研发单位：上海船舶运输科学研究所

主要亮点：首次将我国自主研发的 ReWorks 嵌入式操作系统应用到船舶设备中，是我国自主知识产权技术的一项突破。

船舶航行数据记录仪

项目介绍

船舶航行数据记录仪（ Voyage Data Recorder ）又称“船舶黑匣子”，是以一种安全和可恢复的方式保持存储船舶发生事故前后一段时间的船舶位置、动态、物理状况、命令和操纵、以及闭路监视图像的信息。船东应能读取包含在黑匣子中的所有信息，该信息可用于随后的确定事故原因的调查。

在 1999 年国际海事组织（ IMO ）航行安全分委会第 45 次会议上，“船舶航行数据记录仪”被作为航行在国际海域的各类船舶需强制装载的设备之一。根据 SOLAS （国际海上人命安全公约）第五章的有关规定，航行在国际海域的各类船舶需在规定期限内装备航行数据记录仪。其中 2002 年 7 月 1 日及以后建造的所有客船必须装备“船舶航行数据记录仪”，所有其它船舶不迟于 2009 年 1 月 1 日 应装备完毕。国际海事组织之所以规定船舶必须装备类似飞机上“黑匣子”的船舶航行数据记录仪，是为了借助它进行海难调查、寻找遇难船只和分析海难事故的原因，从失事的船舶中分析失事前后的各种状态和数据，找出失事的真正原因，并从这些原因中进行归纳总结，不断完善现有的国际公约、规则和规范，从而不断改进现有的船舶设备，日益提高船舶航行的可靠性和安全性。

2000 年 10 月，我国国家海事局颁布了《船载航行数据记录仪管理规定（试行）》。依据该规定，在中国沿海航行的 50 及以上客位的客船， 100 吨及以上的油轮、液化气船、散装化学品船， 200 吨及以上的其它船舶，必须分四阶段完成船载航行数据记录仪的安装。

目前国内的“船舶黑匣子”产品，主要是一些国外产品的代理或集成，而且大多都是基于 Windows 操作系统。

上海船舶运输科学研究所在船舶控制和机舱自动化领域具有丰富的经验，受上海市科学技术委员会的委托研制开发一套基于嵌入式技术基础的船舶航行数据记录仪系统。

嵌入式船舶航行数据记录仪系统包含输入数据接口（语音设备接口、视频设备接口、 NMEA-0183 及以太网通讯接口等等）、数据处理和编码及管理装置（主机）、最终记录介质（移动式存储设备或固化存储单元）、回放再现设备、电源及专用的备用电源组成。

其中包括语音设备接口和视频采集模块。

1 、语音设备接口

语音采集模块的功能是对驾驶室的语音以及 VHF 的通信语音等多路语音信号进行采集和压缩处理，在处理完毕后传送到主机模块，然后由主机模块进行数据的存储，语音采集模块采用主机插卡的方式进行多路语音采集。

语音采集模块的输入输出接口：

输入： 1 ~ 4 路拾音器或 VHF 模拟语音信号

输出： PC104 总线 压缩的语音包

2 、视频采集模块

视频采集模块能够连接到欲记录其图像的雷达显示器的视频缓存输出， VDR 需要记录一系列单个和整屏的视频帧，船舶规范要求每 15s 采集一个完整的雷达屏幕的视频帧，视频采集模块能够每秒钟采集一帧。

应用价值与效益

在该产品的研发过程中，我们严格遵照国际海事组织、中国船级社和 IEC 关于船载航行数据记录仪的规范和标准，研制了适用于嵌入式应用的 PC104 总线的语音采集卡、图像采集卡和智能 CAN 网络数据采集卡（选配件），搭建了嵌入式船舶航行数据记录仪的硬件平台；软件编程人员在 Tornado2.0 和 ReDe3.0 集成开发环境下，使用 C/C++ 语言编写了船舶航行数据记录仪的主机软件，重新编译后可分别运行在 VxWorks 嵌入式操作系统或 ReWorks 嵌入式操作系统中，可同时采集多路语音信号（驾驶室声音或 VHF 通信声音）、视频图像信号（雷达视频输出或闭路电视系统输出）和船舶测点数据（船舶监控系统信息），并保存到可移动存储器和固化存储单元中，该软件可移植性强、配置灵活、运行稳定可靠。

人机界面开发人员使用 Visual Basic 集成开发环境，并使用 Visual C++ 和汇编语言编写了用于语音解压缩和测点数据解密解压缩的动态链接库，实现了数据回放软件。将装有回放再现软件的计算机联上可移动数据存储器或固化存储单元就可以以彩色动画方式再现存储器内的数据信息，回放过程是船舶航行真实情景的集中模拟和数据精确再现。一旦发生事故，即可供事故原因的调查分析鉴定之用。

嵌入式船舶航行数据记录仪的研制成功，是首次将我国自主研发的 ReWorks 嵌入式操作系统应用到船舶设备中，是我国自主知识产权技术的一项突破。