綜合船橋系統(tǒng)

1.3綜合駕駛臺系統(tǒng)（IBS——IntegratedBridgeSystem）1、什么是IBS？

集導(dǎo)航、監(jiān)控、管理、顯示于一體的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的綜合航行管理系統(tǒng)。它通過相互連接以集中使用來自工作站的傳感器信息、命令或控制，其目的是提高操作人員管理船舶的安全性和效率。2、完成任務(wù)：航路執(zhí)行與監(jiān)控通信機械控制裝卸載和貨運管理航行安全與船舶保安系統(tǒng)管理1-3-1IBS概述3.IBS發(fā)展?航海發(fā)展大型化、自動化及高速化的船舶發(fā)展新趨勢，要求經(jīng)濟性(省時、省耗)、安全性，對導(dǎo)航提出更高的要求。要求高精度、高可靠性、全球全天候、連續(xù)以至自動導(dǎo)航單獨的、多種的導(dǎo)航設(shè)備存在問題？分散、可靠性差、精度差、功能單一、駕駛員負擔想法？組合優(yōu)勢互補起始？70年代的早期INS:定位傳感器的組合

1-3-2綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）（一）組成

是一種借助電子計算機，將不同特點的各種導(dǎo)航設(shè)備（或系統(tǒng)）有機地結(jié)合在一起，通過對多種導(dǎo)航信息的綜合處理，提高導(dǎo)航精度和可靠性的導(dǎo)航技術(shù)或方法，擴大單設(shè)備功能，提高導(dǎo)航性能。INS—IntegratedNavigationSystemINS1-3-2綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）（二）主要功能傳感器信息綜合處理對象：

主要包括時間、位置、航向、航速等綜合處理目的：提高信息的有效性、可靠性、精度等。定位與導(dǎo)航：基本功能航路點、航線、定點及報警自動顯示定位與導(dǎo)航數(shù)據(jù)自動將本船航跡標繪在ECDISINS4、航線設(shè)計◆恒向線◆大圓航線◆混合航線★氣象航線★經(jīng)濟航線★雷達圖像疊加ECDIS★ARPA目標疊加ECDIS5、Radar/ECDISoverlay3.避碰

Radar/ARPA，AIS，遵照避碰規(guī)則避讓（二）主要功能INS6、電子海圖7、自動駕駛（二）主要功能設(shè)計航線航跡保持定位導(dǎo)航自動舵自動改向航行于預(yù)定航線INS8、航行數(shù)據(jù)記錄：VDR9、安全信息測試★海圖安全檢查★危險區(qū)域安全檢查★傳感器位置監(jiān)測★設(shè)備故障報警：設(shè)備本身故障★工作報警（系統(tǒng)工作狀態(tài)報警）10、自檢與報警11、模擬訓(xùn)練：輔助工作臺INS13、數(shù)據(jù)通訊VHF、GMDSS、廣域/局域網(wǎng)絡(luò)、接口模塊電路14、消防控制等自動控制15、數(shù)據(jù)裝載裝載量、吃水、傾斜、穩(wěn)性、強度、剪應(yīng)力、彎矩計算消防、看倉、理貨、自動靠離碼頭12、綜合信息顯示INS1-3-2綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）（三）分類及配置1、INS(A)功能提供有效的、正確的、統(tǒng)一的參考坐標系提供船舶的位置、速度、航向、時間傳感器故障時發(fā)出報警配置陀螺羅經(jīng)磁羅經(jīng)多羅經(jīng)組合計程儀EPFS測深儀1-3-2綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）（三）分類及配置2、INS(B)功能除INS(A)包括功能外提供有助于避開危險的相關(guān)信息在電子海圖上或雷達上自動連續(xù)地標繪出船舶的位置、速度、航向、水深和預(yù)測危險配置在INS(A)基礎(chǔ)上，增加：雷達ECDISAIS1-3-2綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）（三）分類及配置3、INS(C)功能除INS(B)包括功能外自動控制船舶航向、航跡和速度監(jiān)視控制船舶的狀態(tài)與性能配置在INS(B)基礎(chǔ)上，增加：航向、航跡和航速控制系統(tǒng)監(jiān)督與報警系統(tǒng)綜合信息控制系統(tǒng)1-3-3IBSIBS是INS發(fā)展IBS是INS基礎(chǔ)上對信息綜合處理對船舶集中控制一、IBS發(fā)展概況20世紀60-70年代功能：初步出現(xiàn)具有導(dǎo)航線功能基礎(chǔ)：先進雷達特征：在雷達上計劃航線和導(dǎo)航避險線20世紀70-80年代功能：初步出現(xiàn)具有綜合信息顯示與自動保持航跡基礎(chǔ)：自適應(yīng)航跡舵特征：航行計劃和航跡保持1-3-3IBS一、IBS發(fā)展概況20世紀80-90年代功能：初步出現(xiàn)電子海圖與雷達圖像融合基礎(chǔ)：電子海圖特征：導(dǎo)航、監(jiān)控、航路執(zhí)行、管理、通信與綜合顯示20世紀90年代后功能：具有現(xiàn)代航海綜合處理與監(jiān)督航行安全基礎(chǔ)：現(xiàn)代控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)特征：綜合信息處理、控制、管理1-3-3IBS1-3-3IBS二、IBS組成系統(tǒng)包括三大部分Ⅰ導(dǎo)航及氣象傳感器Ⅱ航行管理子系統(tǒng)Ⅲ數(shù)字式自動操舵儀以美國SPERRY

IBS－2000型為例﹙裝“遠望三號”﹚：GPS、氣象儀等各種導(dǎo)航、氣象信息，經(jīng)接口RS－232/422及網(wǎng)絡(luò)信息單元NIU、濾波網(wǎng)絡(luò)連接中心NWC航行管理命令站VMS；RD/ARPA信息經(jīng)光柵掃描轉(zhuǎn)換（RASCAR）VMS。1、導(dǎo)航及氣象傳感器遠望三號是中國自行設(shè)計建造的第二代航天遠洋測量船，于1994年４月在上海江南造船廠建成下水。在遠望號序列中，遠望三號設(shè)計合理，裝備先進，設(shè)施完善，在中國首次十大名船評比中，它以“海上科學(xué)城”的美譽，榮膺“中國十大名船”稱號。2006年，遠望三號船進行了十年一次中修技術(shù)改造，改造后，其海上綜合測控能力達到當今國際先進水平。該船先后執(zhí)行過鑫諾、亞太等衛(wèi)星和所有神舟號系列飛船的海上測控任務(wù)，成功率達100％。

2、航行管理子系統(tǒng)組成及主要性能1）航行工作站NWS－NavigationWorkingStation

用微機、彩顯，功能如下：(1).可接收標準ENC，或人工輸圖；

(2).組導(dǎo)功能;經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息單元（NIU－NetworkInformationUnit)；可接收CRS、SPD、風向、風速等數(shù)據(jù)，綜合處理送彩色顯示。(3).制訂航行計劃;(4).存儲數(shù)據(jù)及管理文件;(5).打?。?）實時顯示航行態(tài)勢、信息；3）船位濾波器（PFM）：用Kalman濾波器。（2）發(fā)布按航線計劃的轉(zhuǎn)向命令；（3）發(fā)布保持航跡的修正航向命令；（4）按預(yù)定抵港時間調(diào)節(jié)航速;（5）數(shù)據(jù)記錄（打?。?（6）安全航行報警：接近轉(zhuǎn)向點，船位、航速數(shù)據(jù)消失等。4）高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)NIU-NetworkInformationUnit:：原用SeaNet記號數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)可進Internet網(wǎng)。5）數(shù)字化儀Digitizer

：用于人工輸入海圖信息。6）標繪儀Plotter：

7）打印機：實時數(shù)據(jù)記錄，航線航行數(shù)據(jù)硬copy.用于繪制數(shù)字地圖；檢測EC庫容量；在紙海圖上標繪船位；任意縮放、局部放大、選擇投影方式；選擇海圖投影坐標。2）航行管理命令站

VMS-VesselManagementStation3、數(shù)字式自動舵能對船舶裝載、航速及風、流、浪等航行環(huán)境變化，聯(lián)機實時辨識出變化后的船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型及干擾模型，并以此自動改變操舵規(guī)律。自適應(yīng)數(shù)控舵具有濾波與自適應(yīng)能力，控制精度高，操舵次數(shù)少，經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。通過電氣組合和機械組合將船舶眾多內(nèi)外設(shè)備和系統(tǒng)組合在一起，進行綜合處理與控制。三、工作原理1-3-3IBS四、IBS配置

看書中表格ECDIS強制安裝五、IBS優(yōu)點及發(fā)展趨勢1、優(yōu)點1）具有綜合信息航行安全性；2）自動化程度高可減員增效；3）可控制船舶，以最經(jīng)濟的航速航行在最安全航線省燃料，提高船舶周轉(zhuǎn)率，提高航運效益。2、發(fā)展趨勢朝著標準化、數(shù)字化、模塊化、小型化、智能化；接口標準化等方向發(fā)展、完善最終形成新型技術(shù)集成導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)組成框圖艦艇用羅經(jīng)測深電磁Log多普勤LogLN|CGPS/DGPSRD/ARPA模球圖形顯示器C3I支持智能I/O模塊多總線管理模塊綜合處理模塊打印機航跡儀文本顯示專用鍵盤慣導(dǎo)1慣導(dǎo)2指控系統(tǒng)海圖存儲航行記錄多媒體電子海圖模塊操船數(shù)據(jù)導(dǎo)航傳感器艦艇用操船自動舵直接提供數(shù)據(jù)組1組2組3C3I（Communication，Command，ControlandIntelligencesystems）SPEERYIBS-2000型系統(tǒng)框圖X波段RD顯示S波段RD顯示轉(zhuǎn)換開關(guān)打印機7）VMS2）航行管理命令站NWS1）航行工作站處理機彩顯ADG自動操舵儀RS232/422接口板NIU4）

/PFM高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)連接單元／船位濾波器3）測深儀LogLN-CGPS氣象儀GYRO1GYRO2航角指示轉(zhuǎn)速表／左右轉(zhuǎn)換開關(guān)PS計算機電源NWC網(wǎng)絡(luò)連接中心19’’彩顯監(jiān)視19’’彩顯監(jiān)視19’’彩顯監(jiān)視鍵盤鼠標數(shù)字化儀5）標繪儀6）CRSSPDCRSSPDCRSSPDAC110VAC110VAC110V數(shù)控自動舵導(dǎo)航氣象傳感器導(dǎo)航雷達傳感器航行管理子系統(tǒng)IBSIBS76354水深A(yù)ISECDIS21航向航速位置時間INS(B)INS(C)航路執(zhí)行航向或航跡控制航速控制機械控制系統(tǒng)管理航行安全與船舶保安裝卸載和貨運管理通信INS（A）綜合各種導(dǎo)航傳感器信息，提供完整準確導(dǎo)航信息INS