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大洋船舶信息化建设需融入最新技术

发布时间:2012-08-10 被阅次数:997 来源:中国海洋报

  【编者按】前不久,清华大学宋士吉教授刚刚结束我国大洋第26航次第二航段科学考察回到北京。在为期45天的考察中,作为大洋能力建设工作组成员,宋士吉教授将自己对大洋综合资源调查船信息化建设的观点及建议写成文章,希望对我国大洋科考工作有所裨益。

  大洋综合资源调查船的信息化建设是现代科考船建造的一项重要内容,科考船的信息化建设就是要建立以计算机网络、卫星通信、物联网、数据库、可视化、数据实时采集、现场数据处理、数字视频监控、信息安全等先进技术为支撑,以船舶计算机网络为平台,实现海洋地质、海洋地球物理、海洋化学、海洋生物、物理海洋、海洋气象、海洋声学、卫星遥感等船载专业调查设备;驾驶区、机舱区、船用工作区、生活居住区、甲板作业区、实验工作区等功能区域;通信系统、导航系统、甲板作业系统等平台系统;数据管理、业务管理、安全管理、信息及可视化显示、网络应用、综合视频、远程交互等应用系统4个方面跨学科、跨区域、跨平台信息的综合集成。

  由于大洋调查数据采集成本高、涉密内容多、实时处理要求高,为了适应21世纪国际海底区域开发的新形势,大洋综合资源调查船必须借助高科技探测手段,利用完善的信息化技术体系确保调查数据高效采集、存取、及时分析、快速处理,实现资源共享。

  理念数字调查、智能感知

  数字调查就是采用先进的技术和思想,全面提升综合资源调查船的信息化、数字化、自动化程度,在可控的范围内统一工作平台,减少人工干预,提高工作效率,规范业务流程,促进业务融合,实现数据整合。

智能感知就是通过提高综合资源调查船的实时数据采集、记录与获取能力,船岸的数据远程交互能力以及岸基数据实时处理、综合显示能力,提升岸基对大洋综合调查工作的感知和管控,保证大洋调查的实态受到掌控与保护。

  目标数字化、一体化、专业化、规范化、高效能、全兼容

  数字化就是实现调查管理手段的电子化、作业监控手段的软件化和试验采集信号量的数字化,以便在计算机网络实现资源共享;一体化就是把各种调查资源综合集成到一个平台上,实现作业规划、方案评审、数据采集、数据转发、数据传输、数据存储、数据处理、数据分析、数据评估等各环节的顺畅、有序进行;专业化就是紧密围绕各专业的不同需求,进行业务系统的规划,包括功能、数据模型和界面等,使得信息化建设能较好地覆盖船上所需专业;规范化就是根据需求和相关规章制度,结合船上的实际情况,对调查航次、调查作业、调查流程、调查人员、调查设备、班报进行统一和规范管理。

  未来科考调查船舶的信息化建设,已经不仅仅是把多个分系统、调查探测设备互连成满足功能需求的大系统,而是应该以数字化、一体化、专业化、规范化为目标全面提高信息集成系统的“效能”,将当前的最新技术和业务需求融入综合资源调查船的信息化建设中,提升综合资源调查船的核心竞争力。

  手段需求驱动、标杆借鉴、顶层设计

  利用计算机网络、卫星通信、物联网等先进的IT技术,结合大洋调查活动的业务特点、重点需求和发展思路,同时借鉴行业内的标准和标杆,梳理信息流程和未来业务的趋势,为大洋信息化建设提出总体框架、发展模型和标准体系,指导信息化项目实施,实现大洋综合调查的日常数据管理、业务管理和应急保障管理,并为船岸各级管理者提供统计分析和决策支持。

  大洋综合资源调查船的信息化建设内容应包括3个层次:一是网络基础环境。利用各种有线、无线通信手段,实现船内各实验室、甲板工作区、调查设备、平台系统及其与船外各节点的物理互连,并为调查业务活动提供场所和硬件支撑。二是信息集成。制定统一的信息交换协议,实现船载调查设备、通导系统、甲板作业系统、水下综合作业装备及其与船外相关节点的信息互通。三是数字化应用。深入了解用户需求,全面梳理业务流程,统一管理试验资源,将数据采集、数据存储、数据应用等环节有机整合,从而促进业务融合,提高科考调查活动的信息化水平,提高工作效率。

  大洋综合资源调查船信息化建设的内容是,首先在满足当前“大洋一号”科考船功能需求的基础上,吸取并借鉴国外先进科考船信息系统的建设经验,面对大洋调查不断增长的业务需求,全面完善和提升已有信息化功能,进而结合“数字调查,智能感知”的现代科考船信息化建设理念和“数字化、一体化、专业化、规范化、高效能、全兼容”的现代科考船信息化建设目标,增加部分急需的信息化建设功能。总体而言,大洋综合资源调查船信息化建设需要考虑以下10个方面的内容:

  (1)网络平台:大洋综合资源调查船的船舶网络采用两层星型网络结构,分别采用核心层交换机和接入层交换机连接,核心层交换机使用万兆接入交换机,接入层交换机使用千兆接入交换机。

  (2)数据管理:船载集成设备探测数据、现场观测描述数据、船载室内分析数据的采集、转发、传输、处理、存储的一体化、自动化管理。

  (3)业务管理:为全船提供统一的时间基准服务,实现对本船调查业务(调查计划、航次、作业、流程、人员、设备等)及本船船务(公共信息、人事、外事、财务、备品备件、维护维修)信息化管理。

  (4)安全管理:对船上科学工作区、甲板作业区、驾驶区、机舱区主要设备的实时监控和人员的安全管理。

  (5)网络应用:为船舶局域网络用户提供统一的门户网站服务,提供灵活、便捷、可控的互联网访问及邮件收发服务。

  (6)信息融合与可视化表达:强化信息融合能力,为科学调查预演、作业辅助和成果展现提供可视化表达服务,实现全船航行及环境信息的实时发布及可视化显示。

  (7)综合视频:基于船舶局域网络的视频点播应用;基于卫星通信链路的视频会议;本船各类视频信息的综合管理及作业指挥调度。

  (8)远程交互:船与岸基,船与船平台,船与水下平台快速、安全的互连互通,确保数据的同步接收、传输与发送,进而建立远程技术支持平台,支持船载设备的远程故障诊断及相关技术支持。

  (9)3个层面的系统综合集成:调查业务系统内部各子系统的集成;调查业务系统与本船导航系统、通信系统、通用及专业调查装备系统的集成;本船与其他水上、水下平台、岸基系统的集成。

  (10)补充并进一步完善大洋船舶信息化建设的各类标准、规范。