1、港口船舶動態監控系統建設方案1.電子海圖顯示系統概述 電子海圖作為在港口區域航行與作業的船舶監控的工作平 臺，直觀快捷地向監控管理人員提供船舶在港口的當前位置和航行狀態。對船舶的航行的信息存 儲，可以對 船舶在港口區域的航行歷史狀態的查詢和再現，為船舶的監控和管理提供強有力的保 證。本系統的電子海圖數據平臺釆用代表我國官方水道測量組織的權威電子矢量海圖數據，保證 了電子海圖數據的合法性和準確性，并且按照中華人民共和國電子海圖技術規范和IHO （國 際航道測量組織）的S-52, S-57標準進行設計，完全支持漢 字。在電子海圖系統的平臺上，結合岸基AIS系統（AISPORT） AIS數據處理中心

2、（A1S-Space）,實現船舶基本信息管理、船舶動態信息管理和船舶監控報警等功能。電子海圖將作為AIS系統的工作平臺，轄區水域的AIS船舶數據可以直接疊加顯示在電子海圖 上。系統的軟、硬件配置采用通用設備為主，便于用戶維護和設備的更新。電子海圖AIS的軟件操作平臺將采用Windows 2003/XPo硬件可采用通用的網絡服務器。2.系統功能系統功能框架圖如下圖所示，系統由岸基AIS設備（AISPOR）T、AIS數據處理中心（AIS-Space）.船舶信息管理、船舶監控報警、船舶動態信息分發、港口視頻監控 系統接口和電 子海圖綜合顯示軟件等組成。船船船船船船船船一船船船船船船船船II船船船船船

3、船船船船船船船船船船船船AIS船船船船船船船船船船船船船船圖2-1系統功能框架岸基AIS設備(AISPORT：在港口位置較高的位置架設AIS基站的收發天線接 收船載AIS設備 發送的AIS動態信息，AISPORT寸船舶進出港和靠泊的船舶動態進行 采集。AIS數據處理中心(AIS-Space):通過岸基AIS設備接受船舶AIS的信息可以獲得船舶的靜態 信息，例如：船名、呼號、MMSI號等信息；船舶航行動態，例如：航速、航向、轉向率等。將岸基AIS設備接收、采集的港口區域航行的船舶的AIS信息進行解析后統一的數據庫存儲，為后續的船舶監控和管理功能提供數據庫支持。船舶信息管理：對數據庫存儲的AIS信

4、息進行分類整理，為電子海圖的綜合顯示 提供信息支 持。船舶監控報警：對當前港口區域的船舶進行監控，設置報警的條件，當在港口區域航行或作 業船舶出現違反或滿足報警條件時，提供報警信息。在電子海圖綜合顯示 界面上，向值班監控人 員進行聲光報警。船舶動態信息分發：對釆集和存儲的船舶AIS信息進行授權的信息查詢和分發，為系統的其 他自系統提供船舶AIS信息，為將來的信息資源的共享和系統擴展提供支持。港口視頻監控系統接口：通過點擊海圖圖標或船舶可以打開附近攝像機的監控圖像，方便 操作人員通過操控攝像機觀察船舶及周邊環境。船船AISAISPORTAlS-Space夕電子海圖綜合顯示：電子海圖綜合顯示基本功

5、能包括航線設計、航向航跡監測、歷史航跡顯示、航行自動警報、快速查詢各種信息、船舶動態實時顯示等。2. 1電子海圖綜合顯示2. 1. 1海圖顯示與控制1） 海圖顯示采用專業電子海圖數據的專業版電子海圖信息平臺，基于C/S（客戶機/服務器）模式的電子海圖應用系統，適合熟悉航海電子海圖操作的用戶使用，進行專業的船舶監控與 管理。圖2_2海圖顯不本系統同時提供基于Google Map的web版的船舶信息顯示。公司內授權的辦公用戶都 可以查詢相 關的船舶動態信息。Google Map具有強大的陸地詳細信息顯示與查詢功能，支持地圖顯示、地形顯示和衛 星照片顯示 等功能，如下圖所示。圖2-3基于Web的Go

6、ogle Map顯示2） 放大海圖放大包括三種方式。開窗放大一將選定區域放大到整個顯示界面；中心放大一以當前顯示界面中心點為中心進行比例尺放大；3） 縮小海圖縮小包括兩種方式。中心縮小一與中心放大相對，以當前顯示界面中心點為中心進行比例尺縮小；區域縮小一將 當前顯示界面區域的海圖縮小到選定的區域中。4） 漫游漫游功能可以切換顯示界面中顯示的海圖區域。如果是多圖模式，那么切換到其它區域 時，將自動切換顯示該區域所對應的海圖數據。漫游包括中心漫游和拖動漫游。中心漫游指海圖以指定點為中心進行顯示；拖動 漫游可以拖 拉方式改變海圖當前顯示的區域，達到漫游效果。5） 顯示模式選擇顯示模式包括基礎、標準、

7、全部和自定義。海圖數據根據海圖要素的重要性和要 素類別，將 海圖分層若干層。可根據實際需要顯示指定的層。圖2-4海圖分層顯示6）海圖顯示顏色方案控制。按照IHO S52標準的要求海圖提供白天、黎明、黃昏和夜晚四種海圖配色方 案。如圖2-4所示。圖2-5海圖顯示顏色方案2. 1.2海圖作業海圖作業包括海圖標繪、海圖計算、要素拾取、航線設計、船位推算等功能。1）海圖標繪亠 海圖標繪可以完成以下類型的標繪：點標繪：由用八輸入或用鼠標在海圖上選取一點用八選定的特殊符號進行標 繪，點標繪 可以包括標繪的時間和簡短的文字描述；線標繪：由用戶輸入或用鼠標在海圖上連續兩個或兩個以上的點，將相鄰兩點用直線段 和

8、用戶選擇的線型連接。線標繪可以包括標繪的時間和簡短的文字描 述；圓域標繪：由用戶輸入圓心和半徑或用鼠標在海圖上選擇一個矩形，用戶可以選擇線 型、顏色和填充顏色、填充模式標繪出圓域。圓域標繪可以包括標繪的時間和簡短的文 字描述；矩形標繪：由用戶輸入或用鼠標在海圖上選擇兩對角點，標繪岀相應邊與經緯 線平行的 矩形。用戶可以選擇線型、顏色、填充顏色和填充模式標繪出矩形。矩形標繪可以包括 標繪的時間和簡短的文字描述；任意形狀多邊形標繪：由用戶輸入或用鼠標依次給定三個或三個以上的點，將各點依次 用直線段連接，標繪出封閉的簡單多邊形。用戶可以選擇線型、顏 色、填充顏色和填充 模式標繪出矩形。多邊形標繪可以

9、包括標繪的時間和簡短 的文字描述；文字標注：即在給定點處標注說明性文字。圖2-6海圖標繪海圖標繪共享海圖標繪信息使用數據庫管理，只需專人進行標繪內容進行維護。根據標繪相 關人員的 不同，可分為公共標繪和私人標繪。公共標繪對所有系統注冊用戶都可見，而私人標繪 只對被授權用八有效。海圖標繪有效期對于每一個海圖標繪對象，都可以設置其有效期。該標繪只在有效期內進行顯示。過期 將自動刪除。2） 海圖計算兩點間距離計算。即計算任意給定兩點間的恒向線距離和大圓距離； 點到點的方位計算，即計算從一給定點到另一給定點的恒向線方位；多點間的距離計算。即由用戶依次給定多個（兩個以上）點，分別計算相鄰兩點間的恒 向線

10、距離和從起點到終點的總的距離；方位距離位置計算。即給定從某個未知位置點到某個已知位置點的方位和距離，計算未 知點的地理坐標。圖2-7海圖計算3） 要素拾取可查詢海圖上任意位置的海圖要素的詳細屬性信息。包括該要素所在的位置、類型、所屬層 名和該要素的特有屬性。4）航線設計航線設計用于為船舶航行制定可行的航線，并可自動計算船舶航行的時間表。川鼠標直接在電子海圖上繪制轉向點；通過手工輸入轉向點的坐標來設計航線；允許設置每段航線的航線偏移（XTE ；航線設計：由計劃速度計算預計到達時間（度；打印計劃航線及轉向點5）船位推算假設已知某個船舶的位置和航向航速，推算在未來的某個時間船舶可能出現的位置。并在電

11、子海圖上標繪出起點和終點的位置2. 13氣象信息功能對于來自不同氣象預報部門的氣象信息，分別以不同的方式標繪于海圖之上。氣象信息分為 臺風預報信息和氣象預報信息。2. 1.3. 1臺風標繪臺風信息的獲取包括兩種方式。一是從氣象部門獲取氣象預報文件，系統直接解析氣象數據 導入數據庫；二是從氣象部門獲取氣象傳真，通過臺風信息輸入界面手工輸入。目前臺風信息的 預報大都通過傳真方式得到。臺風預報信息包括預報的臺風名稱，時間，當前位置、風力、風圈半徑以及未來24, 48和 72小時的預報位置等。如下圖：圖2-9 臺風預報在電子海圖信息平臺中，將標繪出活動臺風的中心、風力、影響范圍、運動軌跡I寸間計算航行

12、速和未來去向等。如下圖:2. 132 臺風預警對于當前活動臺風，需要實時關注船舶和平臺與臺風的相對位置關系。以確保船舶和平臺相對 臺風處于安全狀態或及時做好防臺準備。對于所有船舶，如果該船的最新船位報告時間距離當前時間在24小時內，貝I對該船的臺風預警功能認為有效。該船在顯示時將同時標注根據最新船位報告的航速推算出的當前時 間所在的船位。對于平臺，則無時間限制，始終以最新的位置作為當前位置。如果船舶的最新位置 落在臺風當前的影響范圍內，即提供預警提示，為防臺措施 提供信息支持。2. 1. 4氣象信息標繪氣象信息可以包括風、浪和氣壓等信息。通過從氣象發布部門獲取氣象預報數據文件，本系統 根據氣象

13、數據，將氣象信息以圖形化的方式顯示在電子海圖上。如下圖：圖2-11氣象信息標繪可以查詢顯示的氣象信息的詳細信息。比如風的位置、風力和風向；浪的位置，浪高和浪的前進方向；等壓線的等壓值以及等壓中心的等壓值與位置等等。2.1.5海圖打印支持所見即所得的打印。在當前海圖上或者指定的打印區域中顯示的所有對 象，包括海圖、經緯線和航線等，都將全部實現打印功能。3.船舶信息管理模塊3. 1關于AIS的國際規范1999年10月國際海事組織（IM0航行安全技術分委會舉行第45次會議，對海 上人命安全國 際公約（SOLAS第五章的修訂意見草案進行最終審議。經與會代表和專家審定，會議通過并形成 了 SOLAS公約

14、新的第五章。在這個于2002年7月1日生效的新五章第四條“船載航行系統和設 備的配備要求和運行標準”中，擴大了原先的設備系統配備要求范圍。其中較為重要的自動化航 行設備有“通用船載自動識別系統AIS”和“航線數據記錄儀VDR。IM0海安會第73屆會議于2000年12月5日通過了 S0LAS7公約修正案，修正案 已于2002 年7月1日生效。根據S0LAS7公約修正案第五章的規定，所有300及300以上總噸并從事國際航 行的船舶和500及500以上總噸非國際航行的貨船以及不限尺 度的客船，將強制配備船載自動 識別系統（AIS）設備，最后安裝期限如下：1.2002年7月1日及以后建造的船舶，應于建

15、造完工前安裝；2.2002年7月1日以前建造的從事國際航行的客船，應不晚于2003年7月1日安 裝；3.2002年7月1日以前建造的從事國際航行的散裝液貨船，應于2003年7月1 日或之后進行的第一次設備安全檢驗之前安裝；4.除客船、散裝液貨船以外，2002年7月1日以前建造并從事國際航行的50, 000總噸及以上噸位的船舶，應不晚于2004年7月1日安裝；5除客船、散裝液貨船以外，2002年7月1日以前建造并從事國際航行的10, 000總噸以上且低于50, 000總噸的船舶，應不晚于2005年7月1日安 裝；6.除客船、散裝液貨船以外，2002年7月1日以前建造并從事國際航行的3, 000總

16、噸以上且低于10, 000總噸的船舶，應不晚于2006年7月1日安 裝；7除客船、散裝液貨船以外，2002年7月1日以前建造并從事國際航行的300總噸以上且低于3, 000總噸的船舶，應不晚于2007年7月1日安裝;8. 2002年7月1日以前建造的從事國內航行的船舶，應不晚于2008年7月1日安 裝。3. 2通過AIS獲取船舶的動態信息本系統可以通過在港口位置較高的位置架設AIS基站的收發天線接收船載AIS設備發送的AIS動態信息。在船舶上安裝AIS設備（參見節IMO SOLA公約的有關規定），可以獲 取船舶AIS的動態信息。靜態信息：IM0編碼（如有）、呼號和船名、船的長度和寬度、船的類型

17、、定位天線在船上 的位置。動態信息：船位、國際協調時、對地航向、對地航速、航跡向、航行狀態、轉向率、橫傾角 （選用項）、縱傾和橫擺（選用項）0航行相關信息：船舶吃水、危險貨物類型、目的港和預計到達時間、航行計劃（選用項）、簡明的安全信息。從AIS接收機和AIS設備獲取的AIS信息包括：MMSI number （MMS 號碼）Navigatio nal status（航行狀態）Rate of turn （ROT （轉向率）Speed over ground （SOG （對地航速）Lon gitude （經度）Latitude （緯度）Course over grou nd （COG （對地航向）

18、True headi ng （船首真方向）IMO number （IMO 號碼）Call sig n （呼叫號碼）Name （船舶名稱）Type of ship and cargo type（船舶和貨物類型）Dime nsion/refere nee for positi on （尺寸 / 參考位置）包含船舶的長度和寬度，以及電子定位設備在船舶上的位置。Type of electro nic positi on fix ing device（電子定位固定設備類型）Estimated time of arrival（預計抵達時間）Maximum prese nt static draught（最大吃水）Desti natio n （目的地）圖3-1 Ais信息顯不圖3-2 Ais信息查詢3. 3基于電子海圖的船舶信息查詢圖33船舶基本信息查詢與顯754.船舶監控報警模塊4. 1船位顯示在當前海圖或選定海域內，以圖形方式顯示船舶的船舶位置信息，需要時還可以顯示速度矢 量線，也可以同時顯示名稱（或呼號）、航向、航速等。4. 2區域監控針對特定的區域，監控船舶和區域的位置關系，一旦船舶進入或者離開此區域則 進行報警提Zj O特定的區域可以是多邊形、矩形和扇形區域。在電子海圖系統中以特殊標志進