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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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