本實(shí)用新型涉及內(nèi)河航運(yùn)領(lǐng)域，具體涉及一種可視化船用航運(yùn)作業(yè)管理平臺(tái)。

背景技術(shù)：

據(jù)中國水運(yùn)報(bào)2016年12月6日?qǐng)?bào)道，《全國航道管理與養(yǎng)護(hù)發(fā)展綱要(2016—2020年)》(以下簡稱《發(fā)展綱要》)日前發(fā)布，提出“十三五”期間內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)里程將達(dá)10.4萬公里，同時(shí)實(shí)現(xiàn)沿海航道養(yǎng)護(hù)基本覆蓋。

《發(fā)展綱要》提出，“十三五”期間將以推進(jìn)航道管理與養(yǎng)護(hù)法治化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、智能化為統(tǒng)領(lǐng)，以加快轉(zhuǎn)型發(fā)展為主線，以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為動(dòng)力，堅(jiān)持建管養(yǎng)并重發(fā)展，認(rèn)真貫徹實(shí)施《航道法》，強(qiáng)化航道管養(yǎng)能力，提升服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)內(nèi)河一類、二類維護(hù)航道里程5萬公里；內(nèi)河一類、二類航道維護(hù)尺度公布率100%；內(nèi)河一類、二類航道維護(hù)水深達(dá)標(biāo)率100%；沿海航道設(shè)標(biāo)數(shù)量約1.5萬座；內(nèi)河航道設(shè)標(biāo)數(shù)量約5.1萬座；內(nèi)河航標(biāo)一類、二類維護(hù)達(dá)標(biāo)率100%，為實(shí)現(xiàn)暢通、安全、綠色、高效的現(xiàn)代化水運(yùn)體系提供支撐。

據(jù)有效的統(tǒng)計(jì)資料表明，自2007至2012年的5年中，僅長江航道在2007年就發(fā)生事故及險(xiǎn)情411起,造成死亡失蹤62人、沉船30艘,直接經(jīng)濟(jì)損失1710萬元。其中碰撞事故占總事故的48%。

據(jù)對(duì)這類事故的調(diào)查資料表明，前述兩類事故中，航道縱行船舶與橫渡的渡船發(fā)生的碰撞事故最多，占總事故的總數(shù)的62%。

內(nèi)河航運(yùn)無論發(fā)生“碰撞、觸損、自沉”等事故，由于救助困難，所以帶來的災(zāi)難都是巨大的，不僅是造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，社會(huì)負(fù)面影響也極其嚴(yán)重。

船舶是發(fā)生事故的主要載體，航行中遭遇下列情形時(shí)，造成事故是必然的。

№1、瞭望不及時(shí)難以發(fā)現(xiàn)航標(biāo)信號(hào)；

№2、由于霧霾、大雨、大雪看不清航標(biāo)信號(hào)；

№3、操縱不當(dāng)或超速行駛；

№4、遭遇側(cè)風(fēng)讓船舶偏離安全航道。

解決居高不下的河道運(yùn)行事故, 為航運(yùn)船舶建立一個(gè)智能化管理平臺(tái),是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型提供了一種為航運(yùn)船舶建立一個(gè)智能化管理平臺(tái)的可視化船用航運(yùn)作業(yè)管理平臺(tái)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種可視化船用航運(yùn)作業(yè)管理平臺(tái)，包括主機(jī)、3/4G通訊模塊、衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、攝像機(jī)、警示揚(yáng)聲器、人機(jī)界面，所述主機(jī)和前置機(jī)通過CAN總線連接，傳感器與前置機(jī)連接；

所述3/4G通訊模塊與主機(jī)連接，用于利用移動(dòng)數(shù)據(jù)獲取船舶信號(hào)并傳給主機(jī)；

所述衛(wèi)星導(dǎo)航模塊與主機(jī)連接，用于船舶定位信號(hào)并傳給主機(jī)；

所述攝像機(jī)與主機(jī)連接，用于采集視頻信號(hào)并傳給主機(jī)；

所述警示揚(yáng)聲器與主機(jī)連接，用于警示逼近船舶；

所述人機(jī)界面與主機(jī)連接，用于提供信息操作界面。

所述傳感器設(shè)置于前置機(jī)外圍，包括超聲波測距陣列、紅外火警報(bào)警器陣列、水深度傳感器陣列、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、九軸姿態(tài)傳感器；

所述超聲波測距陣列與前置機(jī)連接，用于采集船舶視距范圍內(nèi)的相對(duì)距離，并將該距離參數(shù)信號(hào)傳給前置機(jī)，包括船首超聲波傳感器陣列，船尾超聲波傳感器陣列，左舷超聲波傳感器陣列，右舷超聲波傳感器陣列；

所述紅外火警報(bào)警器陣列與前置機(jī)連接，用于采集火警檢測信號(hào)并傳給前置機(jī)；

所述水深度傳感器陣列與前置機(jī)連接，包括船首吃水深度傳感器，左舷吃水深度傳感器，右舷吃水深度傳感器，船尾吃水深度傳感器，用于采集吃水深度數(shù)據(jù)信號(hào)并傳給前置機(jī)；

所述風(fēng)速風(fēng)向傳感器與前置機(jī)連接，用于采集瞬時(shí)風(fēng)速、風(fēng)速風(fēng)向?qū)叫写暗脑斐傻膫?cè)應(yīng)力信息并傳給前置機(jī)；

所述九軸姿態(tài)傳感器與前置機(jī)連接，船舶航行中的航向、俯仰角、傾斜角以及轉(zhuǎn)彎角速度、俯仰角速度、傾斜角速度以及相應(yīng)的角加速度信號(hào)并傳給前置機(jī)。

所述傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、船速傳感器、柴油機(jī)傳感器、船用配電網(wǎng)變送器；

所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)并傳給前置機(jī)；

所述船速傳感器用于采集船舶運(yùn)行速度信號(hào)并傳給前置機(jī)；

所述柴油機(jī)傳感器包括用于剩余油量傳感器、柴油壓力傳感器、機(jī)油油量傳感器、機(jī)油壓力傳感器、機(jī)油溫度傳感器、分別采集船舶的剩余油量信號(hào)、供油回路的壓力信號(hào)、實(shí)時(shí)的機(jī)油油量數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)時(shí)的機(jī)油壓力參數(shù)信號(hào)，實(shí)時(shí)的機(jī)油溫度參數(shù)信號(hào)并傳給前置機(jī)；

所述船用配電網(wǎng)變送器采集船用電網(wǎng)的主回路、主要支路的實(shí)時(shí)檢測信號(hào)并

傳給前置機(jī)。

所述攝像機(jī)包括前視攝像機(jī)和/或后視攝像機(jī)，前視攝像機(jī)為變焦紅外攝像

機(jī)，后視攝像機(jī)為變焦紅外攝像機(jī)。

所述警示揚(yáng)聲器包括前視警示揚(yáng)聲器和/或后視警示揚(yáng)聲器，警示揚(yáng)聲器采用揚(yáng)聲器陣列排布。

所述人機(jī)界面包括設(shè)于駕駛臺(tái)上的主顯示器，副顯示器，麥克風(fēng)和駕駛臺(tái)揚(yáng)聲器。

所述主機(jī)連接有硬盤。

所述主機(jī)和前置機(jī)均為工業(yè)級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)，前置機(jī)采用Cortex微處理器。

本實(shí)用新型利用該平臺(tái)既可實(shí)現(xiàn)安全營運(yùn)，也可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化運(yùn)輸管理，也可以隨機(jī)掌握船舶的技術(shù)狀態(tài)，并為船舶維修提供數(shù)據(jù)支撐，具有如下功能：1）自動(dòng)導(dǎo)航功能，保證安全航運(yùn)所必須的一切信息；2）內(nèi)河航運(yùn)船舶火災(zāi)預(yù)警功能；3）3/4G實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換功能；4）GPS/北斗定位、守時(shí)功能；5）船用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能；6）船用電網(wǎng)動(dòng)態(tài)技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能；7）內(nèi)河航運(yùn)船舶動(dòng)態(tài)姿態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能；8）內(nèi)河航運(yùn)船舶動(dòng)態(tài)安全距離專家評(píng)估功能；9）內(nèi)河航運(yùn)船舶技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能；10）無船承運(yùn)管理功能。11）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能；12）顯示功能；13）操縱功能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型內(nèi)河航運(yùn)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明,實(shí)施例僅用來說明本實(shí)用新型，并不限制本實(shí)用新型的范圍。

如圖1所示一種可視化船用航運(yùn)作業(yè)管理平臺(tái),包括主機(jī)1、3/4G通訊模塊3、衛(wèi)星導(dǎo)航模塊4、攝像機(jī)、警示揚(yáng)聲器、人機(jī)界面，所述主機(jī)1和前置機(jī)2通過CAN總線連接，傳感器與前置機(jī)2連接；

所述3/4G通訊模塊3與主機(jī)1連接，用于利用移動(dòng)數(shù)據(jù)獲取船舶信號(hào)并傳給主機(jī)1；利用移動(dòng)數(shù)據(jù)鏈下載或者提交數(shù)據(jù)資源。通過這種實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)資源交換，一則可以使得站段、干線、省部、國家等各級(jí)調(diào)度平臺(tái)可以在第一時(shí)間掌握該船的“戶籍、所在航線、所在地理坐標(biāo)、當(dāng)前的貨運(yùn)種別、航向、航速、氣象條件”等各種信息，當(dāng)有必要時(shí)，可以立即采取強(qiáng)制調(diào)度措施以確保航運(yùn)安全，這對(duì)于國家戰(zhàn)略運(yùn)輸、危險(xiǎn)品運(yùn)輸、武裝押運(yùn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等特定運(yùn)輸而言，無疑提供了極大的安全保障。對(duì)于船舶而言，無論所行駛的當(dāng)前河道是否熟悉、均可在第一時(shí)間獲得當(dāng)前河道的“航道（電子地圖）、水深、流速、限速標(biāo)準(zhǔn)、禁行標(biāo)志”等與航行安全息息相關(guān)的全部信息，當(dāng)由于某種原因需要幫助時(shí)，可以立即申請(qǐng)?zhí)胤N權(quán)限以保證航行安全。

衛(wèi)星導(dǎo)航模塊4與主機(jī)1連接，采用GPS/北斗定位，用于船舶定位信號(hào)并傳給主機(jī)1；為船舶提供地理坐標(biāo)信息以滿足船舶實(shí)現(xiàn)定位；提供守時(shí)信息以滿足時(shí)間定位。攝像機(jī)與主機(jī)1連接，用于采集視頻信號(hào)并傳給主機(jī)1；警示揚(yáng)聲器與主機(jī)1連接，用于警示逼近船舶；人機(jī)界面與主機(jī)1連接，用于提供信息操作界面。傳感器設(shè)置于前置機(jī)外圍，包括超聲波測距陣列、紅外火警報(bào)警器陣列、水深度傳感器陣列、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、九軸姿態(tài)傳感器；

超聲波測距陣列與前置機(jī)2連接，用于采集船舶視距范圍內(nèi)的相對(duì)距離，并將該距離參數(shù)信號(hào)傳給前置機(jī)2；包括船首超聲波傳感器陣列28即前視距超聲波測距矩陣，用于測量船舶前視距范圍內(nèi)的相對(duì)距離，并將該距離參數(shù)經(jīng)主計(jì)算機(jī)融入當(dāng)前的噸位、航向、水深、流速、船速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算后，得出保證安全運(yùn)營的安全距離，然后向駕引人員給出提速、減速、減速甚或是錨住的運(yùn)行指令，從而為實(shí)現(xiàn)船舶的安全運(yùn)行提供有效的技術(shù)保證。船尾超聲波傳感器陣列27即后視距超聲波測距矩陣，用于測量船舶后視距范圍內(nèi)的相對(duì)距離，原理同前視距超聲筆測距矩陣。左舷超聲波傳感器陣列30即左舷視距超聲波測距矩陣，用于測量船舶左舷視距范圍內(nèi)的相對(duì)距離，原理同前視距超聲筆測距矩陣。右舷超聲波傳感器陣列29即右舷視距超聲波測距矩陣，用于測量船舶右舷視距范圍內(nèi)的相對(duì)距離，原理同前視距超聲筆測距矩陣。之所以在這里將其稱之為超聲波傳感器陣列，是因?yàn)檫@些傳感器在船舶的安裝位置上是成陣列布局的，只所以采用這種方式，是因?yàn)榇靶旭傔^程中所需的船距得到充分保證時(shí)，航行安全才能得到根本保證。故而將超聲波傳感器采用陣列性布局。紅外火警報(bào)警器陣列26與前置機(jī)2連接，用于采集火警檢測信號(hào)并傳給前置機(jī)2；水深度傳感器陣列與前置機(jī)2連接，包括船首吃水深度傳感器25，左舷吃水深度傳感器24，右舷吃水深度傳感器23，船尾吃水深度傳感器22，用于采集吃水深度數(shù)據(jù)信號(hào)并傳給前置機(jī)2；在內(nèi)河航運(yùn)運(yùn)輸領(lǐng)域，由于超載、積載不當(dāng)、操作不當(dāng)、易流態(tài)貨、惡劣氣象條件、惡劣物等誘因誘發(fā)的自沉事故屢見不鮮，由此造成的生命財(cái)產(chǎn)損失及傷痛令我們不得不對(duì)此問題引起極大重視，船用平臺(tái)提供“吃水深度”測量就是基于這個(gè)基本前提。

所述風(fēng)速風(fēng)向傳感器21與前置機(jī)2連接，用于采集瞬時(shí)風(fēng)速、風(fēng)速風(fēng)向?qū)叫写暗脑斐傻膫?cè)應(yīng)力信息并傳給前置機(jī)2；據(jù)業(yè)內(nèi)可信的統(tǒng)計(jì)資料表明，風(fēng)力和風(fēng)向?qū)?nèi)河航運(yùn)均有明顯的影響，當(dāng)風(fēng)力增大到6-7級(jí)時(shí)，極易誘發(fā)沉船事故，如遇突發(fā)性雷雨大風(fēng)，更易發(fā)生惡性事故。在內(nèi)河航運(yùn)發(fā)生的重大和特大事故中，有38%的事故出現(xiàn)在大風(fēng)天氣中。

針對(duì)這一給內(nèi)河航運(yùn)帶來極大損失的積痞，船用平臺(tái)針對(duì)性的配置了風(fēng)速風(fēng)向傳感器，利用傳感器測得的瞬時(shí)風(fēng)速、風(fēng)向換算出當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向?qū)叫写暗脑斐傻膫?cè)應(yīng)力及可能出現(xiàn)的側(cè)應(yīng)力效應(yīng)，當(dāng)這個(gè)側(cè)應(yīng)力效應(yīng)閾值可能誘發(fā)事故時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行警示，提醒駕引人員通過針對(duì)性的操作改出危險(xiǎn)臨界狀態(tài)而避免發(fā)生事故。

九軸姿態(tài)傳感器14與前置機(jī)2連接，船舶航行中的航向、俯仰角、傾斜角以及轉(zhuǎn)彎角速度、俯仰角速度、傾斜角速度以及相應(yīng)的角加速度信號(hào)并傳給前置機(jī)2，船舶航行中的航向、俯仰角、傾斜角以及轉(zhuǎn)彎角速度、俯仰角速度、傾斜角速度以及相應(yīng)的角加速度是與航運(yùn)安全的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，如果通過計(jì)算機(jī)換算得出前述這些參數(shù)的臨界值并提供給駕引人員。

傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器34、船速傳感器33、柴油機(jī)傳感器、船用配電網(wǎng)變送器31；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)并傳給前置機(jī)2；測量船舶發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，一則監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)，再則為實(shí)現(xiàn)安全駕駛提供基礎(chǔ)參數(shù)。船速傳感器用于采集船舶運(yùn)行速度信號(hào)并傳給前置機(jī)2；柴油機(jī)傳感器包括用于剩余油量傳感器22、柴油壓力傳感器20、機(jī)油油量傳感器16、機(jī)油壓力傳感器17、機(jī)油溫度傳感器18、分別采集船舶的剩余油量信號(hào)、供油回路的壓力信號(hào)、實(shí)時(shí)的機(jī)油油量數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)時(shí)的機(jī)油壓力參數(shù)信號(hào)，實(shí)時(shí)的機(jī)油溫度參數(shù)信號(hào)并傳給前置機(jī)2；時(shí)刻掌握船舶的剩余油量，無論是萬噸巨輪還是淺水搖曳的小舢板，其意義都是十分必要的。尤其遭遇“逆水、浪涌、紊流等、逆風(fēng)”等造成行船動(dòng)力非正常消耗的情況下，掌握船舶的剩余油量就顯得更為必要，可視化船用航運(yùn)作業(yè)管理平臺(tái)將根據(jù)剩余油量及油量消耗率，自動(dòng)換算出剩余油量所可能保持的續(xù)航時(shí)間，并根據(jù)預(yù)定航程自動(dòng)提示剩余航程，達(dá)到臨界剩余油量時(shí)自動(dòng)報(bào)警，提示駕引人員及時(shí)加油以保證船舶的正常航行。業(yè)內(nèi)人士應(yīng)該知道，船用柴油機(jī)油路故障既是高發(fā)故障也是對(duì)船舶航行危害最大的故障，因此通過檢測供油回路的壓力并根據(jù)這個(gè)壓力進(jìn)行智能分析后，判斷出故障類別并實(shí)現(xiàn)故障定位，對(duì)及時(shí)排除故障、恢復(fù)動(dòng)力是大有裨益的。

這里述及的柴油壓力檢測、后邊將要述及的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測、機(jī)油壓力和機(jī)油溫度檢測等項(xiàng)內(nèi)容，其主要目的就是利用這些數(shù)據(jù)資源建立起一個(gè)“柴油機(jī)技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估系統(tǒng)”，利用該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)提供如下技術(shù)支持。

故障前：給出故障預(yù)警（含故障類別和故障定位點(diǎn)），以便及時(shí)消除故障隱患，從而在很大程度上避免發(fā)生故障。

故障中：智能引導(dǎo)排除故障，使得排故操作減少盲目性而變得精準(zhǔn)高效，大幅度減少排故時(shí)間。

航行后：航行后進(jìn)行整備時(shí)，專家評(píng)估系統(tǒng)提供柴油機(jī)在一個(gè)往返航程內(nèi)所表現(xiàn)的技術(shù)特性評(píng)估，維修建議等項(xiàng)內(nèi)容，以利維修人員制定針對(duì)性的維修方案。如此一來，不僅可以避免“用不壞修壞”的尷尬局面，也可以形成航行前維修整備的精準(zhǔn)高效局面，不僅可以提高船舶的在航旅，也可以大幅度節(jié)約整備維修成本。

所述船用配電網(wǎng)變送器采集船用電網(wǎng)的主回路、主要支路的實(shí)時(shí)檢測信號(hào)并

傳給前置機(jī)2。船用電網(wǎng)變送器的全稱應(yīng)該為“船用輸配電網(wǎng)智能監(jiān)控子系統(tǒng)”，利用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)船用電網(wǎng)的主回路、主要支路的“電壓、電流、功率、配電均衡性”等參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測。

攝像機(jī)包括前視攝像機(jī)7和/或后視攝像機(jī)6，前視攝像機(jī)7為變焦紅外攝像機(jī)，后視攝像機(jī)6為變焦紅外攝像機(jī)。船用平臺(tái)配置的前后視攝像機(jī)是實(shí)現(xiàn)船運(yùn)安全的重要技術(shù)手段之一。無論是前視攝像機(jī)還是后視攝像機(jī)均是可變焦紅外攝像機(jī)，當(dāng)船舶航行于夜間或者是能見度不良的自然條件下時(shí)，前（后）視攝像機(jī)均可提供航行前（后）方安全距離內(nèi)的水面概況，以利駕引人員對(duì)航行河道狀況心中有數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)安全航行。

警示揚(yáng)聲器包括前視警示揚(yáng)聲器6和/或后視警示揚(yáng)聲器15，警示揚(yáng)聲器采用揚(yáng)聲器陣列排布。當(dāng)發(fā)現(xiàn)臨近船舶與本船舶的距離過近、速度過高等可能危及航行安全時(shí)，可以立即開啟揚(yáng)聲器進(jìn)行警示，也可以采用聲音方式的莫爾斯明碼，警示逼近船舶采取必要手段避免發(fā)生事故。這里之所以采用揚(yáng)聲器陣列，就是針對(duì)水面航行的特點(diǎn)而著意配置的，因?yàn)榇靶旭傇跈M渡渡口時(shí)，其前、后、左、右的均可能出現(xiàn)船舶的情況是必然的。

人機(jī)界面包括設(shè)于駕駛臺(tái)10上的主顯示器11和副顯示器13，副顯示器13則顯示前后視攝像機(jī)實(shí)時(shí)圖像，超聲波陣列掃描獲得的四鄰船舶距離，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、剩余油量、風(fēng)速及側(cè)風(fēng)、吃水深度、船體姿態(tài)等輔助參數(shù)，副顯示器13側(cè)面設(shè)有麥克風(fēng)8，麥克風(fēng)的主要作用就是“拾音”，即把駕引人員所發(fā)出的駕引指令及回令隨機(jī)進(jìn)行錄制，以備需要時(shí)進(jìn)行取證，

駕駛臺(tái)上設(shè)有駕駛臺(tái)揚(yáng)聲器9，該揚(yáng)聲器是船用平臺(tái)的聲音輸出接口，主要接受管理平臺(tái)的聲音調(diào)度指令。調(diào)度平臺(tái)的調(diào)度指令與駕引人員的口音指令一并被錄音存檔、備查。操縱界面采用觸摸屏，主顯示器11和副顯示器13及駕駛臺(tái)揚(yáng)聲器9均與主機(jī)1通過連接。主顯示器11的缺省界面是標(biāo)注有實(shí)時(shí)航道參數(shù)的“電子地圖”，輔助內(nèi)容則是萬年歷、航程站別時(shí)刻表、水文資料等。操縱面板12主要就是“觸摸屏”。通過觸摸屏可以完成該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、自動(dòng)控制等一切可能需要的操作功能。主機(jī)1連接硬盤，用于程序與隨機(jī)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。前置機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集及數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析模塊，用于判斷出船舶的實(shí)時(shí)技術(shù)狀態(tài)，傳感器連接數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊連接數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析模塊。

主機(jī)1和前置機(jī)2均為工業(yè)級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)，前置機(jī)2采用Cortex微處理器。主計(jì)算機(jī)強(qiáng)于管理運(yùn)算，之所以采用嵌入式計(jì)算機(jī)，主要原因在于其相較于其它形式的計(jì)算機(jī)而言，具有“針對(duì)（船用平臺(tái)）性強(qiáng)、高度實(shí)時(shí)性、可剪裁性、精簡安全、接口統(tǒng)一、壽命長、性能穩(wěn)定、界面友好”等一系列綜合性優(yōu)勢。這里正是利用這一優(yōu)勢才，才能使得船用平臺(tái)滿足各類航道上至3000噸大型貨輪（Ⅰ一級(jí)航道），下至50噸小噸位（Ⅶ級(jí)航道）駁船等各等級(jí)船舶提出的“船用管理”等基本需求。前置機(jī)內(nèi)核采用當(dāng)前最先進(jìn)的Cortex微處理器，強(qiáng)于數(shù)據(jù)采集，該處理器在業(yè)內(nèi)又被稱作“高性能數(shù)字信號(hào)控制器”，這里用之實(shí)現(xiàn)對(duì)船用信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析正是基于這個(gè)原因，兩者相輔相成組成一個(gè)具有良好實(shí)時(shí)性且功能強(qiáng)大的“船用平臺(tái)”。

圖2所示的內(nèi)河航運(yùn)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)是管理平臺(tái)的用戶界面，它以Win系列多視窗平臺(tái)的產(chǎn)品形式安裝在內(nèi)河航運(yùn)調(diào)度室，為內(nèi)河航運(yùn)調(diào)度室提供下列功能,包括:

1、衛(wèi)星航道地圖發(fā)布系統(tǒng)：提供轄區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的衛(wèi)星航道地圖。

2、航標(biāo)燈技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)：轄區(qū)內(nèi)航標(biāo)燈技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3、航行船舶信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)：轄區(qū)內(nèi)航行船舶信息實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4、航運(yùn)技術(shù)狀態(tài)下實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)：航運(yùn)技術(shù)狀態(tài)下實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)額定航運(yùn)技術(shù)狀態(tài)下的實(shí)時(shí)調(diào)度。

5、特情調(diào)度系統(tǒng)：特定情況下（惡劣氣象、擁堵、橫渡渡口、特定船舶）的特情調(diào)度。

6、強(qiáng)制調(diào)度系統(tǒng)：對(duì)出現(xiàn)險(xiǎn)情的船舶實(shí)施強(qiáng)制調(diào)度。

7、數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)：自動(dòng)統(tǒng)計(jì)航行調(diào)度作業(yè)的數(shù)據(jù)信息上報(bào)。

8、應(yīng)急航行調(diào)度系統(tǒng)：接受上級(jí)河道管理機(jī)關(guān)的航行調(diào)度指令，并在人為干預(yù)下實(shí)時(shí)應(yīng)急航行調(diào)度，內(nèi)河航運(yùn)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)通過3/4G通訊模塊3與可視化船用航運(yùn)作業(yè)管理平臺(tái)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

本實(shí)用新型功能：

1、自動(dòng)導(dǎo)航功能。

船運(yùn)平臺(tái)以其從管理平臺(tái)上實(shí)時(shí)下載更新的“內(nèi)河航運(yùn)衛(wèi)星內(nèi)河航道地圖”為依據(jù)，駕引人員可以得到 “航道實(shí)際寬度、航道實(shí)際寬度、水流瞬時(shí)流速及平均流速、限速標(biāo)準(zhǔn)、禁停標(biāo)志”等保證安全航運(yùn)所必須的一切信息。而且這些信息都是經(jīng)過更新后真實(shí)有效的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

遇有“橫渡渡口、航道擁堵、船閘、絞灘”等特情航道、惡劣氣象條件、惡劣水文條件時(shí)，可以自動(dòng)接受或者向管理平臺(tái)申請(qǐng)進(jìn)入特情駕駛狀態(tài)，從而確保航運(yùn)船舶始終處于科學(xué)合理的技術(shù)狀態(tài)，這就在很大程度上提高了航運(yùn)安全性。

2、內(nèi)河航運(yùn)船舶火災(zāi)預(yù)警功能。

根據(jù)對(duì)我國內(nèi)河航運(yùn)船舶的調(diào)查，有很多船舶，尤其是500噸以上的船舶基本上都有所謂的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，但從其技術(shù)方案、硬件資源、預(yù)警方式及實(shí)現(xiàn)的預(yù)警效果來看，多數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時(shí)代的要求，關(guān)鍵時(shí)刻難以起到真正意義上的火災(zāi)預(yù)警作用。

而這里所說的船用平臺(tái)提供的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，具備溫度、煙霧、明火檢測及控制能力，而且其環(huán)境適應(yīng)性等一系列技術(shù)指標(biāo)滿足國標(biāo)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品所具備的EMC、3C等檢定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，因此它所實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的，達(dá)到的火災(zāi)控制效果也是可信的。

3、3/4G實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換功能。

3/4G實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換功能旨在利用移動(dòng)數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)如下功能。

功能1：實(shí)時(shí)下載國家頒布的內(nèi)河航運(yùn)導(dǎo)航電子地圖、政策法規(guī)、事故通報(bào)、氣象預(yù)警、調(diào)度指令等。

功能2：隨機(jī)提交船舶信息至管理平臺(tái)。

功能3：無船承運(yùn)平臺(tái)所需的貨運(yùn)信息交換。

功能4：為實(shí)現(xiàn)前已述及的“實(shí)時(shí)調(diào)度、特情調(diào)度、強(qiáng)制調(diào)度”提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。

功能5：為產(chǎn)品在線維護(hù)及在線升級(jí)提供數(shù)據(jù)交換（該功能將大幅度降低用戶的維護(hù)維修成本）。

4、GPS/北斗定位、守時(shí)功能。

由GPS/北斗衛(wèi)星定位及守時(shí)功能的支撐，使得上至國家內(nèi)河航運(yùn)管理平臺(tái)，下至每一個(gè)管理站段，均可以在第一時(shí)間從其界面上獲取任何一只被管理船舶的“地理位置坐標(biāo)及時(shí)間坐標(biāo)”，這一改過去那種想看看不見，想聽聽不見，想管管不著的“放風(fēng)箏式”管理局面，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)“承擔(dān)特運(yùn)任務(wù)的船舶、危情船舶、事故船舶”的監(jiān)管無疑是極大的幫助。

5、船用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能。

船用發(fā)動(dòng)機(jī)是船舶的心臟，是船舶賴以實(shí)現(xiàn)航行的唯一動(dòng)力源，如果能夠掌握實(shí)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)技術(shù)狀態(tài)是每個(gè)船老大十分關(guān)注的話題。

但從我國內(nèi)河船舶的維修現(xiàn)狀來看，由于各種內(nèi)在或外在因素的制約，使得船舶發(fā)動(dòng)機(jī)在在航時(shí)機(jī)總是發(fā)生諸多這樣或者那樣的問題，嚴(yán)重的則造成拋錨停運(yùn)、阻塞航道的嚴(yán)重后果。

針對(duì)前述現(xiàn)象，船用平臺(tái)針對(duì)性的設(shè)計(jì)了“船用發(fā)動(dòng)機(jī)專家評(píng)估系統(tǒng)”，利用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下幾項(xiàng)功能。出航前，自動(dòng)檢測、診斷、評(píng)估，給出發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)的評(píng)估報(bào)告，通過該評(píng)估報(bào)告所提供的一系列技術(shù)指標(biāo)，讓船老大放心出航。航行中，隨機(jī)給出發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)的評(píng)估報(bào)告，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一參數(shù)處于臨界狀態(tài)時(shí)及時(shí)給出預(yù)警提示，提醒輪機(jī)人員及時(shí)采取對(duì)策以避免出現(xiàn)更為嚴(yán)重的后果；一旦出現(xiàn)不可避免的故障時(shí)，也可以提供排故方案，引導(dǎo)輪機(jī)人員通過精準(zhǔn)高效的操作及時(shí)排除故障，及時(shí)恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能以及時(shí)復(fù)航。航行后，根據(jù)航行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)所表現(xiàn)的技術(shù)特性，提出航行后檢查或者維修建議，引導(dǎo)維修人員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù)保養(yǎng)，并對(duì)維護(hù)保養(yǎng)后的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)一步給出評(píng)估，直至達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的期望值為止。

6、船用電網(wǎng)動(dòng)態(tài)技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能。

類同前述“5”的船用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能。

7、內(nèi)河航運(yùn)船舶動(dòng)態(tài)姿態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

在激流洶涌的轉(zhuǎn)彎河道、疾風(fēng)驟雨的氣象條件，能見度不良的夜間、擁堵不堪的橫渡渡口，時(shí)刻掌握船舶（尤其是重心高的船舶）的動(dòng)態(tài)運(yùn)行姿態(tài)是每個(gè)駕引人員求之不得的奢望。該船用平臺(tái)利用“九軸陀螺儀、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、吃水深度傳感器陣列”所建立起來的“航運(yùn)船舶動(dòng)態(tài)姿態(tài)專家評(píng)估系統(tǒng)”，就是為解決這一問題而專設(shè)的技術(shù)手段。

利用船舶動(dòng)態(tài)姿態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，當(dāng)船舶的動(dòng)態(tài)姿態(tài)重心、航行速度、轉(zhuǎn)彎角速度等關(guān)聯(lián)參數(shù)處于“可能誘發(fā)傾翻事故”的臨界值時(shí)，立即進(jìn)行警示，提醒駕引人員立即進(jìn)行改出操作，從而避免發(fā)生嚴(yán)重的后果。

8、內(nèi)河航運(yùn)船舶動(dòng)態(tài)安全距離專家評(píng)估功能。

利用前已述及的“攝像機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)模糊但形象真實(shí)的距離參數(shù)”和“超聲波測距矩陣提供的量化距離數(shù)據(jù)但形象不足的距離參數(shù)”，經(jīng)“內(nèi)河航運(yùn)船舶動(dòng)態(tài)安全距離專家評(píng)估系統(tǒng)”的分析、運(yùn)算、判讀后，給出船舶當(dāng)前所處的位置與周圍船舶的安全距離究竟處于“安全、臨界安全、危及安全”等判讀結(jié)果，一旦當(dāng)前船舶處于危及航運(yùn)安全的臨界狀態(tài)，立即提醒駕引人員實(shí)施改出操作，從而避免發(fā)生追尾、被追尾、剮蹭的航運(yùn)事故。

9、內(nèi)河航運(yùn)船舶技術(shù)狀態(tài)專家評(píng)估功能。

利用前已述及的各個(gè)專家評(píng)估子系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有機(jī)整合后，即可得出整個(gè)船舶的“技術(shù)狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)”。利用該系統(tǒng)的人機(jī)界面即可即時(shí)瀏覽船舶的各種參數(shù)，遇有緊急情況時(shí)，可以立即獲得針對(duì)性的警示甚或操作引導(dǎo)，從而保證船舶始終處于相對(duì)科學(xué)合理的技術(shù)狀態(tài)，這就為船舶行科學(xué)合理的技術(shù)狀態(tài)，這就為實(shí)現(xiàn)安全航行奠定了基本前提。

10、無船承運(yùn)管理功能。

隨著我過道路運(yùn)輸“無車承運(yùn)人”各項(xiàng)政策的逐步出臺(tái)，道路運(yùn)輸業(yè)管理的規(guī)范化、信息化時(shí)代已經(jīng)撲面而來，由此帶來的“運(yùn)輸市場管理規(guī)范、社會(huì)運(yùn)能大幅度提高、運(yùn)輸企業(yè)收益增長”積極效用逐漸給整個(gè)運(yùn)輸群體帶來實(shí)惠。這里提出的“無船承運(yùn)管理功能”正是基于這個(gè)政策背景和時(shí)代進(jìn)步節(jié)奏應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物。隨著這個(gè)無船承運(yùn)平臺(tái)的運(yùn)用，哪些急需運(yùn)輸貨物找不到船；有船的船主找不到貨；壟斷經(jīng)營；船大欺客；客大欺船的不良現(xiàn)象將得到有效遏制。隨之而來的是“國家、企業(yè)、個(gè)人”三方共同收益的三贏局面。

11、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能。

這里提及的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)特指“船用平臺(tái)系統(tǒng)硬盤、USB接口、讀卡器、指紋掃描儀”等四類設(shè)備。

（1）、系統(tǒng)硬盤。

為船用平臺(tái)提供程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

（2）、USB接口。

利用U盤實(shí)現(xiàn)“電子運(yùn)單、貨物裝卸、調(diào)度指令、商務(wù)合同“等信息的錄入及轉(zhuǎn)出。

（3）、讀卡器。

用于船運(yùn)自動(dòng)化管理所需的“身份證識(shí)別、船運(yùn)工作人員的乘降考勤、交接班管理”等用途。

（4）、指紋掃描儀。

用于交接班管理時(shí)機(jī)的輔助考勤。

12、顯示功能。

船用平臺(tái)提供主、副兩個(gè)顯示器。

主顯示器：主要用于顯示自動(dòng)導(dǎo)航界面。

副顯示器：主要顯示船舶的動(dòng)態(tài)技術(shù)狀態(tài)。

13、操縱功能。

船用平臺(tái)在主副顯示器均有觸摸屏操縱界面，利用該界面可以實(shí)現(xiàn)指令給定、系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)瀏覽等一系列功能性操作。

產(chǎn)品形式：內(nèi)河航運(yùn)船舶是一個(gè)博大而又龐雜的家族，自湖北武漢至上海的吳淞口的主航道上，最大的貨輪噸位已經(jīng)達(dá)到1.5萬噸，而一些小流域內(nèi)河航道上，低于50噸小駁船也比比皆是，表1為船用平臺(tái)產(chǎn)品形式及適用條件對(duì)照表（部分）。

表1