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北斗三号短报文+4G的低功耗太阳能船载报位监控方案

一、背景与必要性

(一)方案背景

在国内的广阔海域,海洋船舶及其船员面临着独特的通信挑战。由于海上通信基础设施的局限,广袤的洋面上常常成为信号的盲区,传统的移动通信网络无法触及,导致船员与外界的联系被切断。加之个人使用的卫星通信服务成本高昂,一般海员难以负担,这进一步加剧了他们在海上孤立无援的状态。

更为紧迫的是,在面临海上突发状况,比如恶劣天气、海上事故或是健康紧急情况时,船员往往因无法即时对外发送求救信号而陷入危险之中,错过了最佳救援窗口。

此外,对于岸上的管理单位来说,无法实时获取船舶的位置、状态和船员的安全信息,意味着在面对突发事件时,他们缺少有效的应对依据,难以迅速采取行动,从而增加了海上作业的风险,危及船员的生命安全和船只的财产安全。

(二)方案必要性

鉴于此,开发一种经济高效、操作简便且覆盖广泛的海上通信解决方案显得尤为重要。这种解决方案不仅应当具备紧急通信功能,以便在危急时刻能够迅速传达求救信息,为海上救援争取宝贵时间。更重要的是,该系统需要与船舶的监控和管理系统集成,为岸基控制中心提供实时的船舶动态,以便于进行有效的船舶管理和应急响应,从而最大限度地减少海上作业的风险,保护船员的生命安全和海洋资产。

二、方案概述

本方案是基于北斗三号短报文与4G通信技术的低功耗太阳能船载报位监控系统,旨在为船只提供全天候、全海域的定位与通信服务,即使在偏远海域也能实现有效监控与紧急响应。

本方案采用了融合北斗RNSS定位和全网通4G通信功能,集海洋船舶远程定位监控、调度、信息交互以及本地导航等功能于一体,该方案船载定位终端用于采集、存储和传输终端定位信息、船速信息、方向、高程、报警等数据的装置。包括独立数据采集设备、集成包括大容量存储终端行驶轨迹和定位模块在内的相关模块电路。实现了海上船舶位置上报功能,解决了困扰已久的难题,对于海洋船舶信息管理具有十分重要的意义。

三、方案特点

高度集成:融合音频、视频、数据通信,实现全方位监控。

平战结合:满足日常管理与应急处置需求。

统一指挥:跨部门、跨层级信息共享,协同作战。

智能分析:大数据支撑,科学决策。

四、方案通信架构

通过硬件终端实时传输定位经纬度,结合高精度终端智能管理终端GPS/BD卫星定位数据,通过4G网络和短报文网络,将终端的定位数据传输到云数据中心;云平台运用大数据算法,对数据进行统计分析,对终端定位数据进行上传,并将定位数据传送至监管平台。

五、方案终端概述

(一)概述

太阳能型北斗船舶示位终端专门为海洋、内河船舶定制的船用北斗监控终端,终端设备采用了一体化高集成度设计思路,结合了北斗RDSS通信、无线移动通信、北斗定位、低功耗电源技术等多种技术。北斗船舶监控终端内置电池,采用太阳能充电方式,支持长时间连续续航。为适应海上恶劣环境,一体机的设计充分考虑了防水、防盐雾、防腐蚀等要求。

(二)终端功能

  1. 高精度定位:支持北斗/GPS双模定位,精度优于10米。
  2. 多模式通信:结合北斗短报文和4G网络,实现定时上报船舶信息。
  3. 远程管理:支持远程设置船载终端的管理参数。
  4. 长效电源:太阳能充电,正常模式下连续工作时间超过3年。
  5. 安全防护:具备防拆卸报警、电量检测,IP68防护等级。
  6. 紧急响应:一键紧急报警功能,快速响应紧急情况。
  7. 数据采集:采集船舶的定位信息、速度、方向等关键数据。
  8. 盲区补传:在信号弱的区域存储数据,信号恢复时补报。
  9. 侧翻报警:通过高精度加速度计检测船舶倾斜,超出阈值即报警。
  10. 远程升级:支持空中下载技术(OTA),远程更新系统软件。
  11. 智能管理:北斗+GPS双模智能管理,适应不同定位需求。

六、数据大屏服务

(一)地图服务

搭建GIS电子地图,加载矢量地图、卫星影像地图、专业电子海图等提供底图服务。提供电子海图、影像地图、标准区划地图的底图切换显示。实现地图缩放、漫游、测量、电子方位线等基础操作。

(二)渔场渔区

在电子地图展示渔场渔区图,标注渔区网格线和渔区编号,并可以展示渔场渔区内的终端数量。

(三)天气预报

在电子地图上可视化动态展示精细化海洋气象预报信息,包括用流向图展示风场和波向,用热力图显示气温和浪高;点击地图任意一点都可查看该点详细的对应气象预报信息,支持数字、柱状图、颜色等多种方式同时展示。

(四)智能预警服务

  1. 一键告警:紧急情况下快速响应。
  2. 侧翻告警:监测船舶倾斜,及时警告。
  3. 电子围栏报警:划定警戒区域,防止越界。
  4. 越界告警:监控边界,避免非法侵入。
  5. 低电量告警:监测电量,预防设备失效。
  6. 拆除告警:防止非法拆解。
  7. 休渔期出海告警:监测休渔期间违规出海。
  8. 离线告警:监控设备状态,确保在线。

(五)告警信息提示

实时展示各类告警信息,支持声音提醒与详细信息展示。

 七、应用场景

本系统适用于各种规模的船舶,包括商船、渔船、游轮等,尤其适合于远洋航行和海上作业,确保船舶安全和高效运营。

本方案通过整合北斗三号短报文、4G通信、低功耗电源与太阳能充电技术,构建了一个高效、可靠、智能的船载监控系统,极大地提升了海上船舶的安全管理水平。通过实时数据采集、智能预警与数据大屏服务,为船舶运营者、监管机构与应急响应团队提供了有力的支持,有助于提升船舶的安全管理水平和运营效率。


原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_44303398/article/details/140691514

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