基于虚拟化技术的一体化船舶综合平台管理系统

 基于虚拟化技术的一体化船舶综合平台管理系统

赵春龙

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摘要:船舶综合平台管理系统(IPMS)是船舶行业发展的产物,船舶行业的进一步发展对船舶IPMS提出新的需求,提升船舶IPMS的可靠性､经济性､通用化将是船舶IPMS设计研究的重点｡针对此情形,本文提出一体化的船舶IPMS架构,同时引入船舶IPMS虚拟化数据服务中心的概念,应用先进的计算机虚拟化技术建设船舶IPMS虚拟化数据服务中心｡文中详细介绍了船舶IPMS一体化方案,并从可靠性､经济性､通用化等方面将该方案与通用船舶IPMS方案比较｡比较结果表明船舶IPMS一体化方案具备明显的优势｡

关键词:船舶综合平台管理系统;一体化的船舶IPMS;船舶IPMS虚拟化数据服务中心

0引言

现代船舶管理作为当前社会一种新型的管理理念,指的是将现代科学技术与船舶管理模式相结合,降低船舶管理运行成本､提升船舶管理水平､强化企业核心竞争力,保证船员人身安全,避免对水资源的污染,减少航海事故发生概率｡船舶平台综合管理系统(IPMS)是应用自动控制技术､网络通信技术和计算机技术,将主推进系统､辅机系统､通信导航系统､损管系统､消防系统､电力系统等相对独立的分系统纳入到统一的网络中,形成以信息集成为核心,集监测､控制､管理于一体的网络化､信息化和智能化的综合大系统｡

1通用船舶IPMS

船舶主要包含主推进系统､辅机系统､通信导航系统､损管系统､消防系统､电力系统等｡如图1所示,每个系统独立配置采集控制设备､集中控制台､数据服务器和存储设备,各个系统通过以太网连接集中控制中心实现远程控制与信息共享｡

图1通用船舶IPMS方案

2一体化船舶IPMS

2.1一体化船舶IPMS架构和配置

一体化的IPMS架构如图2所示,包括监视管理层､信息传输与服务层､采集控制层｡采集控制层的功能是完成数据信号采集､信号转换､控制运算､控制驱动,主要设备为标准采集控制站｡标准采集控制站集成了常用的接口类型:RS485/422串行接口､CAN总线接口､以太网接口等,按需分布在各个舱室,实现当前舱室传感器､执行器等设备接入,不区分具体船舶业务系统｡

图2一体化船舶IPMS架构

2.2一体化船舶IPMS虚拟化数据服务中心

2.2.1虚拟化数据服务中心架构

计算机虚拟化技术包括网络虚拟化技术､存储虚拟化技术和服务器虚拟化技术,是指将有限的网络､存储､服务器物理资源统一管理后,依据需求进行具体再分配的技术｡虚拟化技术的应用能实现资源统一化管理,提高物理资源整体利用率;能在物理资源有限的情况下,通过高可用等配置,最大化提高系统的可靠性｡应用虚拟化技术于船舶信息化,建设IPMS数据服务中心,能为船舶业务系统应用提供相互隔离､安全的执行环境,保证IPMS的稳定性和可靠性,同时符合船舶空间有限特点,满足船舶经济性要求｡虚拟化数据服务中心的架构如图3所示｡

图3虚拟化数据服务中心架构

3一体化船舶IPMS与通用船舶IPMS比较

某船舶平台包含主推进系统､辅机系统､通信导航系统､损管系统､消防系统､电力系统共6个系统,其中主推进系统､辅机系统､通信导航系统､电力系统为重要系统｡其通用IPMS方案需配置系统控制台屏6台､数据处理服务器10台､采集控制设备类型不少于2类､集中控制设备不少于1台,存在大量穿舱走线(各船舶业务系统和主干网均需要穿舱走线)｡若采用一体化IPMS方案需要配置标准化集控台屏6台､数据处理服务器3台､标准化采集控制设备类型1类,系统穿舱走线可减少50%(仅主干网需要穿舱走线)｡

3.1一体化船舶IPMS的优势

如表1所示,相比通用船舶IPMS方案,基于虚拟化技术的一体化船舶IPMS具备如下明显优势:

①网络结构层次分明,系统结构更清晰,穿舱走线明显减少;

②设备标准化,提高系统稳定性同时,降低后期维保工作;

③应用更少的硬件资源,实现了更高的系统可靠性;

④在保证系统功能相互独立正确运行的情况下,减少硬件资源配置,提升物理资源利用率提升了经济效益;

⑤数据处理､存储更集中,信息资源共享更充分,同时便于开展更全面的船舶业务系统数据建模分析,为船舶设计和保障提供理论依据｡

3.2进一步研究方向

基于虚拟化的一体化船舶IPMS具有现实意义,然而由于需要对所有船舶系统的数据进行集中处理,一体化船舶IPMS仍面临多船舶系统信息融合处理和一体化编码方面问题｡解决船舶多系统信息融合处理和一体化编码方面,是船舶IPMS研究者进一步的研究方向｡

表1两个方案比较

4结束语

船舶IPMS为船舶操作管理人员提供了一个开放式､标准化､网络化､集成化､智能化的优良信息管控平台,随着船舶自动化向智能化的发展,船舶IPMS数据服务的高可靠性､高度信息融合共享､高资源利用率要求越来越高｡计算机技术的发展是船舶IPMS发展的技术前提,一体化船舶IPMS具备分布式布置､集中管控的特点,同时将先进的计算机虚拟化技术应用于船舶IPMS,有助于船舶的智能化发展｡本文详细介绍了基于虚拟化数据服务中心的一体化船舶IPMS方案,该方案与通用船舶IPMS方案相比具备更高的可靠性､更高的信息融合共享程度､更高的资源利用率,有明显优势,可供船舶智能化研究､船舶IPMS系统研究及船岸一体化管理体系研究人员作参考｡本文提出一体化船舶IPMS架构,引入船舶IPMS虚拟化数据服务中心概念,应用计算机虚拟化技术建设船舶IPMS虚拟化数据服务中心｡文中详细介绍了IPMS虚拟化数据服务中心方案｡一体化船舶IPMS具备分布式布置､集中管控的特点,且将计算机虚拟化技术与船舶行业结合,为船舶平台信息化､智能化科研工作者开拓新的思路｡

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