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1、船舶数字化检验数据交换技术指南（2022.12.16修订）目录第1章通则1第1节一般规定11.1.1 适用范围11.1.2 定义11.1.3 引用文件11.1.4 缩略语2第2节数据范围与类型21. 2.1数据范围22. 2.2数据类型2第2章数据标识与结构4第1节一般规定43. 1.1一般要求4第2节通用数据标识44. 2.1一般要求45. 2.2通用数据类型标识46. 2.3通用数据类型属性5第3节时序数据标识67. 3.1一般要求68. 3.2数据通道ID79. 3.3数据通道属性10第4节数据结构1410. 4.1一般要求1411. 4.2实现语言1512. 4.3标准数据类型1513
2、. 4.4通用数据列表结构1514. 4.5通用数据结构182.4.6时序数据通道列表结构212.4.7时序数据结构26第3章数据交换接口32第1节一般规定323.1.1一般要求32第2节接口服务323.2.1一般要求323.2.2接口标准323.2.3接口格式333.2.4接口示例37第3节测试验证393. 3.1一般要求394. 3.2试验验证项目39附录1CCS船舶数字模型40附录2位置编码41附录3通用传感器信号类型42附录4通用数据元数据结构示例42附录5时序数据结构要求与实现45第1章通则第1节一般规定1.1.1 适用范围1.1.1.1 本指南规定了用于船舶数字化检验的数据标准以及
3、数据交换接口规则。适用于接受中国船级社(以下称“CCS”)开展船舶数字化检验的船舶。1.1.1.2 船东或船舶管理公司在开展数字化检验并向CCS提供数据时，遵循本指南技术要求，包括数据命名格式、数据结构，并通过标准接口协议提供数据。1.1.2 定义1.1.2.1 除另有规定外，本指南有关定义如下：(1)检验对象：系指船舶文件/资料、船体结构、机械设备(系统)等所有船舶检验目标。(2)数据通道：用于从船舶数字化设备到船载数据服务器或船舶数字系统的数据传输虚拟通道，定义设备运行状态的数据静态特性，如主机气缸排气温度、燃油进口压力。(3)数据通道ID:数据通道标识符，用于唯一标识船上数字化设备的数据
4、通道。数据通道ID有三种类型：通用ID、木地ID和短ID,其区别及用法见本指南第2.2.2。(4)数据通道列表：定义数据通道ID和数据通道属性的数据通道定义列表，并通过数据所有者进行共享。(5)数据通道属性：数据通道的属性，如单位和范围。(6)命名空间：为避免名称冲突而使用的名称集。(7)时间序列数据：按时间顺序收集的数据集。1.1.3 引用文件1.1. 3.1相关文件中的条款通过本指南的引用将成为本指南的一部分，凡是标注日期的引用文件，仅标注日期的版本适用于本指南。凡是不标注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改通报、变更通告)适用于本指南。(1) ISO19847:2018Shipsa
5、ndmarinetechnologyShipboarddataserverstosharefielddataatsea(2) ISO19848:2018ShipsandmarinetechnologyStandarddataforshipboardmachineryandequipment(3) ISO80000系列量和单位(Quantitiesandunits)(4) GB/T7408-2005数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法(5) W3CXML扩展标记语言(XML)1.0,W3C推荐(6) W3CXML模式第1部分：结构，W3C推荐(7) W3CXML模式第2部分：数据类型，W3C
6、推荐(8) RFC3339互联网H期和时间：时间戳(DateandTimeontheInternet:Timestamps)(9) RFC4180逗号分隔值(CSV)文件的通用格式和MIME类型CommonFormatandMIMETypeforComma-SeparatedValues(CSV)Files(10) RFC5234语法规范的扩展BNF：ABNF(AugmentedBNFforSyntaxSpecifications:ABNF)1.1.4缩略语1.1.4.1 下列缩略语适用于本文件：(1) HTTP:超文本传输协议(HypertexiTransferProtocol)(2) RE
7、STFUL:表述性状态传递(RespresentationalStateTransfer)(3) MQTT:消息队列遥测传输协议(MessageQueuingTelemetryTransport)(4) JSON:JavaScript对象表示法(JavaScriptObjectNotation)(5) URI:统一资源标识符(UnifOrmResourceIdentifier)(6) UTC:世界标准时间(UniversalTimeCoordinated)(7) UTF-8:UCS编码的8位传输格式(UCSTranSfOrmatiOnFormat8)(8) XML:可扩展语言标记(EXtenS
8、ibleMarkupLanguage)第2节数据范围与类型1.2.1 数据范围1.2.1.1 本指南规定的用于船舶数字化检验的数据范围，包括但不限于船上文件/资料、船体结构、船载机械设备(系统)。1.2.2 数据类型1.2.2.1 根据数字化检验涉及的数据范围，按照数据类型分为结构化数据、非结构化数据和半结构化数据，具体如下图122.1所示的数据类型。图12.21数据类型122.2 根据数字化设备的数据构成特点，结构化数据分为通用结构化数据（以下简称“通用数据”）、时序结构化数据（以下简称“时序数据”）。122.3 半构化数据具有基本固定结构模式的特点，本指南在数据组织及数据交换中按照通用数据
9、的方式进行处理。122.4 .4非结构化数据的数据组织及数据交换，需通过结构化元数据形式对其进行描述，非结构化数据实体可作为结构化元数据的扩展信息进行定义。本指南在数据组织及数据交换中对其按照通用数据的方式进行处理。122.5 .5根据对数据类型的梳理和归类，本指南分别对通用数据和时序数据的命名、数据结构和数据接口进行规定，指导检验对象数据的标准化交换。第2章数据标识与结构第1节一般规定2.1.1 一般要求2.1.1.1 本章规定了通用数据和时序数据的标识方法和数据结构的定义。2.1.1.2 数据标识是识别和区分不同的检验对象，保证相关检验对象在标识命名层面的一致性和唯一性。1.1.1.1 识
10、编码是对检验对象赋予特定代码的过程。2.1.1.4 标识编码的原则应满足CCS船舶和海上设施数字系统验证指南第2.2.2.1的定义。2.1.1.5 对于船舶设备传感器采集点位对象，采用时序数据标识方法，由数据通道ID和数据通道属性构成。2.1.1.6 对于其他检验对象，例如船舶文件资料、电子记录簿等，采用通用数据标识方2.1.1.7 数据结构为独立于数据实现语言如XML、JSONCSV等的逻辑结构定义。第2节通用数据标识2.1.1.8 2.1一般要求2. 2.1.1本节规定的通用数据标识特指对通用数据类型的标识及属性定义。2.2. 1.2通用数据标识基于CCS船舶数字模型(简称：ccs-emo
11、del)对检验对象的命名。2. 2.2通用数据类型标识1. 2.2.1通用数据类型标识的是检验对象的类型ID,英文代码为typeIDo2. 2.2.2通用数据类型标识编码遵循URl的格式定义，具体格式要求如表2.222(1)所表 2.222(1)通用数据类型标识通用数据类型标识=协议命名实体/船舶ID/命名规则/船舶数字模型版本/船舶模型分类码命名元索命名实体实体机构船舶ID船舶标识/路径保留字符命名规则标识方案规则船舶数字模型版本CCS船舶数字模型版本号船舶模型分类码CCS船舶数字模型除设备时序数据外的分类以下是基于CCS的命名实体下的ccs-emodel模型的示例，以便更好的理解以上定义。
12、示例：船舶证书通用数据类型标识船舶IDIMO1234567命名实体命名规则名称ccs-emodel注：不要求通用数据类型标识为可解析的URI,即该URI不定是有效的URL。2.2.3通用数据类型属性2.23.1通用数据类型属性定义了检验对象类型的属性集合，本指南制定的属性如表2.23.1所示。对象类型属性表223.1属性代码属性名称描述ObjectType对象类型DescriptionLanguage描述格式支持XML和JSONObjectMetadata对象元数据Name名称Remarks备注(1)以上属性应按照本条规定进行定义。若以上未列出的属性类型或与本文件中定义的明显不同，经CCS同意
13、后可在此基础上进行扩展定义。2.2.3.2对象类型属性定义说明对象类型(ObjectType)对象类型用于标识对象的类型，例如普通文件、媒体文件、结构化数据等。属性的值遵循表2.232(1)中的定义。对象类型属性表表2.232(1)类型代码类型名称描述NormalFile普通文件表示证书、报告、图纸、资料等普通版式文件。MediaFile媒体文件表示音、视频类的媒体文件。StructuredData结构化数据表示简单、或具有一定关系的结构化关系型数据。对象类型属性为强制性属性，如不在此类型代码范围内的特殊数据，经CCS同意后可以增加新的类型。示例:GeneralObject1TypeIDGen
14、eralObject.ObjectTypeNonnalFile(2)描述语言(Language)描述语言属性用于定义对象元数据描述采用的语言或语法，本指南支持的语法遵循表2.2.3.2(2)中的定义。描述语言属性表表2.232(2)类型代码类型名称描述XML可扩展标记语言JSONJavaScript对象表示法描述语言属性为强制性属性，需要明确对象元数据描述采用的语言或语法是哪种。示例：GeneralObject.TypeIDGeneralObject1LanguageJSON(3)对象元数据(Meladala)对象元数据属性是对象元数据结构的描述，对象元数据结构采用Basc64算法进行加密处理
15、，具体对象元数据结构明文示例参见“附录5通用数据元数据结构示例”。(4)名称(Name)名称属性表示的是通用检验对象的名称。示例：GeneralObject.TypeID.GeneralObject-Name.船舶电子记录簿备注(Remark)在备注中可以描述关于目标通用检验对象的任意补充信息。第3节时序数据标识2.3.1一般要求23.1.1时序数据及定义采用数据通道形式标识，数据通道由数据通道ID数据通道属性构成。2.3.1.2本节规定的数据通道命名是基于CCS船舶数字模型的数据通道ID及属性的标识方法。2. 3.2数据通道ID2.1.1 1数据通道ID包含以下三种表达形式：通用ID(Uni
16、versalID)；本地ID(LocalID)；短ID(ShortlD)。通用ID为通用识别船载数据通道，是以数据交换为目标的通用标识方法，通用ID为全球唯一标识。本地ID用于船内识别船载数据通道。例如L船载计算机系统，综合自动化系统(IAS)和报警监测系统(AMS),均有自己的数据通道列表，由唯一的通道ID组成，该通道ID可对应于本地ID。短ID为本地ID的可选短替代标识符。例如，可用作时间序列数据格式的数据通道标识符。这些ID应不区分大小写，以避免意外错误输入。对于同艘船，本地ID和短ID应唯一。对于不同的船舶，相同类型传感器的数据通道具有相同的本地ID。相反，即使数据通道具有相同的含义，
17、每条船舶的短ID也可能不同。通用TD通用ID标识遵循URl的格式定义，URl定义允许多种不同的组合，但通用ID为这些组合的子集，具体格式要求如表2.221(1)所示。通用ID命名格式表232.1(1)通用ID=协议命名实体/船舶ID/本地ID命名元素描述命名实体实体机构船舶ID船舶标识/保留字符本地ID路径元素I路径元素通用ID组合通过使用在RFC5234中定义的扩展BNF(ABNF)进行定义，在URI中“协议”元素是可选的，斜杠(“巧为描述层次结构的保留字符。本地ID参见2.321(2)本地ID元素定义。命名实体命名实体元素应为产生通用ID的实体拥有或控制的域。CCS的命名实体为：船舶ID船
18、舶ID是对船舶的通用识别。通常，船舶ID宜使用IMO编号(国际航行船舶)或船舶统一识别号CMSAlD(中国籍船舶)。示例：/IMO1234567；/CN202212345670(2)本地ID本地ID使用ABNF定义，格式定义如表2.3.2.1(2)所示。本地ID命名格式表2.3.2.1(2)本地ID=命名规则/船舶数字模型版本/船舶设备分类码/设备监测对象/位置/传感器信号类型命名元索描述命名规则标识方案规则/路径标识符船舶数字模型版本CCS船舶数字模型版本号船痂设备分类码基于CCS船舶数字模型设备分类标识设备监测对象表示设备监测对象及对象编号的组合位置相对于设备对象的监测位置传感器信号类型设
19、备传感器信号类型定义命名规则命名规则应为数据通道命名规则的指定名称。此名称可在命名实体的监督下自由设置，并应在前面具有表示命名实体的符号，以消除重复。命名规则是为船上部件和系统定义命名方案(或标识方案)的一组要求。命名规则应定义标识字符串的组成，以及开发标识字符串的方法。CCS船舶数字模型的命名规则为：ccs-emodel。船舶数字模型版本船舶数字模型版本特指CCS船舶数字模型版本号,模型版本获取参见“附录1：CCS船舶数字模型”中的相关说明。船舶设备分类码船舶设备分类码特指CCS的船舶数字模型设备分类标识码。船舶模型分类码的获取参考“附录1：CCS船舶数字模型”中的相关说明。船舶设备分类码须
20、基于船舶数字模型进行选择。格式：主设备编码子设备编码+编号示例：021.06.003+1该示例表示的是1号柴油机，其中“+编号”为可选项，区分多设备的情况下使用。设备监测对象设备监测对象适用于通过船舶设备分类码无法完全表达清楚数据通道用途的情况。如果设备监测对象为层级表达形式，对象之间用”进行区分。该项为非必填项，原则上对象名称采用英文单词或词组进行表达，但单词之间不能包含空格以及URl约定的/?#保留字。格式：设备监测对象.设备监测对象+编号。示例：CYLINDER.EXHAUST_GAS+2该示例表示的是2号气缸废气，其中“+编号”为可选项，适用于多监测对象的情况下增加编号区分。位置位置标
21、识的是设备监测对象所处的相对位置。位置编码获取参见“附录2：位置编码”，优先使用附录2中的位置编码,如不在附录2中允许自行定义，推荐采用有意义的位置英文单词。格式：位置编码示例：INLET传感器信号标识传感器信号标识表达的是传感器监测类型代码。传感器信号获取参见“附录3:通用传感器信号类型”，优先使用附录3中的信号类型,如不在附录3中允许自行定义。格式：传感器信号标识码示例：SPEED(3)短ID短ID是本地ID的可选短替代。数据通道和短ID之间必须有一对一的对应关系，因此短ID对于一艘船是唯一的。短ID的定义如下：短ID:非保留字符短ID应尽量简短，并使用机器友好符号、用户友好短语或这些符号
22、和短语的组合表示。示例：0001；TAH001；ME001_RPMo(4)数据通道TD示例以下是基于CCS的命名实体下的ccs-emodel模型的示例，以便更好的理解以上定义。示例：1号柴发电机组2号缸缸口废气温度高通用IDEXHAUST-GAS+2/OUTLET/TAH本地IDccs-emodel/v1.0/031.003.006+1CYLINDER.EXHAUST_GAS+2OUTLET/TAH短ID0001船舶IDIMO1234567命名实体命名规则ccs-emodel本地名称G/EEXHAUSTGASTEMP.CYL.2注：不要求通用ID为可解析的URI,即该URl不一定是有效的URL
23、o2.3.3数据通道属性23.3.1数据通道属性定义的是数据通道的属性集合，本指南制定的属性分类如表2.3.3.1所示。数据通道属性表表2.3.3.1属性代码属性名称描述DataChannelType数据通道类型Fonnat格式Range范围Unit单位QualityCoding质量编码表示数据质量评价模式的名称Name名称Remarks备注以上属性应按照本条规定进行描述。若以上未列出的属性类型或与本文件中定义的明显不同，经CCS同意后则可自行定义。2.33.2通道属性定义说明数据通道类型(DataChannelType)数据通道类型用于标识数据通道的类型，例如测量值、平均值、报警和状态。数据
24、通道类型由以下子属性组成：类型(Type)；更新频率(UpdateCycle)；计算周期(CaICUIaIiOnPeriod)。其中类型(TyPe)子属性定义数据通道的类型，属性的值遵循表233.2(1)中的定义。类型子属性表表2.3.3.2(1)类型代码类型名称描述Inst测量值在某一时间点的测量值。Average平均值某段时间内的平均值。“平均值”不是指多个传感器在同一时间的值的平均值，而是指单个传感器的时间序列值的平均值。Max最大值在某一时间段内的最大值。“最大值”不是指多个传感器同时产生的最大值，而是指单个传感器产生的时间序列值的最大值。Min最小值在某一段时间内的最小值。“最小值”
25、不是指多个传感器同时产生的最小值，而是指单个传感器产生的最小时间序列值。StandardDeviation标准差某一时间段内数值的标准偏差。“标准偏差”不是指多个传感器在同一时间的值的标准差，而是指单个传感器的时间序列值的标准差。Calculated计算值通过计算而不是测量得到的值。SeiPoint目标值自动控制目标值。ConirolOutput控制输出自动控制的操纵值。Alert报警可获得的警报值。Status状态可获得的状态值ManuallyInpul手工输入船员输入的值。这里假设的值为指示的读数。更新频率表示更新测量值的频率。此子属性应在定期更新测量值时使用。当一个数据通道的值为使用特定
26、时间段的测量值计算的结果时，应使用计算周期表示该时间段。更新频率和计算周期应以大于O的十进制数字描述。更新频率和计算周期的单位应为“秒”O类型子属性是强制的，其他属性是可选的。示例：DaiachanneIID-LocalIDDaiaChannelProperty.DataChannelType-TyPeDataChannelProperty.DataChannelType.UpdateCycleDaiaChanneIProperty.DaiaChanneIType.CalculationPeriodccs-emodelccs-emo-lPositiveintegerInteger0RealRe
27、alBooleanBooleanSiringStringDateTimeString格式遵循ISO8601ABNF表达式见RFC3339Null空值说明缺少值(可用于任何数据类型)2. 4.4通用数据列表结构2.1.1.1 数据模型通用数据列表结构应包含以下5种要素：(1)包(PaCkage)包是由包头(元数据)和数据定义(主数据体)组成的数据包。(2)包头(Header)包头表示何时创建通用数据通道列表以及由谁创建。(3)通用数据列表(GeneraIDataLiSt)通用数据列表由一系列通用数据类型标识和通用数据类型属性组成。(4)通用数据类型标识(TyPelD)通用数据类型标识为第2章第2
28、节中定义的一条通用数据类型标识。(5)通用数据类型属性(PrOPerty)通用数据类型属性是对通用数据类型的属性定义。这些元素按图2.4.4.1所示的层次结构排列图2.441通用数据列表结构模型2.1.1.2 逻辑结构通用数据类型列表结构的逻辑结构如图2.442所示。通用数据类型列表结构体现为数据包。包元素由报头和通用数据类型列表元素组成。通用数据类型元素包括通用数据类型标识和属性的元素定义。2.1.1.3 元素的详细信息描述如下。CHiMA CLOSmamOH SoaFTYCCS中国配伎社(1)包结构(PaCkage)包结构表2.443(1)名称数据类型备注强制/可选最大数HeaderHea
29、dr见强制1GemeraIDaiaList(3)GemeraIDataList见强制1(2)包头结构(Header)包头结构表2.443(2)名称数据类型备注强制/可选最大数ShipIdString船舶标识强制IAuthorString列表定义所有者可选IDataCreatedDatetime创建包的日期可选1(3)通用数据列表(GemeralDataLiSt)数据通道列表结构表2.443(3)名称数据类型备注强制/可选最大数GeneralDataList(4)GeneralDataObjectType见强制*(4)通用数据类型(GeneraIDalaobjeC【Type)数据通道结构表2.4
30、.4.3(4)名称数据类型备注强制/可选最大数TypeIDString构成参见第2.2.2强制1Propety5)Propety见强制1(5)通用数据属性结构(ProPety)属性结构表244.3(6)名称数据类型备注强制何选最大数ObjectTypeSlring见2.2.3(1)强制1LangUageString见2.2.3(2)强制1MetadataString见2.2.3(3)强制1NameString见2.2.3(4)可选1RemarksString见2.2.3(5)可选12.4.5通用数据结构2.451数据模型时间序列数据应由以下要素组成：(1)包(PaCkage)包元素由报头(元数
31、据)和通用数据(主数据体)组成的数据。(2)报头(Header)报头元素包含必要的元数据，可通过指示何时创建数据、由谁创建数据。(3)通用类型数据(GeneralTyPeDala)时间序列数据元素是包的主体，包含第3节中定义的时间序列数据。时间序列数据元素还表示一组数据集，并按数据通道列表版本分组。一旦更新了数据通道列表，并且更新会影响时间序列数据的值，则应新生成该元素。(4)数据集(DataSet)数据集是一组特定通用数据类型标识所定义的对象元数据结构的数据集。这些元素按图2.4.5.1所示的层次结构排列。CCS中国曲Lli社通用类型数据数据集合图245.1通用类型数据模型2.4.5.2 逻
32、辑结构通用类型数据应具有图2.452所示的逻辑结构。通用类型数据体现为数据包。包具有包头和通用类型数据构成，单个数据包一次只能描述同一类通用类型数据，不同的通用类型数据需分包处理。CCSCHINA CLAsSInamoN SoaCTY中国船ER社图2.453通用类型数据逻辑图2.4.5.3 每种元素的详细信息描述如下。(1)包结构(Paekage)包结构表2.4.5.3名称数据类型备注强制/可选最大数Header2)Header见强制1GeneralTypeData3)GeneralTypeData见强制I(2)包头结构(Header)包头结构表2.4.5.3(2)名称数据类型备注强制何选最大
33、数ShipIdStringIMO编号、HIN等。强制1DataCreatedDateTime包的创建日期可选1DaiaModifiedDateTime包的修改日期可选1AuthorString数据作者可选1通用类型数据结构(GeneralTyPeData)时间间隔结构表2.4.5.3(3)名称数据类型备注强制/可选最大数NumberOfDalaSetNonNCgativeInleger衣格数据元素中的数据集数可选1TypeIDString第2.2.2条中的一组通用数据类型标识的数组。强制1DataSetDataSet.CustomData见第2.451条强制*(4)数据集一自定义数据结构(CUStomData)事件数据结构表2.4.5.3(4)名称数据类型备注强制/可选最大数CustomDaiaCusiomData用户自定义格式数据根据第2.2.3(3)条定义的自定义元数据结构组织数据。强制*2.4.6时序数据通道列表结构2.4.6.1 数据模型数据通道列表应包含以下5种要素：(1)包(PaCkage)包是由包头(元数据)和数据通道(主数据体)组成的数据包。(2)包头(Header)包头表示何时创建数据通道列表以及由谁创建。数据通道(DataChannel)数据通
