綜合艦橋信息系統(tǒng)集成處理技術(shù)研究

李圓明

(海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018）

在航海技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，綜合艦橋越來(lái)越重視的就是其導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)其性能要求很高，包括精準(zhǔn)度、安全性等。目前松散的組合導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)狀所需，所以綜合導(dǎo)航系統(tǒng)就顯得越為重要，而導(dǎo)航信息集成處理系統(tǒng)正是實(shí)現(xiàn)綜合導(dǎo)航技術(shù)的關(guān)鍵所在。

1 綜合艦橋系統(tǒng)基本概述

所謂艦橋就是指艦船上層建筑中的操作部位或者航行指揮的重要位置，可以稱(chēng)為“橋樓”或者“駕駛室”，是艦船的指揮中心。在以前的艦橋上所有的儀表與設(shè)備都是單獨(dú)安裝的，這樣不僅不利于操作，而且增加了工作人員的負(fù)擔(dān)。所以，為了提高船員的處理信息能力以及安全性能，在這種模式的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一種新型的艦船自動(dòng)航行的系統(tǒng)—綜合艦橋系統(tǒng)。從二十世紀(jì)70年代至今，綜合艦橋系統(tǒng)已成為艦船的發(fā)展核心設(shè)備，具備高度的自動(dòng)化以及信息化的功能，融合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多領(lǐng)域的現(xiàn)代技術(shù)，能夠及時(shí)地發(fā)出命令、把控風(fēng)險(xiǎn)。

綜合艦橋系統(tǒng)最重要的功能就是其導(dǎo)航性能，導(dǎo)航可以獲得大量的信息，然后在導(dǎo)航信息集成處理技術(shù)的作用下可以在很大程度上提高導(dǎo)航系統(tǒng)的綜合性能。雖然我國(guó)艦船導(dǎo)航系統(tǒng)取得了一定的發(fā)展，但是與先進(jìn)國(guó)家相比還是存在很大的差距，所以在目前形勢(shì)下，高度信息化、自動(dòng)化的綜合艦橋系統(tǒng)才是我們研究的重點(diǎn)。

2 綜合艦橋信息系統(tǒng)集成處理結(jié)構(gòu)研究

綜合艦橋系統(tǒng)的集成處理技術(shù)主要通過(guò)以下幾個(gè)系統(tǒng)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.1 電子海圖信息系統(tǒng)

通過(guò)電子海圖以及導(dǎo)航的傳感器可以使航海人員及時(shí)的對(duì)航線(xiàn)進(jìn)行調(diào)整以及把控，還可以根據(jù)工作人員所需信息進(jìn)行相對(duì)的顯示。這種系統(tǒng)主要是在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)對(duì)海圖的集成化處理以及艦船運(yùn)動(dòng)參數(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)航海信息的準(zhǔn)確把控。然后根據(jù)海區(qū)的情況自動(dòng)進(jìn)行航路的監(jiān)測(cè)以及危險(xiǎn)情況的警報(bào)等。

2.2 艦船數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集合成的資源系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要有空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)兩方面?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)就是容量大，能夠快速的查詢(xún)到所需要的數(shù)據(jù)，同時(shí)還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改，但是它的模型很復(fù)雜，在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中按照不同的關(guān)系等級(jí)分為了幾個(gè)數(shù)據(jù)層。平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中就會(huì)以數(shù)據(jù)庫(kù)格式存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行信息，屬性信息全部存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而且有對(duì)應(yīng)的空間數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中二者是不可分割的，通過(guò)二者之間的相互聯(lián)系維持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)使用ADO 系統(tǒng)就是應(yīng)用了OLE DB 程序。OLE DB 是對(duì)ODBC 的一種擴(kuò)展，主要功能為：①OLE DB 最大的優(yōu)勢(shì)就是提供了數(shù)據(jù)庫(kù)編程的OLE 接口，這種接口與傳統(tǒng)的ODBC 相比，有著較高的靈活性，而且還具備更高的錯(cuò)誤處理能力。②OLE DB 也屬于底層數(shù)據(jù)庫(kù)，提供了非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)編程接口。

2.3 艦船綜合報(bào)警系統(tǒng)

報(bào)警系統(tǒng)的主要功能就是提醒值班的航海人員注意潛在的危險(xiǎn)情況。如果值班的人員沒(méi)有對(duì)綜合報(bào)警的功能進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，海區(qū)出現(xiàn)了危險(xiǎn)的情況就會(huì)將警報(bào)信息轉(zhuǎn)入到駕駛員的房間以及餐廳燈公共場(chǎng)合來(lái)要求援助。這種綜合報(bào)警的系統(tǒng)可以最大限度降低危險(xiǎn)情況的發(fā)生，所以導(dǎo)航設(shè)備系統(tǒng)都要接入艦船的綜合報(bào)警系統(tǒng)。

3 綜合艦橋信息系統(tǒng)集成處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)以及注意事項(xiàng)

3.1 集成處理技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn)

艦橋信息系統(tǒng)管理器將相關(guān)的信息在通信的基礎(chǔ)上傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，根據(jù)通信導(dǎo)航識(shí)別綜合優(yōu)化系統(tǒng)的功能，可以按照層次劃分五個(gè)方面： ①物理層。在物理層上能夠?qū)崿F(xiàn)位流的傳輸，將特定屬性的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層。實(shí)現(xiàn)了總線(xiàn)的通信系統(tǒng)、消息傳輸形式等。②數(shù)據(jù)鏈路層。主要對(duì)物流信息的傳輸進(jìn)行調(diào)控，在系統(tǒng)的運(yùn)行中能夠檢查通信數(shù)據(jù)的傳輸情況，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能夠及時(shí)的反映到傳輸層。③傳輸層。在傳輸層能夠?qū)偩€(xiàn)系統(tǒng)的傳輸進(jìn)行調(diào)整，主要的功能在BC 中實(shí)現(xiàn)，對(duì)總線(xiàn)切換、信號(hào)傳輸?shù)目刂萍皶r(shí)的把握。④驅(qū)動(dòng)層。驅(qū)動(dòng)層是系統(tǒng)中的軟件接口，主要功能在應(yīng)用層和底層之間實(shí)現(xiàn)，能夠?yàn)橄到y(tǒng)中不同的通信設(shè)備提供所需要求。⑤應(yīng)用層。能夠?qū)崿F(xiàn)通信導(dǎo)航識(shí)別綜合優(yōu)化系統(tǒng)的管理、外界通信功能，同時(shí)在應(yīng)用層上提供了多種功能的接口，保證了不同的通信系統(tǒng)的更新和改進(jìn)。

3.2 注意事項(xiàng)

3.2.1 響應(yīng)速度問(wèn)題。為了適應(yīng)艦船的多樣性、動(dòng)態(tài)化需求，整個(gè)平臺(tái)的構(gòu)建應(yīng)用在開(kāi)發(fā)時(shí)都考慮到了可能出現(xiàn)的所有問(wèn)題和需求變化?？紤]到日常航行的幾大業(yè)務(wù)需求：信息處理、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)需求、用戶(hù)權(quán)限把關(guān)需求、信息格式量表化需求、組織管理信息需求等等。本次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)設(shè)置了流程設(shè)計(jì)、量表設(shè)計(jì)等工具幫助用戶(hù)更好的實(shí)現(xiàn)需求，同時(shí)在平臺(tái)設(shè)計(jì)的通用化和延展性做了加強(qiáng)，希望能夠在應(yīng)用時(shí)快速構(gòu)建應(yīng)用，提高程序的響應(yīng)速度。

3.2.2 系統(tǒng)流程規(guī)范化問(wèn)題。一般情況下，信息集成化處理系統(tǒng)的建立是否科學(xué)很大程度上與平臺(tái)有關(guān)，平臺(tái)根據(jù)具體需求制定的工具是考核系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，直接影響到各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理的水平。規(guī)范整個(gè)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程是保證開(kāi)發(fā)平臺(tái)功能效用率的必要措施之一，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免冗長(zhǎng)的環(huán)節(jié)設(shè)置，簡(jiǎn)化操作和管理流程的同時(shí)也不能忽視細(xì)節(jié)。我們將整個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃為三大流程，即資源定制、規(guī)則定制和輔助及綜合信息定制。首先，資源定制是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件，是不可或缺的重要部分。我們將資源定制流程分為權(quán)限角色設(shè)定、數(shù)據(jù)資源設(shè)定、系統(tǒng)菜單定制和用戶(hù)/組織機(jī)構(gòu)設(shè)置等部分。其次，定制也是關(guān)乎整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量的另一個(gè)關(guān)鍵流程。我們?cè)O(shè)定的規(guī)則制定的構(gòu)成部分如下：應(yīng)用管理定制、設(shè)定操作行為、定制表單、定制流程方案。最后，在前兩個(gè)流程組建好的基礎(chǔ)上，整個(gè)程序基本就能夠運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，但出于完善和優(yōu)化系統(tǒng)功能的考量，設(shè)置了輔助及綜合信息定制流程。輔助及綜合信息定制構(gòu)成部分為：擴(kuò)展功能開(kāi)發(fā)、信息查詢(xún)定制、統(tǒng)計(jì)分析定制數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)。各個(gè)流程和部分環(huán)環(huán)相扣，幾乎涵蓋可能產(chǎn)生的所有需求，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單易于管理，縮短了整個(gè)信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，相對(duì)減少了開(kāi)發(fā)成本。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)代綜合艦橋技術(shù)主要以艦船的導(dǎo)航性能為龍頭，同時(shí)將艦船航行任務(wù)的自動(dòng)化、管理自動(dòng)化等都集中到綜合艦橋系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)艦船的自動(dòng)化工作。雖然我國(guó)艦船的導(dǎo)航水平取得了一定的成就，但是還要不斷學(xué)習(xí)，不斷超越，實(shí)現(xiàn)跨越式的研究，推動(dòng)我國(guó)艦船自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展。

[1]鄧蘇，黃宏斌，劉青寶，戴超凡.基于數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2000，06.

[2]曾慶軍，周耀庭.綜合船橋系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容[J].航海技術(shù)，2001，04.

[3]尹勇，張秀鳳，張顯庫(kù).船舶自動(dòng)舵和自動(dòng)避碰算法仿真測(cè)試平臺(tái)的研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，200701.

[4]張顯庫(kù)，任光，劉軍，趙衛(wèi)軍，賈欣樂(lè).綜合船舶監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)造船，2002，02.