具备一定音响信号,精准定位船舶方位;无线电航标可借助无线电技术引导运载体运动,可完成无线电导航任务[3]。传统航道内航标管理通常采用人工定期巡检方式,建立航标异动报告制度,设置航标后,进行位置校核,并对损坏航标进行修复工作。

移动通信网络船舶通信航标

  关键词:移动通信;船舶

  该种方式航标管理耗费时间长、遥控效率低,已经无法适应现代航运发展[4]。针对上述问题提出了基于移动通信网络船舶通信航标遥控系统设计。移动通信网络综合传感器技术和嵌入式计算机技术,可实现网络分布区域内各种环境信息采集,同时对信息进行处理,将处理后的结果传递给用户。基于移动通信网络下的航标遥控系统使得航标不再是一个孤立标志,而是一个智能化网络结点,能够主动发送航标信息。

  1航标遥控系统设计

  1.1航标遥控系统总体框架

  航标遥控系统由航标遥控监控中心、终端和移动通信系统组成,航标遥控系统总体框架设计如图1所示。可知,移动通信网络船舶通信航标遥控中心负责从航标遥控终端收集运行信息,并对数据进行存储、显示与报送。同时,通过图形化人机界面收集航标运行信息,并对遥控终端发送遥控指令,实现系统间数据共享,根据该框架,设计系统硬件与软件功能。

  1.2系统硬件设计

  在移动通信网络系统硬件结构如图2所示。由图2可知,系统硬件可完成航标和相关数据采集与处理,为系统服务提供决策,即负责整个系统控制工作。汇聚节点相当于网络路由器,该节点功能齐全,可根据采集的信息进行种类划分,即航标节点、气象节点和动态目标节点。遥控中心汇聚的节点可用于完成与海上航标节点之间的智能通信,通过信息管理系统来解析数据,能够自动生成各种报表,为用户提供精准数据,实现航标信息可视化功能。通信航标遥控终端结构设计如图3所示。航标遥控终端可实现如下功能:1)将采集到的浮标经纬度和运动方向上报到系统之中;2)解析报文中的信息,并配置地理模块;3)采集浮标撞击速度,获取撞击情况,一旦出现异常情况就与航标速度联动,直到监控中心报警恢复报文后即可停止报警。

  1.3软件功能设计

  航标遥控系统软件主要实现数据的采集、存储与处理,通过监控中心可对图形化人机界面对航标设备进行监视,并按时向航标遥测中心上报运行信息。该系统根据实际需求,添加子系统,软件整体功能设计如图4所示。由图4可知,电子航标显示管理系统可作为电子显示平台,及时显示航标动态位置,通过对硬件终端的设置,实时查询工作状态。通过与航标终端通信,可接收硬件终端上传的信息,并与其他系统间进行直接通信。随着软件功能优化,移动通信模块是最小号能量的,其中耗能最大的是发送状态,最小的是睡眠状态,在空闲和接受状态时能耗正常。(1)式中,d表示节点发送与接收之间距离,z为常数,n为信号衰减因子。由于海上航标间距较大,因此在移动网络通信模式下,可减小远距离通信能量消耗。系统软件功能的设计,可实现通信服务、数据库服务、电子航道监控功能,由此完成船舶通信航标遥控系统设计。

  2性能验证性测试

  为了验证基于移动通信网络船舶通信航标遥控系统设计的有效性,进行数值实验进行实验分析。采用报文通信方式,可获取各种与船舶状态信息相关的消息,航标工作参数设置如表1所示。每3min自主发射一次报文内容,一旦任何参数发生变化,即可发送报文信息。根据航标工作参数,将传统系统与基于移动通信航标遥控系统性能进行对比分析,结果如图5所示。由此可知,采用移动通信航标系统遥控时间比传统系统遥控时间短。将2种系统遥控效率进行对比分析,结果如表2所示。

  3结语

  围绕通信航标遥控系统开发理念,结合河流特点,设计适合内河航道的数字航标,加强船舶运行安全性,提高航标遥控管理效率。由实验对比结果可知,该系统最高遥控效率可达到98%,有效提高了通信航道整体效益。由于海上交通日益繁忙,船舶向高速化方向发展,使得船舶在水域中航行时,对航标依赖程度加大,也对航标信息化提出更高要求。

  参考文献:

  [1]刘枭,梁勇明.基于北斗的航标遥测遥控单元设计问题探讨[J].珠江水运,2018,15:9–10.

  [2]谢柳仙.浅谈航标遥测遥控系统在航道管理中的应用[J].珠江水运,2018,9:72–73.

  [3]朱景鹏.航标遥测遥控系统在潍坊港航标管理中的应用[J].天津航海,2018,1:52–55.

  作者:梁修荣 单位:重庆城市职业学院

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