技术摘要：
本发明提供了一种船舶综合管控系统和智能船舶，涉及船舶管控的技术领域，包括应用层、网关层、中央控制层和区域控制层；应用层，结合预设的优化目标以及实时采集的实船数据和环境数据，输出决策建议；中央控制层，实时采集实船数据和环境数据，得到当前船舶的工况信息  全部
背景技术：
目前智能船舶的发展尚处于1.0阶段，即智能系统根据船舶实时状态数据，仅输出 辅助决策建议，不直接操控船舶，帮助船员实现船舶运营更经济、更环保、更安全。 常规船舶的操控是由船长根据船舶实际运行状态，综合协同控制船舶航速、航向、 姿态，使船舶按照预定的航线、吃水、航速航行。但是随着智能船舶朝着远程遥控、无人自主 等阶段发展，船舶须实现自主航行、自主避碰、自主靠离泊等自主化操控功能。面向上述无 人自主场景下航速、航向、姿态协同控制需求，存在各独立系统控制目标不一致、执行机构 相互干涉等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种船舶综合管控系统和智能船舶，通过构建全船综合管 控系统架构，明确综合管控控制逻辑和控制流程，实现了分层级的基于综合决策优化目标 的船舶自主航行控制。 第一方面，本发明实施例提供了一种船舶综合管控系统，包括应用层、网关层、中 央控制层和区域控制层； 所述应用层，结合预设的优化目标以及实时采集的实船数据和环境数据，输出决 策建议； 所述中央控制层，实时采集所述实船数据和所述环境数据，得到当前船舶的工况 信息，并从安全性、合法性和综合性能三方面对所述决策建议进行优化，输出基于所述工况 信息的控制指令，其中，所述控制指令经过安全评估； 所述区域控制层，包括多个船舶执行设备，按照所述控制指令执行相应操作。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所 述船舶综合管控系统还包括现场控制层，用于通过现场控制单元控制不属于所述区域控制 层的执行设备。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所 述现场控制层还用于实时采集所述实船数据和所述环境数据。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所 述中央控制层，包括综合管控系统和各协控制系统； 所述综合管控系统，用于采集所述实船数据和所述环境数据对所述决策建议进行 综合评价，并输出决策指令； 所述各协控制系统，用于在安全评估通过的情况下，输出所述船舶执行设备对应 的控制指令。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所 3 CN 111610789 A 说　明　书 2/6 页 述综合管控系统包括场景识别模块、综合决策模块、协同控制模块和安全评估模块； 所述场景识别模块，用于采集环境状态、船体状态、设备状态，并识别出所述当前 船舶的工况信息； 所述综合决策模块，用于调用目标决策建议，输出决策指令，所述目标决策建议基 于所述工况信息确定； 所述协同控制模块，基于所述当前船舶的横向、纵向和姿态，将所述决策指令转换 为控制指令； 所述安全评估模块，基于所述环境状态、所述船体状态和所述设备状态对所述控 制指令进行安全评估。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所 述各协控制系统，用于在安全评估通过的情况下，输出舵机执行的舵角指令、主机执行的转 速指令、辅机执行的转速指令、启停指令、各压载泵执行的启停指令、阀门的开度指令，包括 但不限于上述指令。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所 述现场控制单元，包括边缘通讯模块、边缘计算模块、边缘采集模块和不间断电源模块。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所 述船舶综合管控系统还包括网关层，用于实现所述应用层中的网关通讯功能。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所 述船舶执行设备包括主推进系统、舵机系统、辅机系统、任务系统、压载系统和锚系泊系统。 第二方面，本发明实施例还提供一种智能船舶，包括船舶主体和如上任一项所述 的船舶综合管控系统。 本发明实施例提供了一种船舶综合管控系统，基于采集环境数据和船舶数据的应 用层输出决策建议，中央控制层基于采集环境数据和船舶数据识别出当前船舶的工况信 息，根据该工况信息从安全性、合法性和综合性能三方面对决策建议进行优化，得到决策指 令，将该决策指令经安全评估、协同控制后得到控制指令，以控制区域控制层中的各个船舶 执行设备按照相应的控制指令执行操作，实现分层级的基于综合决策优化目标的船舶自主 航行控制。 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中 所特别指出的结构来实现和获得。 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。 附图说明 为了更清楚地说明本发明