内河船舶监控方案

内河船舶监控管理

信息系统

方案

V1.0

20XX年XX月

概述

随着中国经济的迅猛发展，我国水运事业取得了很快地发展，为国民经济的增长提供了重要的支持和保障；然而，与欧美国家相比，我国的水上安全基础设施仍然很薄弱，管理尚欠规范，水上交通安全面临的形势仍然不容乐观。违规违纪的现象也还非常严重，由于超载、抢道、冒雾航行等导致的翻船、沉船、撞船等交通事故频频发生，给国家造成了巨大的经济损失，同时给人民生命财产安全带来了严重危害。因此，相关部门正加大对水运船只的监管力度，各种船舶定位和导航服务随之兴起，船舶GPS监控系统逐渐被开发并应用于水运的监控管理中。

我公司准备利用GPRS无线数据传输技术，在嵌入式实时操作系统环境下，实现对船舶的远程监控，以方便对运输船舶的远程监控和管理。该系统以GPS作为船舶定位手段，以GPRS作为数据传输方式，通过船载终端和监控中心的信息交互，实现对远程作业船舶的有效监控，由此将大大提高作业船舶的安全性，降低船舶营运成本，减少水上交通事故的发生，保障人民生命财产安全。

系统总体方案

系统构成简述：

整体船舶监控管理系统由三个子系统组成：

1. 船载终端子系统

2. GPRS数据传输子系统

3. 基于电子地图的监控管理中心子系统

一、系统构成网络图

二、船载终端子系统

船载终端是一个集GPS接收模块、船舶航行数据采集模块、GPRS 无线收发模块、报警模块以及主控模块于一体的装置，负责：

1. 接收GPS卫星信号并计算船只实时经纬度坐标数据、航向航速数据等；

2. 收集船舶航行数据，如主机转速、燃油耗量、航道水深等数据；

3. 快速发送遇险报警信号；

4. 通过GPRS数据传输子系统，与监控管理中心子系统进行信息的双

向传送，从而实现系统对船舶的监控和管理。

三、GPRS数据传输子系统

GPRS数据传输子系统，是用于系统中数据传输的通信网络。作为监控管

理系统的信息传输手段，无线通讯技术是实现其功能的关键。通用分组无线业务(GPRS, General Packet Radio Service) 是在现有GSM网络基础上叠加的一个专为高速数据通信而设计的新的网络，其充分利用了现有移动通信网的设备，通过在GSM网络上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体。GPRS可以接入基于TCP/IP 的外部网络和X.25 网络，无线接口资源可根据业务流量和运营者的选择在语音和数据业务之间共享，从协议结构上提供了和IP 网络的互通功能。GPRS能向用户提供Internet 所能提供的一切功能，GPRS对于Internet 的其他组成部分来说，只是一个普通的子网。GPRS 的开通有效地解决了在GPS监控系统中可能遇到的一系列问题，由于GPRS数据通信是按收发数据的量计费，而不是按收发时间长短计费，所以客户可以“永远在线”并可节省费用。

四、监控管理中心子系统

监控管理中心子系统即包括中心硬件设备、软件、数据库构成的集成系统，实现对所有船舶对象的监控、管理。

中心子系统软件基于专业电子地图平台，直观的显示船舶的各项动态信息，船位、航向、航速、主机转速、燃油耗量、航道水深等信息，可以回放船舶航行

历史轨迹，当接收到船只发出的遇险信号后可快速报警，等等。

涉及的关键技术

一、GPS(Global Positioning System )全球卫星定位系统

GPS是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性

的无线电导航定位、定时的多功能系统。

它利用位于距地球2 万多公里高的、由24 颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，均能接收到四颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可报出GPS接收机的位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态(速度、航向)。目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。

二、GSM(Global System for Mobile )全球移动通讯系统

GSM全球移动通讯系统是目前国内覆盖最广、系统可靠性最高、话机保有量最大的数字移动通讯系统。

GSM以统一的方式向各地用户提供具有所有电信业务的国内和国际漫游。用户身份鉴别可保护网络避免无权用户使用。

GSM系统除提供话音业务外，还提供数据业务、短消息 ( SMS)业务等多项功能。

三、GPR(S General Packet Radio Service )通用无线分组业务

GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP 连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，主要用途是将船舶运行数据发回公司服务器。

虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。由于使用了"分组"的技

术，用户上网可以免受断线的痛苦。

此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，用WAP上网就如在家中上网，先"拨号连接" ，而上网后便不能同时使用该电话线，但GPRS 就较为优

越，下载资料和通话是可以同时进行的。

从技术上来说，声音的传送(即通话)继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPR，S 这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术也十分"经济" ，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。

四、GIS(Geographical Information System )地理信息系统

GIS 是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物而被广泛运用在各个领域。

在GPS/GPRS多功能船舶监控管理系统中，主要用于对地图的显示和管理以及对受监控的船只目标位置等信息的显示。

五、计算机数据通信处理技术

在采取GPS/GPRS技术的船舶智能化监控管理系统系统中，主要采用了数据库技术、数据库集群技术、大容量数据检索技术、数据备份和灾难恢复技术、计算机局域网和广域网技术、移动通信技术以及计算机远程控制操作等多项

计算机相关技术。各种相关的技术分别为:

1. 网络技术：局域网和互联网络应用技术，组网技术，交换技术，路由技术；

2. 数据库技术：大容量数据存储与处理，数据的备份与恢复，分布式数据库；

3. 软件构件技术：组件技术、中间件的应用，架构设计；

4. 计算机通信技术：串口通信、TCP/IP，进程通信、消息队列处理技