[发明专利]一种面向船舶智能航行的多通信网络智能组网方法

说明书

本发明公开了一种面向船舶智能航行的多通信网络智能组网方法，该方法包括分析智能船舶航行中船岸通信业务类型，按照业务特征对通信需求进行等级划分，等级划分分为四个等级；实时分析智能船舶可用通信链路性能，包括覆盖范围、信号强度和传输速率及延时等；根据通信需求的时刻变化，将可用通信链路性能随通信需求的变化进行调整。本发明采用照“控制、决策、感知和动态”四个等级对船舶智能航行大量船岸信息交互需求进行分级管理，优先级从高到低依次为“控制”、“决策”、“感知”、“动态”，并用“优先级、最大可接收传输延时、报文大小、是否需要确认”四个参数量化描述通信任务。

技术领域

本发明涉及水上交通运输技术领域，尤其涉及一种面向船舶智能航行的多通信网络智能组网方法。

背景技术

水上交通运输具有运量大、价格低、绿色环保等优点，是国际物流中最主要的运输方式，国际贸易总运量中的2/3以上、中国进出口货运总量的约90％都是利用水上交通运输实现的。船舶是水上交通运输的重要交通工具，在船舶跨洋航行离不开通信技术，在确保遇险安全报警的同时，丰富了船岸信息交互的能力。随着航海技术的快速发展，智能船舶融合了现代信息技术和人工智能等新技术，具有安全可靠、节能环保、经济高效等显著特点，是未来船舶发展的重点方向。智能船舶与传统船舶相比，其智能性主要体现在基于自主情景感知、风险识别及智能决策的智能航行功能，其很大程度上依托于船岸协同，即需要高效、可靠、稳定的船岸通信支撑。现阶段船舶通信主要聚焦在保障船舶安全航行的遇险通信以及部分商业运营业务传输，船舶根据航区配备不同的通信设备，如卫星通信设备、地面通信设备等，各种通信设备有独特的特点，如传输速率高、覆盖范围广等。然而，各通信系统独立运行，需人工根据需要进行链路切换，这种通信模式已成为限制船岸智能通信的瓶颈问题。目前，在这一领域的主要研究趋势是将多种通信设备统一管理，根据船舶位置及信号强度对链路进行分配，以实现通信不间断和降低通信费的目的。但是，智能航行需要进行大量船岸通信，对通信网络的健壮性、可靠性和智能性都提出了更高的要求，现有技术方法无法满足船舶智能航行对通信网络的要求。

传统船舶通信集成技术虽然在系统结构和链路控制方法上进行了诸多调整，但本质上还是根据各通信系统的通信性能、覆盖范围等参数对链路进行选择。虽然可以实现一定程度的保障通信畅通、降低资费的目的，但没有对传输业务进行处理分析，难以根据不同业务的传输需求，进行链路选择以及更深层次的不同链路协同完成一项传输任务，以达到高效可靠的目的。然而，在船舶向智能化发展过程中，船岸需要传输越来越多的数据，数据类型与传统业务相比更加复杂，例如船载智能航行感知系统捕获的海上目标影像、避碰决策支持信息、岸上驾控中心的远程控制指令信息等，各类数据对通信链路的要求不尽相同，比如影像数据对速率要求高、驾控指令对传输可靠性和时延有较高要求，同时多种数据并发传输的可能性也越来越高，如何在通信需求量大、带宽资源有限的情况下保证智能航行船岸通信高效、可靠是智能船舶船岸通信的核心问题，因此，传统船舶通信集成技术无法满足船舶智能航行船岸通信的需求。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明实施例提供一种面向船舶智能航行的多通信网络智能组网方法，对通信业务类别进行等级划分，对可利用通信链路进行动态组网，实现智能航行可靠、高效通信组网。

本发明实施例提供一种面向船舶智能航行的多通信网络智能组网方法，包括以下步骤：

分析智能船舶航行中船岸通信业务类型，按照业务特征对通信需求进行等级划分，等级划分分为四个等级；

实时分析智能船舶可用通信链路性能，包括覆盖范围、信号强度和传输速率及延时等；

根据通信需求及可用通信链路性能的时刻变化，将组网方式进行动态调整；

对智能航行船岸通信需求量化描述以及可用通信链路性能进行评估，按照信息传输等级划分；

分析通信需求的优先级，按照控制、决策、感知和动态的等级顺序进行传输；