一种船舶ECA智能在线监控系统技术方案

本发明专利技术涉及船舶技术领域，具体为一种船舶ECA智能在线监控系统，包括远程监控子系统和船载端监控子系统，远程监控子系统包括船舶、ECA排放控制区、岸基数据服务器以及岸基辅助监控系统，船载端监控子系统包括船舶航行信号采集系统NSS、ECA

【技术实现步骤摘要】
一种船舶ECA智能在线监控系统


[0001]本专利技术涉及一种在线监控系统，特别是涉及一种船舶ECA智能在线监控系统，属于船舶


技术介绍

[0002]船舶是水上交通运输的主要工具，而且是产生可吸入粉尘颗粒、NOX和SO2等的主要源头，船舶造成的环境问题，尤其是在港口、内陆水道以及某些航路集中、船舶通航密度大的海域，在这些海域，船舶的节能减排已跃居首要问题，现在海运船舶排出的废气中有害漂浮物的年均总量相当于所有机动车尾气所排出有害物质的45％左右，因此，为了减少船舶污染物给大气环境所带来的影响，国际海事组织IMO修订了MARPOL公约的附则VI，该公约附则VI对船舶排出废气中的SOX含量给出限定，各国政府设立排放控制区ECA，严格限制在ECA排放区内的船舶大气污染物的排放，根据我国交通运输部发布的《船舶大气污染物排放控制实施方案》，明确了国内沿海的ECA排放区划分，但是在船舶实际营运过程中存在以下问题：
[0003]1、船舶在大多数航行时间内，主要使用高硫燃料油，该燃料比低硫燃料便宜得多，但是污染物更多，出于经济性的考虑，船舶会在不违反规定的前提下尽量控制成本，避免过早使用低硫油，但是由于船舶航行的相关设备众多，船员极易疏忽对ECA区域的人工监控，从而发生来不及切换油品的情况，导致排放不达标，既增加了违规的风险，也无法有效控制船舶大气污染物的排放。
[0004]2、目前有部分服务网站可以实时查询船舶动态，也可以通过提供的相关测距工具，手动标记出船舶当前位置与ECA边界线段任意某点的距离，但无法提供实时在线信号采集、智能监控、阈值越限预警、信息自动存储、历史记录查询等功能，降低了船舶全船自动化控制的程度，也增加了船员的工作压力，出错概率的可能性被进一步放大。
[0005]3、现有的船舶自动化监控系统基本上是一个信息孤岛，一旦离开码头，船舶运营期间的安全隐患排查和运营姿态都处于未知境地，虽然有诸多通信方式，但是毕竟存在费用昂贵、信号不稳定、有效信息有限等客观因素，缺乏足够的自我保障能力以及与岸基良好的协调配合性能。
[0006]因此，亟需对船舶ECA智能在线监控系统进行改进，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种船舶ECA智能在线监控系统，实现船舶ECA智能在线实时监控、预警及历史存储，接收航行信号采集系统NSS采集并发送的船舶GPS、AIS设备提供的经纬度、航向、航速等航行数据，将所述的航行数据输入ECA
‑
IMS系统进行计算，根据预设的智能算法，快速比对海基数据服务器中实时录入的ECA控制区边界控制点位坐标集，在线显示船舶与ECA排放区的航向距离、最短距离、到达时间等重要的交互信息，同时能够实现阈值预警和用户提示。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0009]一种船舶ECA智能在线监控系统，包括远程监控子系统和船载端监控子系统，所述远程监控子系统包括船舶、ECA排放控制区、岸基数据服务器以及岸基辅助监控系统，所述船载端监控子系统包括船舶航行信号采集系统NSS、ECA
‑
IMS智能在线监控系统以及海基数据服务器；
[0010]所述船舶航行信号采集系统NSS以NEMA0183格式协议连接有船舶外部通导设备；
[0011]所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统用于实时在线显示所述船舶与所述ECA排放控制区的交互信息，且所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统与所述船舶航行信号采集系统NSS建立通信连接，并获取数据信息。
[0012]优选的，所述海基数据服务器用于对在线监控装系统进行管理，具体包括：
[0013]ECA排放控制区划定标准信息管理、船舶ECA在线实时监测管理、历史航程报表管理，所述海基数据服务器与所述船载端监控子系统建立通信连接。
[0014]优选的，所述交互信息包括船位经纬度、航速以及航向。
[0015]优选的，所述数据信息包括航向距离、最短距离以及到达时间。
[0016]优选的，所述船舶航行信号采集系统NSS通过NEMA0183与MODBUS TCP实现与所述船舶外部通导设备之间的转换；
[0017]所述船舶航行信号采集系统NSS与所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统之间基于TCP/IP网络协议实现数据交互。
[0018]优选的，所述船载端监控子系统包括一级用户终端，所述一级用户终端与所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统建立通信连接。
[0019]优选的，所述远程监控子系统包括远程数据服务器、远程监控云平台系统以及若干个二级用户终端；
[0020]所述远程数据服务器分别与所述海基数据服务器和所述远程监控云平台系统建立通信连接，若干个所述二级用户终端均与所述岸基辅助监控系统建立通信连接。
[0021]优选的，所述船舶外部通导设备包括船舶GPS设备和船舶AIS设备；
[0022]所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统通过所述NEMA0183格式协议与所述船舶GPS设备和所述船舶AIS设备建立通信连接。
[0023]一种船舶ECA智能在线监控系统的智能算法，包括以下步骤：
[0024]步骤一：根据船舶当前经度、纬度以及航速、航向数据，拟合出当前航行姿态下的船舶经纬度函数S1；
[0025]步骤二：将预先录入海基数据服务器的ECA控制区边界控制点位坐标集中的相邻点位两两相连成若干直线段，并根据点位对应的经、纬度坐标数据，拟合出每条直线段的函数L1…
L
n
；
[0026]步骤三：将S1函数与L
(1..n)
函数逐一进行运算，找出交点A；
[0027]步骤四：确定交点A所在的直线段L
m
，同时获取线段对应的端点经纬度坐标；
[0028]步骤五：实时计算船舶当前位置V与交点A的航向距离D；
[0029]步骤六：根据船舶当前位置V的经纬度坐标、直线段L
m
端点对应的经纬度坐标，根据三角定理，可最终计算得出当前位置V到直线段L
m
的垂线距离VS；
[0030]步骤七：根据航速数据，可以分别计算出航向交点航行时间、垂向交点航向时间；
[0031]步骤八：通过实时计算船舶当前位置V与直线段L
m
端点坐标的斜率，判断船舶当前处于ECA排放区的相对位置。
[0032]优选的，所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统包括在线设定ECA距离报警半径和ECA距离报警时间。
[0033]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0034]1、实现船舶ECA智能在线实时监控、预警及历史存储，接收航行信号采集系统NSS采集并发送的船舶GPS、AIS设备提供的经纬度、航向、航速等航行数据，将所述的航行数据输入ECA<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶ECA智能在线监控系统，包括远程监控子系统(1)和船载端监控子系统(2)，其特征在于，所述远程监控子系统(1)包括船舶(101)、ECA排放控制区(102)、岸基数据服务器(103)以及岸基辅助监控系统(104)，所述船载端监控子系统(2)包括船舶航行信号采集系统NSS(3)、ECA
‑
IMS智能在线监控系统(4)以及海基数据服务器(5)；所述船舶航行信号采集系统NSS(3)以NEMA0183格式协议(6)连接有船舶外部通导设备(7)；所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统(4)用于实时在线显示所述船舶(101)与所述ECA排放控制区(102)的交互信息(401)，且所述ECA
‑
IMS智能在线监控系统(4)与所述船舶航行信号采集系统NSS(3)建立通信连接，并获取数据信息(402)。2.根据权利要求1所述的一种船舶ECA智能在线监控系统，其特征在于：所述海基数据服务器(5)用于对在线监控装系统进行管理，具体包括：ECA排放控制区划定标准信息管理(501)、船舶ECA在线实时监测管理(502)、历史航程报表管理(503)，所述海基数据服务器(5)与所述船载端监控子系统(2)建立通信连接。3.根据权利要求1所述的一种船舶ECA智能在线监控系统，其特征在于：所述交互信息(401)包括船位经纬度、航速以及航向。4.根据权利要求1所述的一种船舶ECA智能在线监控系统，其特征在于：所述数据信息(402)包括航向距离、最短距离以及到达时间。5.根据权利要求1所述的一种船舶ECA智能在线监控系统，其特征在于：所述船舶航行信号采集系统NSS(3)通过NEMA0183与MODBUS TCP实现与所述船舶外部通导设备(7)之间的转换；所述船舶航行信号采集系统NSS(3)与所述ECA
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IMS智能在线监控系统(4)之间基于TCP/IP网络协议实现数据交互。6.根据权利要求1所述的一种船舶ECA智能在线监控系统，其特征在于：所述船载端监控子系统(2)包括一级用户终端(201)，所述一级用户终端(201)与所述ECA
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IMS智能在线监控系统(4)建立通信连接。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鲲鹏，吉承成，
申请(专利权)人：江苏远望仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：