高永章 王松

摘 要：文章根據(jù)我國湖區(qū)的船舶航運(yùn)管理要求，結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航及定位技術(shù)、寬帶無線通信技術(shù)、多媒體調(diào)度技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)船舶的航行管理、生產(chǎn)管理及信息采集監(jiān)控進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)并初步實(shí)現(xiàn)船舶管理綜合指揮系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：多媒體調(diào)度；北斗衛(wèi)星導(dǎo)航；物聯(lián)網(wǎng)；綜合指揮

引言

我國是個(gè)多湖泊的國家，其中天然湖泊在1平方公里以上的有2800多個(gè)，總面積75610平方千米，占全國總面積的0.8%，湖水貯量7510億立方米，除了天然湖泊外，還有數(shù)以萬計(jì)的人工水庫。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的湖區(qū)航運(yùn)業(yè)日益蓬勃壯大。但是在部分湖區(qū)，船舶的航運(yùn)管理不完善，效率低。隨著航運(yùn)發(fā)展對(duì)信息化管理的迫切需求，信息化改進(jìn)在我國航運(yùn)管理上得到了逐步的應(yīng)用。文章就船舶綜合指揮系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，系統(tǒng)通過融合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航及定位技術(shù)、電子海圖、寬帶無線通信、多媒體調(diào)度、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，構(gòu)建多媒體管理平臺(tái)，解決了船舶管理、湖區(qū)管理、指揮調(diào)度的實(shí)際需求。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)平臺(tái)由信息接入及管理平臺(tái)、高精度定位追蹤子系統(tǒng)、寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體調(diào)度子系統(tǒng)、信息采集安全監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、信息廣播子系統(tǒng)、船載終端等組成，提供多媒體及多維的管理服務(wù)。

1.1 信息接入及管理平臺(tái)

船舶管理綜合指揮系統(tǒng)通過信息接入及管理平臺(tái)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，采集輸入各類信息，疊加海圖等數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)通過與航道圖庫、氣象監(jiān)測系統(tǒng)互聯(lián)，獲取湖區(qū)的電子海圖及氣象數(shù)據(jù)，將相關(guān)數(shù)據(jù)處理后發(fā)布給船上用戶，并對(duì)位置等屬性信息進(jìn)行后臺(tái)集中處理，在調(diào)度大屏進(jìn)行集中顯示。

1.2 高精度定位追蹤子系統(tǒng)

高精度定位追蹤子系統(tǒng)由空間衛(wèi)星、地面差分基準(zhǔn)站、船載衛(wèi)星接收機(jī)、差分運(yùn)算處理中心等模塊組成，通過寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)承載。系統(tǒng)通過差分技術(shù)獲取船舶的實(shí)時(shí)位置并傳回中心，在調(diào)度大屏集中顯示船舶的位置、航線、速度，為中心工作人員提供集中調(diào)度指揮手段。

1.3 寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)

本系統(tǒng)利用運(yùn)營商的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)湖區(qū)進(jìn)行覆蓋，為船舶提供高帶寬的無線傳輸通道，承載環(huán)境數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)。

1.4 多媒體調(diào)度子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信技術(shù)、調(diào)度通信技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)是保障整體系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)營的重要組成部分。多媒體調(diào)度功能在寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行承載，除了提供指揮調(diào)度和電話服務(wù)，還提供數(shù)據(jù)信息、音視頻數(shù)據(jù)等多媒體調(diào)度服務(wù)。

1.5 信息采集安全監(jiān)控子系統(tǒng)

信息采集安全監(jiān)控子系統(tǒng)與船舶裝備互聯(lián)，采集船舶動(dòng)態(tài)與管理數(shù)據(jù)、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）數(shù)據(jù)、船舶保安報(bào)警系統(tǒng)（SSAS）數(shù)據(jù)，在指揮中心進(jìn)行綜合顯示，達(dá)到對(duì)船舶航行安全管理的目的。

1.6 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)采用全數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)，采用先進(jìn)的視頻壓縮、視頻存儲(chǔ)、播放技術(shù)，將湖區(qū)重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)域（河口、湖岸、碼頭、生產(chǎn)單位、生態(tài)保護(hù)區(qū)域）及船上視頻圖像實(shí)時(shí)傳回中心。為各級(jí)調(diào)度中心提供運(yùn)行監(jiān)控、安防監(jiān)控、生產(chǎn)監(jiān)控等各類圖像信息，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控管理及事件追溯。

1.7 信息廣播子系統(tǒng)

系統(tǒng)通過在船上安裝顯示屏及揚(yáng)聲器，通過承載網(wǎng)絡(luò)與中心實(shí)現(xiàn)信息共享及廣播。另外，系統(tǒng)還可以通過互聯(lián)網(wǎng)將商業(yè)資訊發(fā)布給公眾用戶，實(shí)現(xiàn)綜合信息的傳播。

2 系統(tǒng)功能

船舶管理綜合指揮系統(tǒng)可為航運(yùn)、漁業(yè)、運(yùn)輸、旅游、圍湖農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)環(huán)保、政務(wù)、湖區(qū)管理等多種智能單位及用戶提供綜合業(yè)務(wù)服務(wù)，包括高精度定位追蹤、船舶管理、調(diào)度控制、生產(chǎn)管理、遇險(xiǎn)告警及施救、信息共享及發(fā)布、湖區(qū)綜合管理等。

2.1 高精度定位追蹤

系統(tǒng)通過地面和船舶的差分定位，為各級(jí)調(diào)度提供船舶的實(shí)時(shí)精確位置及行駛軌跡。通過在中心平臺(tái)及船載終端的顯示界面上疊加海事地圖、航道、氣象等數(shù)據(jù)庫，為船舶提供安全可靠的行駛輔助手段。

中心可對(duì)所轄船只的航線、位置、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。

船只可通過平臺(tái)的海圖清晰地了解自身位置及航道環(huán)境，避免發(fā)生因航道變窄、湖面下尾堆、暗礁突出、航道不規(guī)則等惡劣環(huán)境導(dǎo)致的船舶擱淺、觸碰事故。

與氣象采集平臺(tái)相結(jié)合，對(duì)濃霧等惡劣的天氣情況進(jìn)行預(yù)警，提醒指揮中心及駕駛員謹(jǐn)慎駕駛。

裝有高精度定位船載終端的船舶在設(shè)定的預(yù)警區(qū)范圍內(nèi)相遇，船載終端會(huì)發(fā)出報(bào)警并在電子海圖上顯示出相鄰船舶的位置，提示駕駛員注意避讓。

對(duì)事故（違章）船舶在電子海圖上進(jìn)行軌跡回放，系統(tǒng)能夠定位船舶事故發(fā)生時(shí)的位置、方向、航速等，為分析事故原因提供參考依據(jù)，為沉船打撈提供幫助。

2.2 船舶管理

系統(tǒng)平臺(tái)通過與湖區(qū)各企事業(yè)單位的管理平臺(tái)互聯(lián)，進(jìn)行信息互通。在船上收集各類機(jī)組、設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并安裝載重監(jiān)測等各類傳感器，收集信息，為調(diào)度中心提供船舶的船體狀態(tài)等信息。

2.3 調(diào)度控制

對(duì)湖區(qū)的船舶進(jìn)行分級(jí)分權(quán)分范圍的調(diào)度控制，為各個(gè)企事業(yè)單位及部門提供語音調(diào)度、數(shù)據(jù)調(diào)度等多媒體調(diào)度管理。系統(tǒng)可提供船對(duì)地、船對(duì)船、地對(duì)地之間的集群調(diào)度，包括單呼、組呼、群呼、強(qiáng)拆、強(qiáng)插等等。

2.4 生產(chǎn)管理

為各個(gè)企事業(yè)單位提供一體化平臺(tái)，與湖區(qū)及周邊的漁業(yè)、運(yùn)輸物流、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)管理平臺(tái)進(jìn)行互通，為船只及管理部門提供移動(dòng)通信支撐平臺(tái)，為生產(chǎn)管理提供輔助手段。

進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)控制、采集、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、查詢等。對(duì)同一區(qū)域的船舶在線隨機(jī)編組，實(shí)現(xiàn)同一任務(wù)或區(qū)域協(xié)同作業(yè)。

2.5 遇險(xiǎn)告警及施救

通過一鍵式設(shè)計(jì)，當(dāng)船只遇險(xiǎn)時(shí)，在秒級(jí)時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)發(fā)出求救信號(hào)。船舶遇險(xiǎn)或事故發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)可以在最短時(shí)間內(nèi)通過電子海圖的精確定位確定事故地點(diǎn)，指揮現(xiàn)場最近的船舶施救，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2.6 信息共享及發(fā)布

平臺(tái)授權(quán)單位可對(duì)船載終端設(shè)備發(fā)布航行警告、氣象預(yù)報(bào)、商業(yè)咨詢信息。授權(quán)用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)查詢運(yùn)輸物流、商業(yè)供求、商業(yè)廣告等信息。

2.7 湖區(qū)綜合管理

與水文站等管理系統(tǒng)互聯(lián)，引入各類傳感器采集的信息，為湖區(qū)的水文、水利、航運(yùn)、警務(wù)、政務(wù)、旅游、環(huán)保、生態(tài)等各管理部門提供湖區(qū)動(dòng)態(tài)信息，輔助日常管理。

3 結(jié)束語

文章的湖區(qū)船舶管理研究通過結(jié)合先進(jìn)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航及定位技術(shù)、信息采集技術(shù)、多媒體調(diào)度技術(shù)、無線寬帶通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合計(jì)算技術(shù)等，為航運(yùn)管理乃至湖區(qū)管理都提供了科學(xué)有效的管理手段，對(duì)未來航運(yùn)的發(fā)展具有重大意義。本系統(tǒng)的研究應(yīng)用將不斷發(fā)展、推廣，并更好的運(yùn)用到航運(yùn)業(yè)中。

參考文獻(xiàn)

[1]楊述全.船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[2]楊揚(yáng).海事綜合業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)研究[D].山東大學(xué)，2012.