实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及大数据分析与数据挖掘技术领域，尤其涉及实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统。
【背景技术】
[0002]大数据具有数据量大、数据种类多、处理难度大、数据真实性强和价值密度低等众多特点。对大数据进行分析处理，挖掘大数据所蕴含的价值，具有重要的市场应用前景。通过搜集多艘船舶航行的相关数据后形成大数据，寻找出大数据中潜在的船舶航行性能方面的知识和信息，可以减少船舶航行过程中的能耗、为研制新型的船舶模型提供依据、降低船舶航行过程中维护成本;寻找出大数据中潜在的航海状况信息，可以用于船舶营运航线和航速的优化。
[0003]在我国船舶行业是传统又古老的产业，它与互联网和大数据技术结合相对滞后，具体表现在以下几个方面:一是传统船舶行业船舶数据采集采用测试人员自带测试设备，这种设备采集时间和数据量有限;二是传统船舶行业中采集的船舶航运数据一般采用无线电话或卫星进行传输，这种通信方式只适合小数据量通信，对于大数据量数据传输这种通信方式成本高；三是传统船舶行业中船舶运营管理人员依靠的决策手段还是通过人工经验，造成船舶运营管理者决策不准确
【发明内容】
[0004]为解决上述的技术问题，本实用新型提出了实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统。
[0005]本实用新型所述的实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统，包括船舶航行数据采集系统、数据预处理系统、船舶运行环境采集系统、船舶姿态协处理器、船舶能耗协处理器、主处理器、万兆以太网数据传输系统、船舶大数据存储系统、船舶自动识别系统和组合导航系统，所述组合导航系统包括捷联惯导系统和北斗卫星接收机;所述船舶航行数据采集系统和船舶运行环境采集系统通过数据预处理系统分别与船舶姿态协处理器和船舶能耗协处理器相连，船舶航行数据采集系统采集的数据有航速、航向、吃水深度，船舶运行环境采集的数据有船舶工作参数，如转速和扭矩、舵角;所述的船舶姿态协处理器、船舶能耗协处理器与主处理器相连接，船舶姿态协处理器、船舶能耗协处理器协助主处理器完成不同数据的处理;所述主处理器和船舶自动识别系统相连接，船舶自动识别系统用于完成水域中不同船舶之间组网、实现水域中不同船舶之间实时共享、接收岸端船舶管理员发送给船舶的控制命令;所述船舶自动识别系统和组合导航系统相连接，组合导航系统实时地位船舶自动识别系统提供船舶位置和时间信息;所述主处理器还和船舶大数据存储系统相连接，船舶大数据存储系统记录船舶航行过程中的航行参数信息;所述主处理器还和万兆以太网数据传输系统相连接，当船舶停靠岸时，通过万兆以太网可以将船舶大数据存储系统的船舶大数据快速传输到船舶运营中心，船舶运营中心可以对船舶大数据进行离线处理后找出船舶运营规律，从而指导船舶运营。
[0006]工作原理:实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统主要由船舶航行数据采集系统、数据预处理系统、船舶运行环境采集系统、船舶姿态协处理器、船舶能耗协处理器、主处理器、万兆以太网数据传输系统、船舶大数据存储系统、船舶自动识别系统和组合导航系统所组成。通过船舶航行数据采集系统和船舶运行环境参数采集系统可以收集船舶营运数据信息以及营运船舶性能监测信息比如航速、航向、吃水深度、转速和扭矩、舵角，这些信息通过数据预处理系统进行卡尔曼滤波处理消除数据中的干扰后传输给船舶姿态协处理器、船舶能耗协处理器，船舶姿态协处理器、船舶能耗协处理器提取中船舶大数据的特征信息后发送给主处理器。主处理器将处理后的船舶大数据信息存储到船舶大数据存储系统，当船舶靠岸时，主处理器通过万兆以太网将船舶大数据存储系统的船舶大数据快速传输到船舶运营中心，船舶运营中心可以对船舶大数据进行离线处理后找出船舶运营规律，从而指导船舶运营。主处理器可以通过船舶自动识别系将船舶数据采集系统采集的参数实时地传输给船舶运营中心，还可以通过船舶自动识别系统接收岸端船舶管理员发送给船舶的控制命令，防止水域中不同船只相撞并管理不同船只的运营。水域中的不同船舶可以通过船舶自动识别系统实现局部组网以及船舶之间数据共享，从而提高数据处理的准确性和全面性。船舶自动识别系统根据组合导航系统提供的位置信息和大数据预测的船舶油耗信息完成船舶航迹的自动规划。
[0007]本实用新型所述的实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统，结合数据采集技术、数据处理技术和数据通信技术，解决了船舶大数据参数收集不及时不全面、船舶大数据处理不准确、船舶管理智能化程度不高以及船舶运营管理者决策不准确等问题。
【附图说明】
[0008]图1实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统的结构框图，其中:I为船舶航行数据采集系统、2为FPGA、3为船舶运行环境采集系统、4为DSP6678处理器1、5为DSP6678处理器2、6为工控机、7为SFP+光收发器、8为电脑硬盘、9为船舶自动识别系统、10为组合导航系统。其中101为捷联惯导系统，102为北斗接收机。
[0009]图2实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统的结构框图，其中:11为船舶主机参数采集系统、12为数据滤波器、13为船舶海况环境采集系统、14为高性能数据计算机
1、15为高性能数据计算机2、16为控制中心计算机、17为S7500E万兆以太网模块、18为磁盘阵列、19为船舶自动识别系统、110为组合导航系统。其中1101为捷联惯导系统，1102为北斗接收机。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体的实施例对本实用新型所述的实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
[0011]实施例1
[0012]如图1所示，本实用新型所述的实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统，包括船舶航行数据采集系统、FPGA、船舶运行环境采集系统、DSP6678处理器1、DSP6678处理器2、工控机、SFP+光收发器、电脑硬盘、船舶自动识别系统和组合导航系统，所述组合导航系统包括捷联惯导系统和北斗卫星接收机。
[0013]工作原理:实现船舶大数据快速获得和提高可重用性的系统主要由船舶航行数据采集系统、FPGA、船舶运行环境采集系统、D