船舶综合驾驶台系统
船舶综合驾驶台系统
船舶综合驾驶台系统1•IBS的配置原则是_。
［单选题］*A.满足有关国际公约和国际标准B•满足船级社的规范要求C•满足船东的要求D•A+B+C（正确答案）2•目前实船配备的驾驶台设备，IBS与INS的关系为_。
［单选题］*A•INS包括IBSB•IBS包括INS（正确答案）C•INS与IBS无关D•INS以IBS为基础3•INS主要考虑的是_。
［单选题］*A•定位B•导航C•避碰D•航行的安全性和经济性（正确答案）4•航行管理系统是INS的核心，它由导航工作台、辅助工作台、综合信息显示台等组成。
制定计划航线、对电子海图进行编辑和修正，通常在—上完成。
［单选题］*A•导航工作台B•辅助工作台（正确答案）C•综合信息显示台D•网络单元5•综合导航系统中，输入给航行管理系统的原始航速信息来自_。
［单选题］* A•计程仪（正确答案）B•陀螺罗经C.测深仪D.AIS6.INS中，罗经是一重要的传感器，向其它航海仪器输出信号。
下面哪个航海仪器不需要罗经为其提供信号？［单选题］*A.雷达B•自动舵C•电子海图D.计程仪（正确答案）7.GPS可提供标准定位服务（SPS）,SPS可利用—载波上的一获得20米左右单点实时定位精度。
［单选题］*A.L1；CA（正确答案）B.L2；CAC.L1和L2；CAD.L3；CA8.GPS导航系统中，卫星导航仪在三维定位时至少需要4颗卫星，其中第4颗是用来估算出_偏差。
［单选题］*A.用户钟（正确答案）B.卫星钟C•用户钟、卫星钟D.用户钟、卫星钟和系统时间9.GPS卫星导航系统中，卫星导航仪所接收的导航信息包括_。
［单选题］*A•卫星导航系统工作状态B.卫星星历C•卫星识别标志D•A+B+C（正确答案）10•何谓陀螺仪的定轴性？［单选题］*A•其主轴指向地球上某一点的初始方位不变B•其主轴动量矩矢端趋向外力矩矢端C•其主轴指向空间的初始方向不变（正确答案）D•相对于陀螺仪基座主轴指向不变11•三自由度陀螺仪的进动性是如何描述的？［单选题］*A•在外力的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力方向B•在外力矩的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端力图保持其初始指向不变C•在外力矩的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力建（正确答案）D•在外力矩的作用下，陀螺仪主轴即能自动找北指北12•自由陀螺仪的主轴动量矩水平指北，若加一外力矩，其方向水平向西，则主轴指北端—进动。
船舶操纵系统图解
第一节 操纵系统概述
为了满足船舶在各种工况下的航行需要，将船舶主机的起动、换向和调速等各装置联结成一个 统一整体，并可集中控制的所有机构、设备和管路，总称为柴油机推进装置的操纵系统。
小型柴油机的推进装置，其起动、调速及换向系统的控制件距离近，通常分别设置，各自操纵。 近年来不少船舶也通过机械、气动等型式传输集中至机舱集控台或驾驶室，对推进装置集中操纵。 大、中型柴油机为操纵方便和工作可靠，都将各控制部分通过各种方式有机地联系以便集中控制和 远程控制。
一、对操纵系统的要求
在船舶柴油机中，操纵部分是最复杂的一部分，其部件多、零件杂、相互牵连制约，近代自动 化技术和遥控技术在操纵系统的应用，更增加了操纵系统的复杂程度。为了保证操纵系统能够可靠 地工作，对船舶柴油机的操纵系统有下列基本要求：
（1）必须能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并能满足船舶规范上相 应的要求。
三、操纵系统和遥控系统的类型
1． 操纵系统的类型 按操纵部位和操纵方式，操纵系统可以分为： 1）机旁手动操纵：操纵台设置在柴油机旁边，使用相应的控制机构操纵柴油机，由轮机员直 接手动操纵，使之满足各种工况下的需要。 2）机舱集中控制室控制：操纵台设置在机舱适当部位的专用控制室内，由轮机员对柴油机实 现操纵和监视。 3）驾驶室控制：在船舶驾驶室内，专设主机遥控操纵台，由驾驶员直接操纵柴油机。 机旁手动操纵是操纵系统的基础，机舱集中控制和驾驶台控制均称为遥控，三者之间常设有转 换装置以便随意转换。每种操纵台上均设操纵手柄，操纵部位转换开关、应急操作按钮及各种显示 仪表，以便对主机进行操纵和运行状态的监视。尽管目前主机遥控技术已经达到了相当高的水平， 但系统中仍然必须保留机旁手动操纵系统，以保证对主机的可靠控制。 2．遥控系统的类型 遥控系统是用逻辑回路和自动化装置代替原有的各种手动操作程序。按遥控系统所使用的能源 和工质，主机遥控系统可分为： 1）电动式遥控系统：以电作为能源，通过电动遥控装置和电力驱动装置对主机进行远距离操 纵。 该系统控制性好，控制准确，遥控距离不受限制，有利于远距离控制；设备简单，不需要油、 气管路，无油、气处理装置，不必担心漏油、漏气；易实现较高程度的自动化，是实现主机遥控的 最佳途径。缺点是管理水平要求高，故障不易发现，操作管理人员要具备一定的电子技术知识。 2）气动式遥控系统：以压缩空气为能源，通过气动遥控装置和气动驱动装置对主机进行远距 离操纵。 气源可直接由起动空气经减压、净化得到，信号传递距离较远，一般在 100 米以内可满足系统 的控制要求，信号受电气、振动、温度等干扰少，动作可靠，故障容易发现，维修方便。但该系统 气源净化品质要求高，需除水、除油、除尘，否则易使气动元件失灵。 3）液力式遥控系统：以油泵产生的压力油作为能源，通过液压阀件和液动机构进行控制。
综合船桥系统
IBS
3、数字式自动舵
能对船舶装载、航速及风、流、浪等航行环境变化，联机实时辨识出 变化后的船舶操纵运动数学模型及干扰模型，并以此自动改变操舵规 律。自适应数控舵具有滤波与自适应能力，控制精度高，操舵次数少， 经济效益高等优点。
三、工作原理
通过电气组合和机械组合将船舶众多内外设备和系统 组合在一起，进行综合处理与控制。
4）高速数据通信网络NIU-Network Information Unit:： 原用 SeaNet 记号 数据通信网络，现可进Internet网。 5）数字化仪Digitizer ： 用于人工输入海图信息。 6）标绘仪Plotter ： 用于绘制数字地图；检测EC库容量；在纸海图上标绘船位； 任意缩放、 局部放大、选择投影方式；选择海图投影坐标。 7）打印机：实时数据记录，航线航行数据硬copy.
INS
IBS
（二）主要功能
3. 避碰 Radar/ARPA，AIS，遵照避碰规则避让 4、航线设计
★ 经济航线 ◆ 恒向线 ◆ 大圆航线 ◆ 混合航线 ★ 气象航线 5、Radar/ECDIS overlay
★ 雷达图像叠加 ECDIS ★ ARPA 目标叠加 ECDIS
INS
IBS
6、电子海图
IBS
1.3 综合驾驶台系统
（IBS —— Integrated Bridge System）
1-3-1
1、什么是IBS？
IBS 概述
集导航、监控、管理、显示于一体的智能化、网络化的综合航行管 理系统。它通过相互连接以集中使用来自工作站的传感器信息、命 令或控制，其目的是提高操作人员管理船舶的安全性和效率。
IBS
2、航行管理子系统组成及主要性能
1） 航行工作站NWS－Navigation Working Station 用微机、彩显，
Transas一体化模拟器本船驾驶台操作指南
02
默认瞭望视角
视角控制
高级视角
调节视角可以用鼠标 拖动高亮绿色模块 也可以利用箭头进行 角度和高度的数码调
节
绿色显示真流向流速 蓝色显示相对风向风速
02
望远镜模式
视角控制
默认普通望远镜 还有黑白夜视 红外夜视望远镜
望远镜焦距调节 F±
02
视角高级模式
视角控制
后部视角 船舶控制相关 显示将会反向
开机：点Transmit
关机：点STBY
返回主界面： SYSTEM/EXIT
03
副雷达——古野系列
发射、待机 开机、返回主界面
03
发射、待机
副雷达——原子核系列
开机、返回主界面
04
根据所选购的船型，还可以模拟特殊推进系统船舶 的操纵。 1.拖轮（单人、双人、福伊特施耐德、全旋回推进 器） 2.破冰船（电动推进器控制、柴油机发电机控制等） 3.高速客船 4.拖轮绞缆机控制（柴油、液压） 5.渔船（鱼探、拖网控制、面拖底拖、围网、延绳 钓等）
颜色不同
系泊作业——缆绳操作
海图上船舶轮廓图上 有缆孔
鼠标点击导缆孔即可 连接缆绳，系牢后可 点击自动调节拉力
02
名种 状 称类 态
角功 度率
系泊作业——拖轮协助操作
发出请求，拖轮受本船控制 跟随模式
护航模式 拖动模式 紧贴模式
顶推模式 缆绳材质选择 解缆 不同种类缆绳 颜色不同
绿色：准备执行程 序的
船舶运动信息
舵角
主机转速
启动气压
旋回速率
有些船舶还会显示螺距 返回主菜单
F键是稳定程序，当船舶转向，航 向不稳定，旋回速率会不稳定
02
主机控制权限切换
船舶操纵
4.4 船舶操纵控制船舶操纵是指船舶驾驶员根据船舶操纵性能和风、浪、流等客观条件，按照有关法规要求，正确运用操纵设备，使船舶按照驾驶员的意图保持或改变船舶水平运动状态的操作。
下面介绍现代船舶航向控制和船舶主机遥控操纵。
4.4.1 船舶操纵基本原理船舶操纵是一个大系统，由人、船舶和操船环境三个小系统构成，如图4–24所示。
该系统中，船舶驾引人员是主要组成部分，他们通过掌握和处理大量信息，将操船指令输人船舶，使船舶保持或改变运动状态而达到预期的目的。
图4–25为船舶驾引人员操纵船舶流程。
图中信息A 为本船运动状态，信息B为自然环境，信息C 为航行环境，信息D 为操船手册。
操纵船舶运动的机构，主要有舵和推进动力装置。
舵是船舶操纵的重要设备，操舵者通过操舵可以使船舶保持或改变其航向，达到控制船舶方向的目的。
推进器是指把主机发出的功率转换为推船运动的专用装置或系统，目前应用最广泛的推进器是螺旋桨。
螺旋桨分为等螺距螺旋桨、变螺距螺旋桨、固定螺距螺旋桨（FPP ）和可调螺距螺旋桨（CPP ）等不同类型。
20世纪50年代以来，船舶自动化经历了单元自动化、机舱集中监测与控制以及主机驾驶室遥控等几个阶段。
随后，由于计算机技术和自动化技术在实船上的应用，以及空间技术和通信技术的发展，使得船舶自动化由机舱自动化朝综合自动化和智能化方向发展。
螺旋桨转速舵 角锚的使用缆的使用拖船的使用图4–25 船舶操纵流程图4.4.2 船舶航向控制船舶航向控制的主要任务有二：一是保持航向；二是航向跟踪。
航向操纵部分——自动操舵系统自1922年自动操舵仪（也称自动舵）问世到今天，已经历了机械式自动舵、PID 自动舵和自适应自动舵三个发展阶段，目前正处于第四个研究发展阶段——智能自动舵。
1. 自动操舵系统1) 常规PID 自动舵在航海自动化系统中，船舶是系统的调节对象，若略去动力装置的影响，船舶运动状态的调节，将由舵来实现，并从船首方向表现出来。
交通运输类专业介绍
交通运输类专业介绍专业名称：船舶电子电气工程（特设）门类：交通运输类学科：工学修业年限：四年授予学位：工学学士主要课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、通讯电子线路、自动控制原理、计算机网络应用、船舶机舱自动控制系统、船舶综合驾驶台系统、船舶电子电气工艺、船舶电子电气专业英语等。
主要实践性教学环节：包括课程实习、毕业实习等。
专业培养目标：本专业培养适应船舶自动化要求，熟练掌握电气技术、电子技术（包括电力电子、通讯电子）、控制技术、计算机控制及其网络技术等先进知识，满足国际海事组织STCW国际公约中规定的“电气、电子和控制工程”、“维护和修理”和“无线电通讯”三项高级海员职能要求，能够胜任现代船舶各项自动装置的维护和修理任务的船舶高级电子电气工程技术人才。
专业培养要求：本专业学生主要学习船舶电子电气工程方面的基础知识理论，具备基本的船舶电子电气工程实用技术和方法，具有较强的分析问题和解决问题的能力。
毕业生应具备以下的知识和能力：1.具有较扎实的学科理论知识；2.较系统地掌握船舶电子电气工程的技术理论、基本知识和基本技能；3.掌握船舶电子电气工程中的问题的分析和解决方法；4.掌握船舶电子电气工程所必需的电气、电子和信息学科的基本知识和技能；5.具有必需的文献检索的技能，了解交通设备与控制工程专业科技发展的新动向和发展趋势；6.具有初步的船舶电子电气工程技术的基本能力；7.具有较强的创新意识和获得新知识的能力。
就业前景和方向：本专业的就业前景较窄，毕业生一般从事现代船舶各项自动装置的维护和修理任务。
专业点评：船舶电子电气工程专业就业率较高，但竞争力也非常大。
开设此专业的高校：山东交通学院、大连海事大学、上海海事大学、重庆交通大学、山东青岛黄海学院专业名称：飞行技术门类：交通运输类学科：工学修业年限：四年授予学位：工学学士主要课程：飞行原理、飞机构造、航空发动机、机械设备、飞机自动飞行、空中领航、航空气象、维修工程基础、发动机维修、系统维修、飞行安全、机组资源管理等。
浅谈E—Navigation(E—航海)的应用与发展
浅谈E—Navigation（E—航海）的应用与发展作者：张海敖自栋来源：《科学与财富》2018年第10期摘要：本文介绍了E-航海概念提出的历程，E-Navigation概念内涵，以及架构组成，探讨研究了其在航海保障中的助航功能和特点，分析展望了其在未来航海发展建设中的重要意义。
关键词：E-航海无线通讯导助航数字化一、前言党的“十八大”提出，“提高海洋资源开发能力，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”。
在我国跃居为世界第二大经济体的背景下，建设海洋强国成为维护海洋权益的题中之义。
随着国家沿海发展战略的不断深化，沿海经济建设和航运事业日益增进，港口及航道不断延伸拓展，港航企业腹地经济的辐射雄厚，航海保障的社会功能将更加重要。
由于大型船舶的操纵和结构特性，E-Navigation系统的研究和建设，不仅关系到大型船舶的航行及安全，也关系到我国沿海港口经济建设和海洋强国战略的稳步推进。
二、E-Navigation概念的时代背景及发展历程21世纪是海洋的世纪，海洋是国际贸易和运输的主要通道，是维护国家权益和国土安全的重要领域。
随着人类海洋活动的日益频繁，航海技术发展日新月异。
与此同时，作为信息化时代的重要标志，数字化技术已广泛应用到人类活动的各个方面，数字化航海技术随之迅速发展，GPS（全球定位系统）、BDS（北斗卫星导航系统）、AIS（船舶自动识别系统）、电子海图、无线电通信和计算机网络等现代技术在航海领域得以广泛应用，为船舶航行提供了更加安全可靠的服务保障。
然而，一个尴尬的现实是，这些为船舶和陆上用户服务的信息应用系统都“各自为营”，为航海带来便捷与精确度的同时，一定程度影响了导助航服务水平的进一步提升，也给航海人员增加了工作负担。
国际海事组织（IMO）认为，越来越多的设备引入，使航海人员获得信息的负担大大增加，反而影响了航行安全和效率。
2005年，英国交通部基于对自身航标基础设施的考量和意识到海上导航领域缺乏协调的现状，最早提出了E-Navigation（E-航海）这个名词。
船舶综合驾驶台系统
注：倾斜部分为不确定考点 试卷 A 卷共 2 页，71 分 PDC Protective Data Capsule 数据保护容器（B 卷） CPA Closest Point of Approach 最近会遇距离、TCPA 相遇船航行到 CPA 所需的时间 考试时间 18/19 周 请确保考试时间 1 小时 以上资料仅供参考 By chuxt 2011/12/10
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其他：雷达的显示方式、ARPA 雷达（课件）
（一）显示方式分类 从本船(扫描中心)在荧光屏上的运动形式划分：相对运动显示方式 RM (Relative Motion)、真运动显示 方式 TM (True Motion) 以荧光屏正上方的指向划分：船首线向上 H UP (Head Up)、指北向上 N UP (North Up)、航向向上 CRS UP (Course Up) （二）相对运动的显示方式 特点： ①代表本船位置的扫描中心不动②周围物标相对于本船作相对运动，固定目标则与本船等速 反向移动 ③无需航速输入 包括：船首向上(H UP)图像不稳定显示模式、指北向上(N UP)图像稳定显示模式、航向向上(CRS UP) 图像稳定显示模式 1、船首向上显示模式 无需输入罗经航向，用 H UP 表示。 特点：（1）船首方向在荧光屏方位圈上为 0° ，由此读取的其他物标方位是相对方位(即舷角)——“相 对方位显示方式 ”。（2）本船转向时，船首线始终指向固定刻度圈 0° 不动，而周围目标则向相反方 向以本船为中心作圆周运动，在目标后面留下一段弧形尾迹，影响观测。
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船舶综合驾驶台系统
它是一种图像不稳定的模式。 优点：非常直观，屏面上图像分布情况与雷达操纵使用人员在驾驶台上向外看到的真实情景一致，特 别是目标在屏面上的方向是舷角，对于判断是否有碰撞危险十分方便，是最常用的一种显示方式。 不足：转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的弧形余辉而变得模糊，影响正常观测。 2、指北向上显示模式 需要输入罗经航向，用 N UP 表示。 特点：（1）方位圈 0° 在荧光屏正上方并代表罗北，船首线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上 的读数是真方位——“真方位显示方式 ”；（2）本船转向时，船首线始终跟踪实际航向而随之转动。 其它目标按自己的航速、航向运动。 优点：可方便地测得目标的真方位，且在本船转向或船首偏荡时，目标回波在屏面上不动，屏面图 像仍十分清晰，因此在观测、定位时十分方便，故又称其为“稳定显示模式”。 不足：当航向在 090° ～270° 之间，特别是 180° 附近时，船首线指向屏面下方，观测十分不习惯，容 易搞错左右舷角，这对避碰操作是十分不利的。 3、航向向上显示模式 需要输入航向，用 CRS UP 表示。 特点：（1 ）船首线指向屏面上方，图像与视外景一致，非常直观；（ 2）一般配有陀螺罗经稳定的 可动方位圈或电子方位刻度圈，可读目标的真方位和舷角；（3）本船转向时，船首线随航向转动， 固定目标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、清晰。当航向改变完毕，只要按一下 “新航向向 上”(New Course up)按钮，则船首线、图像及可动方位圈一起转动，直到船首线指向固定方位刻度圈 的 0° 为止。因此，它总是可以保持直观的观测。 优点：结合了船首向上和指北向上的优点，克服了两种显示模式的不足。 不足：使用起来不方便，特别是在高速运动和转向时，恢复时间受到了一定的限制 （三）真运动的显示方式 特点：代表本船位置的扫描中心及运动目标回波均按其真实航向及成比例航速在屏面上进行移动， 而固定目标回波不动。需要输入航向、航速。 分类：按速度类别来分，包括： 对水真运动与对地真运动显示方式，避碰用对水真运动方式更准； 按屏幕上方指向分，包括：北向上显示方式与航向向上显示方式 ；按速度输入源来分，包括：计程 仪真运动和模拟真运动。 1、北向上真运动显示方式 特点：显示屏正上方代表北，船首线指向实际航向值，本船转向时船首线移动，其它目标按原来的 运动方式不变 优点：直观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情况一样，在狭水道航行时更有利。 不足：当航向处在 090° ～270° 之间时，观测、使用就会不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对 避让及航行会造成不利。 2、航向向上真运动显示方式 特点：与相对运动航向向上显示方式一样， 唯一的区别是：扫描中心与实际速度成比例地在屏幕上 移动。 （四）两大显示方式的比较 需要外接信号情况 相对运动：无需外接信号或只需航向信号。真运动：需要航向、航速信号。 图像稳定情况 相对运动：一种图像不稳定显示，另两种图像稳定显示。真运动：全都属于图像稳 定显示。 各显示模式的全称 相对运动 船首向上图像不稳定的相对运动显示模式、指北向上图像稳定的相对运动显示模式、航向 向上图像稳定的相对运动显示模式 真运动 指北向上图像稳定的真运动显示模式、航向向上图像稳定的真运动显示模式
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计程仪
Á 计程仪的功能 Á 电磁计程仪、多普勒计程仪、声相关计程
仪的测量原理
GPS
Á GPS的功能及定位原理 Á GPS导航仪操作与维护的一般方法
À 更换电池 À 无法定位的原因
船舶自动识别系统（AIS）
Á AIS的功能及组成结构 Á AIS所使用的频率及频道 Á AIS所采用的接入技术
导航雷达
Á 雷达定位的一般原理 Á 雷达的组成结构以及原理
À 发射机 Leabharlann 天线 À 接收机Á 雷达的技术指标
À 工作波段、工作频率、发射频率、脉冲宽度、天线 波束宽度等
Á 雷达常用的显示方式 Á ARPA的一般知识
船舶综合驾驶台系统
复习大纲
陀螺罗经
Á 自由陀螺仪的两个重要特性 Á 自由陀螺仪视运动的规律 Á 变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法 Á 安许茨4型、斯伯利、阿玛勃朗三大系列陀
螺罗经的组成结构及特点 Á 三大系列陀螺罗经控制力矩与阻尼力矩的
施加方式
测深仪
Á 回声测深仪的功能及测深原理 Á 回声测深仪的参数及意义