论“引航家”国产智慧船舶交通管理系统架构
时间：2021-05-13 12:02:40 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
1.引言
为了响应军民融合发展战略、打破国外垄断、打造民族自主品牌、保障国家信息安全、提高我国船舶交通管理的智慧化水平，中国电子科技集团公司第二十八研究所与中国交通通信信息中心联合开展了“引航家”智慧船舶交通管理系统（以下简称国产VTS）的研制。
项目团队基于30多年海上指挥信息系统的深厚技术基础和丰富工程经验，深入分析IALA、IMO等国际相关规范和我国海事系统用户需求与实际，采用成熟的军用指挥信息系统设计方法，构建具有开放性、可扩展性强、综合集成能力强的国产VTS系统架构，提供多种信号数据接口，能够与国内外海事雷达、VHF 等通信设备、海事数据中心、港航系统、其他VTS中心系统进行互联，不仅能满足目前船舶交管的需求，也能对未来“智慧海事”建设提供强有力的支撑。
2.系统技术架构
系统技术架构共分为四层，分别为：基础设施层、基础支撑层、功能服务层、应用系统层。基础设施层主要包括计算/存储/网络资源、操作系统、数据库管理系统等；基础支撑层分为虚拟化平台、服务支撑和应用支撑服务三个层次；功能服务层包括多元信息综合处理、二三维交通态势显示、WEB交通态势显示、交通态势评估与告警、CCTV接力跟踪、流程化应急事件处置等，应用系统层则构建了国产智慧船舶交通管理系统的系列化产品，包括港口型、航道型和区域联网船舶交通管理系统等，系统技术架构如下图所示：
系统技术架构的核心是基础支撑层，虚拟化平台将基础设施中的计算资源、存储资源和网络资源予以抽象、转换，打破实体结构间的障碍，更好的合理利用资源，且获得更强大、更富活力、更具弹性的特点。服务支撑用来统一管理分布式虚拟资源，通过服务总线为应用的分布式运行部署提供可靠的运行支撑环境，为服务调用者和服务提供者之间的交互提供服务寻址、负载均衡的能力，使得服务调用者透明调用不同服务。应用支撑服务由地理信息、信息传输和记录回访等共性服务构成，能为上层应用功能提供基础的、共性的服务能力[1]。
3.软件技术架构
系统采用C/S、B/S混合架构。C/S架构主要用于实现水上目标动态处理和二三维一体化显示、交通态势评估、交通态势告警、摄像头接力跟踪等，该部分功能对于时效性要求较强；B/S架构主要用于VTS系统的信息管理（MIS）等。
为了实现VTS和MIS之间的联动，建立了适用于C/S与B/S两种体系架构的通信机制和消息注册订阅机制。软件技术架构如下图：
4.系统网络架构
国产VTS系统涉及的通信网络主要包括海事和港口专网、万维网、无线通信网络、视频网络等，通过安全隔离设备将各网系接入海事专网。
海事专网包括雷达录取设备、分支海事局的操作终端、工作台、VTS工作台位、海事卫星、北斗、VHF、AIS、海事数据中心、AIS中心、CCTV、水文气象等终端；无线通信网络包括北斗、VHF、AIS等无线通信设备；视频网络包括图形拼接器、大屏显示系统、视频采集器等设备。
5. 系统信息处理架构
为了对大容量水上目标数据进行实时计算、存储、访问等相关处理，VTS系统运用了并行计算、多维空间索引等技术，两台服务器能并行处理三万批水上目标，每分钟处理60万点，并且通过灵活扩展构建服务器集群，大大提升了水上目标处理能力。该架构特别适应交通流量大、通航密度高的港口，如上海、香港、新加坡等地。
VTS系统可基于交通流量的阶段性统计结果，自动将VTS覆盖水域划分成多个处理区域，并在处理区域间设定交接区，来实现水上目标穿越不同区域时的身份标识、运动要素等信息的一致性处理。其中Pi（i=1，2，…，n）负责对区域i的数据进行融合处理；Pi（i+1）（i=1，2，…，n-1）负责对Pi和P（i+1）交接区目标进行仲裁，确保水上目标穿越不同区域时的身份标识、运动要素等信息的一致；PA负责对Pi和Pi（i+1）处理结果数据进行管理，同时负责与另一个VTS节点的数据进行跨区自动交接。
6.总结
回眸过去、展望未来，国产智慧船舶交通管理系统项目团队将继续以实际行动践行军民融合国家战略，紧密结合“智慧海事”发展需求，持续提升系统智慧化水平，更好的服务智慧交通发展和海洋强国战略。
参考文献：
[1] 陈黎明.高锋.海军作战指揮软件构件化【J】.指挥信息系统与技术，2018，第一期：1-7
