疏浚决策系统
疏浚决策系统
项目概述
本系统是在本船原有系统已定型的仪器仪表所显示的参数基础上，增加DGPS、潮位仪、计算机、数据采集器及其所需的信号分配等硬件，无线网络连接及数据传输设备。配套设备包括电罗经、测深仪及风速风向仪及其安装附属设备及其专用电缆等。配合适当的计算机软件，构建起疏浚工况和机舱设备运行状态监测及远程传输系统。该系统集疏浚过程中设备相关参数采集、处理、计算机显示、分析、记录及远程传输于一体，是有效提高疏浚作业效率及管理水平的现代疏浚系统。
系统组成及系统功能
本系统由船载系统、陆地服务器系统（陆地服务器和固定ip地址由客户提供）、远程客户端系统组成。船载系统与陆地服务器系统通过无线网络交换数据，陆地服务器系统与远程客户端系统通过INTERNET连接。船载系统包括以下各个部分：定位定深系统、数据采集系统、计算机网络系统、电源系统、船舶局域网络远程传输系统、软件监测画面。船载系统的服务器具备冗余功能。一旦服务器运行出现故障，备用服务器可实现无缝的切换，保证系统工作的稳定性。图片为数据采集传输示意图。
定位定深系统构成
本系统中，服务器同时接入电罗经输出的航向数据和经过DGPS信号计算所得的航向数据，当一种设备的艏向数据无效时，另一设备的艏向数据能够立即起作用，使系统的运行更加稳定。
定位定深系统需要如下的设备信号：DGPS、电罗经、绞刀深度信号、潮位接收仪、台车行程、定位方式本系统采用双GPS定位方式，定位定深信号的信号流。
本系统配置两台服务器，系统所需的数据信号分别同时进入两台服务器主机，两台服务器互为备用，一台不能正常工作时，另一台能够实现无缝切换。
DGPS选用莱卡MX421B，输出语句为标准NMEA0183语句，波特率为4800电罗经选用德国ANSCHUTZ生产的STD 22，输出语句为NMEA 0183,波特率为4800。
根据本船驾驶室操纵台的布置情况，将两台服务器主机放置办公桌预先设置好的位置，一台显示器放置在右操纵台前部的台子上，另一台放置在办公桌上。
本系统数据采集器、隔离采集设备、无线上网路由器、交换机、潮位仪放置在19寸柜内。
无线上网设备采用CDMA上网方式，（船舶出厂时3G网络覆盖能够满足施工数据传输要求，则免费更换为3G上网方式）。
潮位接收设备的工作需要潮位发射站的支持，本系统所配置的潮位数据接受设备目前仅限在北方各大港口沿海地区使用。若需其他地区施工，需用户设置相应的潮位发射站。
定位定深画面显示的参数如下：艏向、绞刀位置、绞刀深度、挖泥轨迹、潮位、钢桩位置、中心偏移
数据采集系统
本系统数据采集主要针对于原船已经具有的设备的运行参数。
本船舶绞刀由一台水下电动机通过齿轮箱驱动。装配水下单壁泥泵一台，由两台单独电动机通过两进一出齿轮箱变速后共同完成驱动。两台双壁泥泵分别由两台柴油机通过齿轮箱进行驱动。钢桩分别由两台液压气缸驱动，台车行程为6米。桥梁绞车一台，横移绞车两台，锚机绞车两台，锚杆绞车两台，这些设备都是由变频器驱动的。
数据采集包括模拟量和数字量采集。模拟量采集使用隔离模块。隔离模块为三方信号隔离方式，即电源、信号输入、信号输出隔离。隔离模块和隔离用继电器放置在操纵台内合适位置。
疏浚设备状态参数
根据船舶的实际情况，需要将信号送至驾驶室进行处理，根据信号实际的分布位置，预先需要在信号采集点和数据采集器之间敷设电缆。
DIP：前仪表台模拟量信号：
信号格式为4-20MA模拟信号，来自于IHC系统前仪表台的显示仪表。
柴油机信号
本系统柴油机信号来自于本船配置的CAT柴油机，柴油机分别为两台甲板泵柴油机，型号为C280；三台3516柴油机，共计五台。每台柴油机信号通过MODBUS485信号将数据送至驾驶台19寸柜，柴油机寻址的地址分别定义为1、2、3、4、5；1、2分别为C280柴油机地址，3、4、5分别为3516柴油机地址。
C280柴油机信号如下列所示：
船载电源系统
AC220V的主电源来源于驾驶室集中控制板内220v供电模块，通过一个2KW的UPS供电。
由于AC220V UPS的功率有限，因此原则上除计算机和采集系统需要使用的电源从UPS上获得，与本数据传输系统无关的AC220V设备不由UPS提供电源。
UPS输出的220V电源与集中控制板内220v供电模块是隔离的。
UPS具备旁路功能，当UPS损坏时，UPS上具备一个开关，可以直接使用配电板220V供电而不影响整个系统的使用。
UPS电源放置左操纵台内合适位置，船电由甲方敷设到指定位置。
船载电源系统组成，如图所示：
远程传输系统
疏浚系统工况数据由远程传输系统实现数据传输，通过船载无线上网系统，将数据传送至陆地服务器，客户端在通过登陆服务器察看远程传输过来的监测数据。
无线上网方式采用中国电信为服务平台的上网方式，传输质量受电信信号质量影响。无线上网采用5G蜂窝方式。
船舶局域网络系统
本船舶预先敷设船舶局域网络所需网线，网线由驾驶室19寸柜分别敷设至船长房间、老轨房间、大副房间、大管房间和电机员房间。
房间电脑通过局域网络能够和驾驶室服务器相连接，疏浚监测施工数据能够通过局域网络在本地计算机上显示。
局域网络和无线路由器相连，终端计算机能够通过无线路由器访问INTERNET，进行邮件收发和数据传输。
产品示意图
根据船舶实际情况组态构成定位画面、挖泥设备运行状态画面、报警系统监测画面，浓度、流速施工产量画面等（在最终交验之前，确定一个软件界面的最终版本）。
图片为定位定深主界面：
硬件配置组态画面：
施工回放与分析：
土方计算与断面处理功能、断面超挖和欠挖显示：
断面超挖和欠挖显示：
实时产量分析功能主要包含：
平面产量点分析显示功能
在上图中，明显具备两种土质，其中不同的颜色代表了不同的土质，系统可以将整个施工区域划分为2个区域，根据区域内土质采样，分别定义其土质类型。
某个时间段内产量曲线：
显示各个参量（可以设置）与产量之间的变化及挖掘时间及挖掘产量。
图片为定位定深主界面：
报表功能：
分区域的报表
时间统计报表
