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1、船舶交通管理电子系统 (第七章),第七章 VTS电子系统工程设计基础 7.1 概述,一、工程建设应依据的指导思想,全面规划，综合治理，远近兼顾，标本兼治，狠抓基础，强化管理。,二、工程建设的三个阶段及内容,1、前期研究 1） 对水域交通情况进行调查、分析、研究； 2） 根据调查结果进行系统建设必要性论证； 3） 对具体技术方案进行可行性论证。,2、工程设计 1）总体设计； 2）VTS中心和各子系统设计； 3）土建工程设计； 4）全部工程分期建设工艺流程设计； 5）投资概算。,3、工程施工 1）土建施工； 2）设备购置、安装、调试和系统验收； 3）管理制度和法规的研究制定； 4）人员培训。,三、
2、VTS电子系统工程建设应依据的原则和主要文件,1、原则 1）实用型； 2）整体性； 3）可靠性； 4）先进性。,2、主要文件 1）IMO的VTS指南和SOLAS公约； 2）IEC的航海导航设备标准； 4）ITU的无线电规则； 5）CCIR的有关建议和报告； 6）国家行业标准船舶交通管理系统工程技术规范（JTJ/T351-96）； 7）IALA的V-128建议案VTS设备使用和技术性能要求 8）有关的国际和国家标准和规定等。,7.2 VTS工程前期研究 （工程可行性研究),一、交通调查 二、必要性分析论证 三、可行性分析论证 方案设计 投资概算 可行性分析,一、交通调查,1、交通环境 1）水域状
3、态； 2）自然条件。,2、港口现状与发展 1）港区和泊位； 2）锚地； 3）航道； 4）助航设施；,3、交通情况 1）船舶交通历史情况 方法：历史交通纪录资料的收集、统计、分析。 2）船舶交通实态调查 方法：目视和雷达观测。,5）通信系统； 6）货物种类和吞吐量； 7）年客运量和发展规划； 8）现有船舶交管机构和人员、设备及交通法规情况。,观测内容： 1）通航船舶数； 2）通航船舶种类； 3）船舶交通量； 4）船舶交通量与水文气象条件之间的关系； 5）通航船舶分布。,分析内容： 1）分布密度； 2）航道交叉处船舶交通状况； 3）航迹分布； 4）航速分布。,成山头水域南下交通流航迹图,成山头水域
4、南下交通流航迹图,4、交通事故 1）事故分类； 2）事故的时间分布规律； 3）事故的地理分布规律； 4）事故的吨位规律； 5）事故受客观规律的影响。,5、航运单位的意见和要求,三、可行性论证,通过对具体水域建立VTS的各种技术方案的分析、计算、比较，最后得出一个符合该水域具体情况的、效益投资比较高的且工程实施可行的VTS工程建设方案。,根据有关文件、规定，以调查资料为基础，对某具体水域是否必须建立VTS进行分析论证。,二、必要性论证,7.3 VTS总体方案设计论证,一、系统建设目的 1、一般目的 2、具体水域的要求,二、系统功能 1、数据搜集； 2、数据评估； 3、信息服务； 4、航行协助服务
5、； 5、交通组织服务； 6、支持联合行动。,三、系统布局（空间）,根据管理水域范围和条件，VTS功能和允许采用的技术手段，确定分区和建站方案。,四、系统组成,1、雷达子系统； 2、VHF通信子系统； 3、雷达数据处理子系统； 4、信息传输子系统； 5、船舶数据管理子系统； 6、环境子系统；,7、VHF-DF子系统； 8、AIS子系统； 9、工业电视子系统； 10、电源子系统； 11、信息广播子系统等。,五、站址选择,内容：VTS中心站址、雷达站站址和中继站站址的选择。,站址选择应依据的原则：,1）有利于系统总方案的实现和系统总功能、技术指标的满足，并能兼顾近期的需要和长远的规划；,2）便于实现
6、对水域（或分区）船舶交通管理的要求；,3）有利于充分发挥各种技术手段和设备的作用；,4）对周围环境造成的影响小，同时，能避开附近可能存在的电磁干扰；,5）水、电、物资等供应能得到保证，交通及工作人员工作和生活较为方便；,6）具有实际施工的可能性，在保证系统目的和目标可能实现的前提下，应尽量减少投资。,7.4 工程初步设计,一、依据 1）工程可行性研究报告批复； 2）相关技术标准和规范； 3）相关工程预算标准。,二、目的,在工可批复方案的基础上，进行系统的工程设计（设备系统和土建工程），为系统建设、设备配置选型提供全面的技术依据。,三、内容：,1）现状与条件分析； 2）系统总体设计； 3）系统各
7、子系统工艺设计； 4）土建工程设计； 5）工程实施与运行管理方法； 6）工程投资概算。,四、VTS工程初步设计内容,1、第1篇 设计说明书 2、第2篇 主要设备及材料清单 3、第3篇 工程概算 4、第4篇 附图和附件,五、设计说明书,第1章 概述 1.1 项目背景 1.2 工作依据和参考资料 1.3 设计分工 1.4 设计概要 1.5 问题与建议,第2章 现状及设计条件 2.1 地理位置 2.2 气象 2.3 水文 2.4 地震 2.5 通航环境 2.6 船舶交通情况 2.7 船舶交通管理现状,第3章系统总体设计 3.1 系统总体设计目标 3.2 系统总体设计原则 3.3 系统功能分析 3.4
8、 系统要求 3.5 系统总体设计,第4章系统工艺设计 4.1 子系统设计 4.2 系统集成和信息交换设计原则 4.3 运行流程设计,第5章 场地工艺与土建工程设计 5.1 设计概况 5.2 平面功能设计 5.3 立面造型 5.4 内部交通组织 5.5 建筑防火设计 5.6 结构设计方面 5.7 周围环境要求 5.8 供电及照明 5.9 防雷与接地要求,第6章 工程实施与运行管理 6.1 工程的实施 6.2 VTS的维护 6.3 VTS的安全管理 6.4 土建工程,六、主要设备及材料（清单）,第1章 主要设备 1.1 主要设备和材料清单 第2章 技术要求 2.1 系统设备技术性能要求,1、主要设
9、备和材料清单举例,2、系统设备技术性能要求 1）总体要求 系统结构 信息管理和决策 传感器数据综合显示 技术先进 灵活的外部接口 硬件和软件要求 系统设计要求 系统结构要求 软件要求,系统设备技术要求,3）系统性能要求 系统总体性能（使用性能）要求 各子系统和设备性能（技术性能）要求,系统设备技术要求,七、工程概算,第1章 投资概算 1.1 概算依据 1.2 概算说明 1.3 工程总投资 第2章 效益评估,八、附图和附件,1、依据文件（工可批复文件等） 2、设计图纸,例如： 1、附图 附图一：XX水域现状图 附图二：XX水域已建VTS系统雷达覆盖图 附图三：XX船舶交通管理系统分区和报告线示意
10、图 附图四：XX船舶交通管理系统雷达覆盖范围图 附图五：XX船舶交通管理系统VHF覆盖范围图 附图六：XXVTS工程设备配置图 2、附件 附件一： 关于XX海事局XX水域船舶交通管理系统改扩建工程可行性研究报告的批复 附件二：雷达站建设用地意向书,7.5 雷达子系统设计,一、子系统功能,根据调查资料、系统总体功能、分区范围及条件等，确定各雷达站的主要用途和功能。,二、站址选择,1、内容 1）确定雷达站的地点； 2）确定雷达天线的架设高度。,2、选址方法：,1）在满足分区探测范围要求的前提下，相邻各分区间应形成一定的重叠覆盖，以提高系统的可靠性；,2）各站的位置应保证雷达的使用性能和技术性能等能
11、得到充分发挥；,3）雷达站的位置和天线高度的选择应保证雷达的作用区域内无障碍物阻挡或遮蔽。,雷达覆盖图,雷达覆盖图,三、引航可行性,取决的因素： 雷达的分辨力、定位精度和航道条件以及雷达站的位置。 基本条件： 能有效地将被引航船舶和航路标志、相邻船、对遇船区别开。,1、浮标扩展所占据的航道宽度,min:雷达方位分辨力； rmin:雷达距离分辨力,L:浮标回波标志所占的航道宽度,min:雷达方位分辨力； rmin:雷达距离分辨力,R,a,a,b,b,航道中心,2、船舶标志的宽度,a=Ka+rmincos(-),b=KR mincos(-)+b +rminsin(-),B B+2(b/2+ rb）
12、,航道中心线,3、单向航道,B,四、 雷达发射功率,五、 雷达设备性能与选型,7.6 其它子系统设计,一、VHF通信子系统,1、系统总体要求,1）功能 业务种类、通信量、分区数量、服务的空间范围、系统构成方式。,2）工作频率 依据功能设定频道，并注意符合国际、国内有关规定；避免邻站干扰；使用无三阶互调频道组。,3）通信设备 由选定的工作频道，确定收发设备的主要技术性能和工作方式。,4）与其它子系统的连接 VHF通信链： VHF微波信息传输设备（或其他方式）VHF； 有线无线连接： VHF交换机公众网（或专用网）。,2、服务区域和接收电平 1）由服务区，确定天线架设高度； 2）由计算的主服务区接
13、收电平，确定发射机功率、接收机灵敏度和天线增益； 3）计算系统余量，验证系统衰落储备量是否满足要求。,3、天线性能和收发隔离度 1）确定天线的种类、增益、天线构成方式、天馈连接、匹配方式等； 2）合理布局天线和选用天线构成方式，保证有足够的收发 隔离度。,二、信息传输子系统,1、系统功能 根据总体功能要求和对该子系统的要求，确定信息传输种类、信息量、传输距离和对传输性能的要求。,2、信息形式与系统构成方案 1）信息形式和内容； 2）构成方案。,三、雷达数据处理子系统,1、系统功能,2、系统技术性能,3、与其它子系统的配接,3、（微波）传输线路 涉及：站址、站距、传播路径、天线高度、衰落等问题。,
