大连海事大学硕士学位论文中国海上搜救通信的模型及其仿真研究姓.pdf
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1、大连海事大学硕士学位论文中国海上搜救通信的模型及其仿真研究姓名:刘虎申请学位级别:硕士专业:交通信息工程及控制指导教师:尹勇20090601中文摘要摘要海上搜救模拟器是将船舶操纵模拟器、轮机模拟器、G M D S S 模拟器等不同的模拟器组合而成的综合模拟系统。它具有海上搜救演练与培训的功能,可克服海上搜救实际演习培训消耗大量人力、物力和财力,并受培训次数限制的不足。由于现有的G M D S S 模拟器只具备R C C 及岸站的部分功能,无法满足海上搜救通信培训的要求。本文在研究中国海上搜救系统的工作流程的基础上,建立了中国海上搜救的通信模型,并基于对G M D S S 模拟器现有功能以及海上
2、搜救模拟器功能需求的分析,提出了海上搜救通信仿真系统的构建方案,以满足海上搜救通信培训的需要,解决海上搜救模拟器的通信问题,增强其海上搜救的培训效果。本文的主要工作包括以下几个方面:1 系统地总结了中国海上搜救的过程,抽象出海上搜救中预警、遇险报警、搜救协调、现场搜救四个通信模型。2 结合G M D S S 模拟器以及海上搜救模拟器,从海上搜救通信仿真系统的构成、通信平台、网络结构、布局和通信等几个方面,提出了系统的构建方案。详细论述了市R C C 任总指挥时在海上搜救通信仿真系统中的通信工作流程。3 结合“辽海”轮火灾救助的具体实例,详细介绍了海上搜救通信仿真系统中的火灾救助通信模拟过程,从
3、而论证了海上搜救通信仿真系统构建方案的可行性。4 通过编程完善了海上搜救通信仿真系统的通信平台,实现了公众通信网模拟系统中的电话、E M A I L 功能。关键词:中国海上搜救;通信模型;海上搜救通信仿真系统英文摘要A b s t r a c tn eM a r i t i m eS e a r c ha n dR e s c u e(S A R)S i m u l a t o ri sac o m p l i c a t es i m u l a t i o ns y s t e mc o m p o s e do fS h i pH a n d l i n gS i m u l a t o
4、 r,E n g i n e e rS i m u l a t o ra n dG M D S SS i m u l a t o r I tc a nb eu s e di nm a r i t i m eS A Rt r a i n i n ga n dd e m o n s t r a t i o n I tt a i la l s oo v e r c o m et h ed i s a d v a n t a g eo fm a r i t i m eS A Rt r a i n i n gi nt h er e a lr e h e a r s a l,w h i c hc o n
5、s u m e sag r e a ta m o u n to fh u m a na n dm a t e r i a lr e c o u r s e sb u tp r o v i d e sl i m i t e dt r a i n i n gc h a n c e s B e c a u s et h ec u r r e n tG M D S SS i m u l a t o rh a so n l yp a r tf u n c t i o n so fR C Ca n dl a n ds t a t i o n,i tc a nh a r d l ym e e tt h er
6、 e q u i r e m e n to fS A Rc o m m u n i c a t i o nt r a i n i n g B a s e do nt h ei n v e s t i g a t i o no ft h ew o r k f l o wo fm a r i t i m eS A Rs y s t e mi nC h i n a,t h et h e s i sp r e s e n t st h em o d e l so ft h eC h i n e s em a r i t i m eS A Rc o m m u n i c a t i o n T h e
7、c o n s t r u c t i n gs c h e m eo fm a r i t i m eS A Rc o m m u n i c a t i o ns i m u l a t i o ns y s t e mW a st h e np r o p o s e dt os e t t l ed o w nt h ec o m m u n i c a t i n gp r o b l e m so fm a r i t i m eS A Rs i m u l a t o rb a s e do nt h ea n a l y s i so fC h i n e s em a r i
8、 t i m eS A Rc o m m u n i c a t i o nm o d e l sa n dG M D S Ss i m u l a t o r T h i ss c h e m ew a ss u p p o s e dt om e e tt h er e q u i r e m e n to fm a r i t i m eS A Rc o m m u n i c a t i o nt r a i n i n ga n da l s ot oe n h a n c et h et r a i n i n go u t c o m eo fm a r i t i m eS A
9、 Rs i m u l a t i o ns y s t e m T h em a i nw o r k si nt h et h e s i sC a l lb es u m m a r i z e da sf o l l o w i n g:1 T h ep r o c e s so fm a r i t i m eS A RW a ss u m m a r i z e dc o m p r e h e n s i v e l ya n df o u rc o m m u n i c a t i o nm o d e l sw e r ea b s t r a c t e di nt e
10、r m so fe a r l yw a r n i n g,d i s t r e s sw a r n i n g,S A Rc o o r d i n a t i o na n do c c a t i o n a lS A R 2 B a s e do nt h ef o u rm o d e l s,G M D S Ss i m u l a t o ra n dm a r i t i m eS A Rs i m u l a t o r,t h ec o n s t r u c t i n gs c h e m eo fm a r i t i m eS A Rc o m m u n i
11、 c a t i o ns i m u l a t i o ns y s t e mw e r ep r o p o s e dw i t ht h ec o n s t r u c t i o no fm a r i t i m eS A Rc o m m u n i c a t i o ns i m u l a t i o ns y s t e m,c o m m u n i c a t i o np l a t f o r m,f r a m en e t w o r k,l a y o u ta n dc o m m u n i c a t i o n,c t cb e i n gt
12、a k e n证t 0a c c o u n t 1 1 1 ew o r k f l o wo ft h ep r o p o s e ds y s t e mw a sa l s od i s c u s s e di nd e t a i l 3 W i t ht h ee x a m p l eo ft h es a l v a g ei nt h ef i r eo c c u r r e do nM V“L i a o H a i”,t h ef e a s i b i l i t yo f m a r i t i m eS A Rc o m m u n i c a t i o n
13、s i m u l a t i o ns y s t e mh a sb e e nv e r i f i e d 4 F i n a l l y,t h r o u g hp r o g r a ms c r i p t i n g,t h ea u t h o rt r i e dt op u tt h ep r o p o s a la si m p r o v i n gt h ec o m m u n i c a t i o np l a t f o r mo fm a r i t i m eS A P,c o m m u n i c a t i o ns i m u l a t i
14、 o ns y s t e mi n t op r a c t i c e T h ef u n c t i o no ft h et e l e p h o n ea n de m a i li n t h ep u b l i cc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kW a sa l s or e a l i z e dw i mp r o g r a m m i n g 英文摘要K e y w o r d:C h i n aM a r i t i m eS A R;C o m m u n i c a t i o nM o d e l;M a r i
15、t i m eS A RC o m m u n i c a t i o nS i m u l a t i o nS y s t e m大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成硕士学位论文=生国连上撞夔通信的撞型丛基笾真硒究:。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。、步学位论文作者签名:里二l 垡垒学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了
16、解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定,即:大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士学位论文全文数据库(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、中国学位论文全文数据库(中国科学技术信息研究所)等数据库中,并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于:保密口在年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“)谳:言、j 謦嚣参黧中
17、国海上搜救通信的模型及其仿真研究第1 章绪论1 1 中国海上搜救现状我国是航运大国,具有1 8 万公里海岸线和1 2 万公里内河航道,水路运输在我国综合交通运输系统中,特别是在国际贸易中具有十分重要的地位。水上救助打捞是水运交通特有的行业,是国家履行国际义务、保障社会稳定、促进经济发展、保障海洋运输安全以及维护国家声誉的一项重要社会职责。我国是国际海事组织A 类理事国,是 1 9 7 4 年国际水上人命安全公约和1 9 7 9 年国际水上搜寻救助公约的缔约国,“保证对任何水上遇险人员提供搜寻救助服务、“配备与其任务相适应的搜寻救助设施和设备、“建立救助协调中心和分中心 是每一个缔约国的国际义务
18、【1】。我国海上搜救工作,由国务院相关部委、军队等有关部门组成的“国家海上搜救部际联席会议 负责协调。其办事机构中国海上搜救中心负责组织、协调、指挥搜救行动。部际联席会议各成员单位、海上各类企事业单位和个人拥有的资源,构成了我国的海上搜救力量。海事执法船舶是海难救助的重要力量之一,在海上搜救中承担现场的组织协调和救助任务。近年来,交通部加强海事执法队伍的建设,先后建造了3 0 0 0 吨、1 5 0 0 吨级和6 0 米、4 5 米、3 5 米级海事执法船,基本形成了能覆盖我国管辖海域的海事执法船队。中国打捞救助局是我国海上专业搜救单位。2 0 0 3 年以来,交通部分别在烟台、上海、广州成立
19、了救助局,在大连、烟台、上海、厦门、湛江等地建立了交通部海上救助飞行队,初步完成了我国专业立体救助网。目前,交通部根据季节气候变化及海上运输情况,调整专业救助待命网点,适应不断变化的海上运输和作业生产需要。军队、政府部门及涉海各企事业单位的船舶、飞机是我国海难救助的重要保障力量,在海难救助中发挥着重要作用。气象、海洋、通信等部门则为海上搜救提供必要的信息支持和保障。为保障海上搜救的成功,及时获取各类海上遇险报警和搜救现场信息,海事卫星系统(I N M A R S A T)、海上安全信息播发系统(N A V T E X)、数字选择性呼叫系统(D S C)和搜救卫星系统(C O S P A S S
20、 A R S A T)等海上遇险与安全信息系统日趋完善,形成了覆盖全球的海上遇险与安全信息接收与播发网络,使各海上搜救中心具备自动接收海上遇险信息的能力。同时,我国交通部海事局在全国沿海主要港口和长江江苏段建设了船舶交通管理系统(V T S)和海事电视监控系统(c c 邢,在渤海湾、长江口、珠江口、琼州海峡及沿海重要港口等海域建立了船舶自动识别系统(A I S),以便及时获取各类信息,监控船舶安全航行。此外,在电信部门大力支持下,交通部海事局已在中国沿海各主要城市开通了1 2 3 9 5 公众海上险情报警电话,方便公众及时报告船舶遇险信息【2 1。以上系统中,交通部海事局装备的I N M A
21、R S A T-F 和C C T V 系统可实时接收遇险现场视频图像信号,使海上搜救的跨区域直接指挥成为可能。尽管我国海上搜救系统逐渐完善,搜救设施、设备加强,但我国的海上安全问题形势仍然日趋严峻。近两年多来(2 0 0 6 1 2 0 0 8 4),中国海上搜救中心及全国各级海上搜救中心共组织、协调海上搜救行动4 1 4 3 次,救助4 8 9 4 8 人【3】【4】;而且大型客船、客滚船、液化气船、危险品船和原油船发生事故的概率呈上升趋势,这些船舶发生海难,社会影响极大,甚至造成重大国际影响。1 2G M D S S 模拟器研究现状随着计算机技术的发展,海上通信培训也快速发展,各种类型用于
22、海上通信培训的G M D S S 通信模拟器都相继研发并应用,现列举几款具有代表性的G M D S S模拟器。1 英国船商公司(T R A N S A S)_ 的T G S 4 1 0 0 型G M D S S 模拟器I S 该G M D S S 模拟器系统是由一个教练员站和多个学员站组成。教练员站与每个学员站都是采用一台P C 机来实现的,整个G M D S S 模拟器系统连接成一个局域网。学员站可以与其它同组的学员站及教练员站进行通信。其教练员站具有以下功能:可以设置学员站的航行环境;可以为学员站制作并发送练习任务;监视控制学员站的操作;具有电子海图显示系统;具有部分R C C、岸站的功能
23、。2 上海宏皓公司的2 H 3 4 0 0V e r4 0 型G M D S S 模拟器【5】【6】宏皓公司设计开发的G M D S S 模拟器,在单独或联网的微机上运行,能完成部分G M D S S 培训。此系统也是由教练员站和学员站组成,学员站所模拟的设备2中国海上搜救通信的模型及其仿真研究有:V H F 设备、M F H F 设备、N A V T E X 接收机、I N M A R S A T-C 船站、小m 嗄A R S A T-B船站、I 疽A R S A T F 船站、E P I R B、S A l 盯等。3 大连海事大学航海动态仿真与控制实验室的G M D S S 模拟器该实验室
24、的G M D S S 模拟器是属于联网型的,当然它也可以进行单机操作,模拟设备的操作和真设备基本上是一致的,界面美观,立体感强。能模拟船到岸、船到船、岸到船的遇险报警;能模拟参与搜寻与救助的飞机或船舶间的协调通信;能模拟遇险时的现场通信,通常能在M F V H F 频段进行;能模拟遇险船舶或个人的示位信号的发射;能模拟海上安全信息(M S I)、航行警告的广播和自动接收;能模拟船与船、船与岸之间的日常通信;能模拟船与船之间的有关航行安全的通信等。它们均具有仿真度高,运行功能可靠,管理功能强,成本低廉,海上通信培训效果好等优点。但是它们的缺点是只具备海上搜救中心(R C C)及岸站的部分功能,即
25、R C C 的遇险确认和遇险转发功能,无法满足海上搜救通信培训的要求。1 3 本课题的提出加入世界贸易组织(W T O)后,我国对外贸易进一步加快发展,船队规模继续扩大,进出我国海域和港口的外轮将逐步增加;另外随着海洋资源的开发,海上固定设施增多,特别是海上石油钻井平台和采油装置不断增加,使发生事故的概率加大,一旦遇到船舶海上遇险求助,如何确保中国海上搜救系统中各部门及机构之间迅速、紧张、有序地相互配合、协调工作,成为中国海上搜救系统需要解决的迫切任务。这其中的关键就是通信的快速和畅通。所以在稳步提高通信设备可靠性的基础上,加强海上搜救人员的通信培训,对于有效提高海上救助的成功率至关重要,也是
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