海洋疏浚工程船Web—SCADA系统的设计与应用

　　摘要：海洋疏浚工程船在疏浚作业过程中将会产生大量的数据，就目前而言这些重要的数据只能在船机工作室内进行监控。以往因为通信技术的限制，不能实现 船岸一体化，但是随着北斗卫星集群数传技术的成熟，船岸一体化中的数据传输问题得到了有效解决，因此通过互联网技术将SCADA系统采集到的数据网络化就 成为了可能，Web-SCADA的任务就是要实现这些数据在岸端的显示，通过浏览器端的仿真页面监控工程船的工作状况。
　　关键词：Web-SCADA；海洋疏浚；工程船；疏浚作业；数据网络化 文献标识码：A
　　中图分类号：TP311 文章编号：1009-2374（2015）06-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0459
　 　现代海上工程船设备先进，已经高度自动化、信息化，因为通信技术的限制，不能实现船岸一体化，因此被称之为漂浮在海洋上的信息孤岛。我国的北斗卫星短报 文通信打破了这个限制，在北斗卫星集群数传技术的支持下，在岸上实时监控海上工程船的运行状态、工作状态就是一个Web实现问题，就是从独立运行的 SCADA系统到基于互联网运行的Web-SCADA的技术实现问题。目前，SCADA系统凭借它在工业控制等方面的优势在海洋疏浚工程船中得到广泛的应 用，但是SCADA系统因为如下原因已经远远不能满足实际工作中生产的需求：一是系统维护和升级存在困难，不能满足大型系统的需求；二是系统质量不能保 证，为了让数据库与活动客户保持连接，就要分散运算资源，导致系统性能的下降；三是在复杂的环境下，用户有可能长时间等待，甚至系统会崩溃；四是C/S模 型开发系统的生命周期短、可扩展性、可维护性差，研发周期长。SCADA系统只能将船机运行和工作状态呈现在在船机工作室内，离船联网提出的船岸一体化目 标要求相距甚远。随着北斗集群数传技术对于海上通信的技术和经济限制的突破，基于互联网的Web-SCADA将有效地克服SCADA系统的局限性。
　　1 系统架构
　　1.1 工作流程
　 　海洋疏浚工程船Web-SCADA系统基于北斗集群数传技术，将远洋疏浚工程船采集到的数据通过北斗卫星集群数传技术传输给岸基指挥中心，然后通过 B/S架构的网络平台将采集到的数据通过互联网发布出去，从而在岸端的用户可以通过互联网查看到原本只能在船机工作室才能监控到的工程数据。
　　1.2 基本组成
　 　1.2.1 客户终端：客户终端分为两部分：一是监控终端；二是管理终端。（1）监控终端。监控终端为工作人员提供实时监控工程船的船机状态和工作状态的平台，并且把 控制信息通过网络上报到中心服务器，如预警信息，比如某个齿轮箱的温度或者油压过高需要调控等；（2）管理终端。管理终端实现用户管理，Web- SCADA设计的目的之一就是实现多人、多地点对同一监控目标的监控，因此不同的工作人员登录系统后根据身份获得不同的权限，并且对本次登录操作负责。
　　1.2.2 通信网络：通信网络主要包括移动通信网络和互联网，实现客户端和中心服务器的双向数据传输。Web-SCADA是基于互联网设计的，良好的通信网络是系统正常运行的必要条件。
　 　1.2.3 中心服务器：中心服务器是Web-SCADA的核心所在，Web-SCADA主要运行在中心服务器之上的应用服务的实现，中心服务器包括两个部分，分别是 应用服务器和数据库服务器。应用服务器负责监听相应的网络端口，接收工程船发送的海量数据并校验，同时负责发布数据并响应用户的请求，为浏览器提供 SCADA的仿真视图。数据库服务器实现对数据库的访问和管理，因为海洋作业产生的数据量非常巨大，所以采用分布式数据管理系统。
　　2 Web-SCADA实现技术
　　2.1 Flex仿真页面技术
　　本文提出的Web-SCADA是基于Flex技术实现的。Flex技术是将桌面应用的华丽界面与Web应用的广泛性、低成本以及多媒体通信集成于一体的新互联网应用技术，具有极强的用户互动性和丰富的用户体验性，是当前领先和成熟的RIA（富互联网应用程序）技术。
　 　Flex框架由MXML页面标记语言，ActionScript编程语言和Flex类库组成。MXML是基于XML的标记语言，用于界面的布局和显示控 件。MXML提供了用户界面和服务器端数据的绑定，极大简化了数据访问编程，提高了编程效率。ActionScript是类似JavaScript的强类 型面向对象语言，用于操控GUI组件、事件监听、数据访问回调等。Flex类库是核心，提供了种类繁多的各种控件、GUI组件、数据访问组件、行为组件 等，可以方便实现负责的用户界面和响应事件类型。利用Flex提供的丰富的组件绘制功能，可以绘制疏浚工程船SCADA界面的仿真页面，这样更符合工作人 员习惯。