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1、船舶交通管理电子系统(第七章)2021/9/241 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二、工程建设的三个阶段及内容1、前期研究、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。2021/9/2422、工程设计、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。2021/9/2433、工程施工、工
2、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。2021/9/244三、VTS电子系统工程建设应依据的原则和主要文件1、原则、原则1）实用型；2）整体性；3）可靠性；4）先进性。2021/9/2452、主要文件、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。2021/9/2467.2 7.2 VT
3、SVTS工程前期研究工程前期研究（工程可行性研究（工程可行性研究) )一、交通调查一、交通调查二、必要性分析论证二、必要性分析论证三、可行性分析论证三、可行性分析论证 方案设计方案设计 投资概算投资概算 可行性分析可行性分析2021/9/247一、交通调查一、交通调查1、交通环境、交通环境1）水域状态；2）自然条件。2、港口现状与发展、港口现状与发展1）港区和泊位；2）锚地；3）航道；4）助航设施；2021/9/2483、交通情况、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
4、展规划；8）现有船舶交管机构和人员、设备及交通法规情况。2021/9/249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。2021/9/24102021/9/24112021/9/2412分析内容：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。2021/9/24132021/9/2414 成山头水域南下交通流航迹图成山头水域南下交通流航迹图2021/9/2415成成山山头头水水域域南南下下交交通通流流航航迹迹图图2021/9/24164、交通事故、交通事故1）事故分类；2）事故的时间分布规
5、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、航运单位的意见和要求2021/9/2417三、可行性论证三、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、必要性论证二、必要性论证2021/9/24187.3 VTS总体方案设计论证总体方案设计论证一、系统建设目的一、系统建设目的1、一般目的2、具体水域的要求二、系统功能二、系统功能1、数据搜集；2、数据
6、评估；3、信息服务；4、航行协助服务；5、交通组织服务；6、支持联合行动。2021/9/2419三、系统布局（空间）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；2021/9/24207、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。2021/9/2421站址选择应依据的原
7、则：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。2021/9/24227.4 工程初步设计一、依据一、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、目的二、目的在工可批复方案的基础上，进行系统
8、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。2021/9/2423三、内容：三、内容：1）现状与条件分析；2）系统总体设计；3）系统各子系统工艺设计；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。2021/9/2424四、四、VTS工程初步设计工程初步设计内容内容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2021/9/2425五、设计说明书五、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2021/9/2426第2章现状及设计条件2.1地理位置
9、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2021/9/2427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2021/9/2428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2021/9/2429第6章工程实施与运行管理6.1工程的实施6.2VTS的维护6.3VTS的
10、安全管理6.4土建工程2021/9/2430六、主要设备及材料（清单）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2021/9/2431序号设备名称主要技术指标单位数量合计A站BCD站E站VTS中心其它1雷达子系统1.1雷达天线18ft裂缝天线套111151.2雷达天线12ft裂缝天线套111.3雷达收发机X波段，25KW台22222121.4维修终端17in、LCD台1111162VHF子系统2.1VHF天线套2212182.2VHF收发机25W台2212182.3VHF中央控制器套22.4VHF操作面板套1544.1雷达视频处理器
11、台111116134.2雷达目标录取跟踪器800目标台111116131、主要设备和材料清单举例2021/9/24322、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2)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2021/9/24333）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2021/9/2434七、工程概算七、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2021/9/2435八、附图和附件八、附图和附件1、依据文件（工可批复文件等）2、
12、设计图纸例如：例如：1、附图、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2021/9/24367.5 雷达子系统设计一、子系统功能一、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、站址选择二、站址选择1、内容、内容1）确定雷达站的地点；2）确定雷达天
13、线的架设高度。2021/9/24372、选址方法：、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；2021/9/24382）各站的位置应保证雷达的使用性能和技术性能等能得到充分发挥；2021/9/24393）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。监视水域陆地区域2021/9/2440葫芦山湾旅顺方向营口方向雷达覆盖图2021/9/2441营口方向葫芦山湾长兴岛旅顺方向雷达覆盖图2021/9/24422021/9/2443三、引航可行性三、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。
14、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。2021/9/24441、浮标扩展所占据的航道宽度、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2021/9/2445L: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2021/9/2446Raabb航道中心2、船舶标志的宽度、船舶标志的宽度a=Ka+rmincos(-)b=KRmincos(-)+b+rminsin(-)2021/9/2447b/2rbB/2b/2rbB/2BB+2(b/2+rb）航道中心线3、单向航道、单向航道B2021/9/2448四、四、 雷达发射功率
15、雷达发射功率2021/9/2449五、五、 雷达设备性能与选型雷达设备性能与选型系统功能雷达功能站址等使用性能技术性能雷达型号2021/9/24507.7.6 6 其它子系统设计其它子系统设计一、一、VHF通信子系统通信子系统1、系统总体要求、系统总体要求1）功能）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）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。2021/9/24513）通信设备）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）与其它子系统的连接VHF通信链：VHF微波
16、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）。2021/9/24522、服务区域和接收电平、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。2021/9/24533、天线性能和收发隔离度、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。2021/9/2454二、信息传输子系统二、信息传输子系统1、系统功能、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、信息形式与系统构成方案1）信息形式和内容；2）构成方案。2021/9/2455三、雷达数据处理子系统三、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、（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。2021/9/2456
