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1、大连海事大学 硕士学位论文 电力推进船舶监控管理系统的实时数据通信平台 姓名：牟宝璐 申请学位级别：硕士 专业：控制理论与控制工程 指导教师：王兴成 20100601 中文摘要 摘要 随着计算机信息技术的不断发展，船舶自动化系统的大型化、网络化、智能 化要求不断提高，使综合全面安全的信息化船舶管理平台成为发展必然。在满足 船舶平台各系统高度自动化的集中监测、管理和控制，保障安全性、高效性的同 时，网络通信技术是完成监控管理数据的传递，实现平台系统中各部分信息沟通的 核心环节。因此，需要一个可靠、高效的数据传输机制，实现服务器与各工作站 之间的快速高效的实时数据通信。 本文通过对电力推进控制监测
2、领域的国外技术发展现状及未来发展趋势的调 研与分析，结合我国目前的实际情况和具体需求，对船舶监控管理系统的通信技 术开展研究。采用电力推进系统的网络实时数据交互技术解决综合管理平台的海 量数据传输问题，系统基于N e t 平台和C 群语言开发，数据库层则采用了S Q LS e r v e r 2 0 0 5 软件平台，采用面向对象编程的思想，开发动态链接库实现了船舶电力推进 管理监控平台的实时数据通信系统的构建。 本文采用c s 三层架构，设计开发了基于T C P 和U D P 混合的实时通信协议，采用 哈希表建立的实时内存数据库，解决高速数据的实时连续大量传输与处理、存储 等问题；采用信息隔
3、离技术，即组播和网络端口技术，有效地抑制网络广播风暴， 提高网络效率和安全性；网络拓扑上采用8 台研华千兆光纤以太网交换机和2 台锐 捷以太网交换机及6 台工作站2 台服务器，搭建了模拟真实船舶系统结构光纤冗余 双环网，并在此基础上进行了大量的极限通信实验和模拟故障恢复实验，根据结 果进一步优化了通信系统，从而，构成了满足船舶综合高效安全管理系统需求的实 时通信系统，具有技术先进，安全可靠，实时高效等特点，并且为未来升级和技 术革新提供了接口和空间。 关键字：船舶监控系统；实时海量数据通信；实时数据库；双环光纤冗余网络 英文摘要 A b s t r a c t W i t ht h ed e
4、v e l o p m e n to fc o m p u t e ra n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，t h en e e do f n e t w o r k i n g ，i n t e l l i g e n t i z e a n da u t o m a t i o ni n e l e c t r i c p r o p e l l e ds h i p s a r em o r e c o m p l i c a t e d I t Sn e c e s s a r yt od e v e l o pt h ei n
5、t e g r a t e da n ds a f em a n a g e m e n ts y s t e mo f s h i p E s p e c i a l l yt h ec o m m u n i c a t i o nn e tt h a ta c h i e v e st h em o n i t o r i n ga n dm a n a g e m e n t d a t at r a n s m i s s i o ni st h ek e yp a r to ft h ei n f o r m a t i o nc o m m u n i c a t i o no
6、ft h ew h o l es y s t e m T h e r e f o r ear e l i a b l ea n de m c i e n td a t at r a n s f e rm e c h a n i s mt h a ta c h i e v e st h ef a s ta n d e f f i c i e n tr e a l - t i m ed a t ac o m m u n i c a t i o nb e t w e e ns e r v e r sa n dt h ew o r k s t a t i o n si s r e q u i r e
7、d T h i sp a p e rr e s e a r c h e da n da n a l y z e dt h ec u r r e n ta n df u t u r ef o r e i g nt e c h n o l o g y d e v e l o p m e n tt r e n d so ft h eo n - m a n a g e m e n ta n dm o n i t o r i n gi nt h ee l e c t r i c - - p r o p e l l e da n d a u x i l i a r ys y s t e m s C o m
8、 b i n a t i o no fC h i n e s ec u r r e n ta c t u a ls i t u a t i o na n ds p e c i f i cn e e d s ， w er e s e a r c h e dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yo fm a n a g e m e n ta n dm o n i t o r i n gs y s t e mi n e l e c t r i c - p r o p e l l e ds h i p 谢t ht h ei d e ao fo b j
9、e c t o r i e n t e dp r o g r a n u n i n g ，w eu s et h e d y n a m i cl i n kl i b r a r yw h i c hi sb a s e do n N e tp l a t f o r ma n dC 撑t ob u i l tt h er e a l t i m ed a t a c o m m u n i c a t i o no ft h em o n i t o r i n gs y s t e m si ne l e c t r i c - p r o p e l l e ds h i p D a
10、 t a b a s el a y e r u s e dS Q LS e r v e r2 0 0 5s o f t w a r e I nt h i sp a p e r ，W ed e v e l o p e dt h ec o m m u n i c a t i o np r o t o c o l sa n dr e a l - t i m ed a t a b a s et o o p t i m i z et h em a s sr e a l - - t i m ed a t ap r o c e s s i n ga n dal a r g en u m b e ro fh
11、i g h s p e e dd a t a s t o r a g e W i t ht h eI n f o r m a t i o ni s o l a t i o n ( M u l t i c a s t ) t e c h n o l o g y ，w es o l v e dt h en e t w o r k b r o a d c a s ts t o r m W eb u i l tt h er e d u n d a n td o u b l e - l o o pf i b e r - r i n go p t i cE t h e m e tw i t ht h e
12、A d v a n t e c hG i g a b i tF i b e rE t h e r n e tS w i t c ht ob u i l dv i r t u a l r e a l i t ys h i pn e t w o r k a r c h i t e c t u r e T h u sw ec o n s t i t u t e dt h er e a l t i m ec o m m u n i c a t i o nt h a ti Si n t e g r a t e d ， e f f i c i e n ta n dm e e t sf u n c t i
13、o no fs e c u r i t ym a n a g e m e n ta n do n l i n et r a i n i n g I t Sa d v a n c e d ， s a f e ，r e l i a b l e ，a n dr e a l t i m ee f f i c i e n t M e a n w h i l ew ep r o v i d e st h ei n t e r f a c ea n ds p a t i a lt o f u t u r eu p g r a d e sa n dt e c h n o l o g i c a li n n
14、o v a t i o n K e yw o r d s ：R e a l t i m em o n i t o rs y s t e m ；R e a l t i m em a s sd a t ac o m m u n i c a t i o n ； R e a l t i m ed a t a b a s e ；R e d u n d a n td o u b l e - l o o pf i b e rn e t w o r k 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， 撰写成博z t z 硕士学位论
15、文! 电左推进墅舶竖控笪理丕统鲍塞盟数握通信垩台：。 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 已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。 论文作者签名： 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解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学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
16、保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密醣请在以上方框内打“ ) 敝储虢铷师学： E t 期：冲年6 月 堋了 矽班 电力推进船舶监控管理系统的实时数据通信平台 第1 章绪论 1 1 电力动力船舶监控管理系统概述 近年来，随着石油等传统能源的趋于耗尽，能源结构的调整，传统的以热机 ( 比如：柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等) 为动力直接驱动的船舶推进系统面临 巨大挑战n 。同时随着电力电子器件、变流技术、传动控制系统以及新能源和新 材料等高新技术的飞速发展，以电机等为核心的船舶电力推进系统遇到了巨大的 变革和机遇。 随着船舶综合管理平台系统( I n t e g r a t e dP l a t f o r mM a n a g e m e n tS y s t e m I P M S ) 实用化程度的不断提高，嵌入I P M S 的船舶系统的研究得到各国的高度重 视【纠。船舶综合平台管理系统需要3 大要素：网络、系统操控站、管理软件【3 】。 船舶利用I
