郭勇川+萬隆君

摘 要 在我國傳統(tǒng)形式的船舶里面，岸基管理者、船東及船舶工作者無法隨時(shí)掌握在外航行、錨泊的船舶重要運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，例如：油耗、主機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩等等，不能針對船舶的運(yùn)行狀況實(shí)施合理分析與遠(yuǎn)程管控。所以，開發(fā)滿足船舶運(yùn)用的參數(shù)采集設(shè)備將為實(shí)現(xiàn)船舶信息化和陸海資源共享打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，本文就GPRS技術(shù)在船舶參數(shù)采集中的應(yīng)用進(jìn)行簡要概述。

關(guān)鍵詞 GPRS技術(shù)；船舶參數(shù)采集；應(yīng)用

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）185-0068-02

黨的十八大之后，黨中央提出了“海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略”和“海上絲綢之路戰(zhàn)略”。眾所周知，我國已經(jīng)發(fā)展為名副其實(shí)的海洋運(yùn)輸大國，船舶制造業(yè)在全球居首，然而就造船技術(shù)與綜合水平層面而言，其與世界上其他造船強(qiáng)國之間依然有著較大的差距。當(dāng)前，船舶信息化與自動化是航運(yùn)業(yè)不斷發(fā)展的必然態(tài)勢，其自動化系統(tǒng)逐漸向信息集成化轉(zhuǎn)變，所以造出具備較高附加值、較高技術(shù)含量的信息化船舶是我國由海洋運(yùn)輸大國邁向海洋運(yùn)輸強(qiáng)國的核心戰(zhàn)略之一。

1 當(dāng)前船舶參數(shù)采集所存在的問題

當(dāng)前，船舶工作者對于船舶運(yùn)營參數(shù)的采集歸納而言主要存在著以下4個(gè)不同的問題。

第一，船岸無法達(dá)到及時(shí)性的溝通與監(jiān)管。岸基工作人員對于船舶運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息以及各類參數(shù)的統(tǒng)計(jì)往往缺乏時(shí)效性，對航運(yùn)周轉(zhuǎn)速率造成了非常大的影響。而且因無法及時(shí)地了解船舶運(yùn)行的實(shí)際情況，所以跨地區(qū)對船舶進(jìn)行監(jiān)測與調(diào)控就存在較大困難。

第二，數(shù)據(jù)采集技術(shù)較為落伍，需消耗大量的物力與人力。以油耗為例進(jìn)行分析，船舶管理企業(yè)對于所擁有的船只大都是按照所限定的時(shí)間范疇實(shí)施收集，由船舶工作人員進(jìn)行讀取、登記，以郵件的方式將其反饋給企業(yè)，企業(yè)再針對所有的數(shù)據(jù)實(shí)施歸納與研究。此形式所造成的消極影響便是即時(shí)性較差，數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)，同時(shí)采集費(fèi)用較高。

第三，船舶參數(shù)采集區(qū)域具有強(qiáng)輻射、高溫度、大噪聲等特點(diǎn)，此類區(qū)域并不適宜船舶工作人員進(jìn)行長時(shí)間操作，因此傳統(tǒng)形式的數(shù)據(jù)采集對于船員的身體健康影響很大。

第四，目前所運(yùn)用的船舶參數(shù)采集技術(shù)無法達(dá)到即時(shí)性的采集與保存，因此數(shù)據(jù)保存、調(diào)取歷史性數(shù)據(jù)存在阻礙。

因此，出于對安全性與經(jīng)濟(jì)性等要素的考量，達(dá)到對船舶運(yùn)行參數(shù)的智能采集、監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)有著較大的現(xiàn)實(shí)意義，也是當(dāng)前船舶領(lǐng)域不斷進(jìn)步的必然。

2 船舶參數(shù)采集、監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外船舶參數(shù)采集、監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國外的船舶遠(yuǎn)程監(jiān)管與運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)主要有：OceanView系統(tǒng)、FleetView系統(tǒng)等。

OceanView是挪威C—MAP企業(yè)所研發(fā)的一個(gè)功能較為齊全的地理信息系統(tǒng)，其以CM—93/3海圖數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，船舶所處地理位置、數(shù)據(jù)、圖片等信息均會標(biāo)示在電子海圖上，用戶能經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)又或是其它形式鏈接至C—MAP數(shù)據(jù)庫來不斷更新數(shù)據(jù)。

FleetView系統(tǒng)是英國船商有限公司所研發(fā)出的船舶監(jiān)管系統(tǒng)。此系統(tǒng)具備了以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）用電子海圖來標(biāo)出船舶所處的位置信息、當(dāng)?shù)貧庀笮畔ⅲ?）岸基可以各種方式查詢船舶運(yùn)行參數(shù)；3）提供船舶航行線路規(guī)劃、航線改善以及航行計(jì)劃推演等相關(guān)功能；4）危險(xiǎn)信息的預(yù)警；5）即時(shí)、迅速回播船舶的歷史狀態(tài)。

英國商船公司在FleetView之后又研發(fā)出了一款全新的基于船舶在線的監(jiān)管體系—FleetViewonline，該系統(tǒng)是以B/S架構(gòu)為基礎(chǔ)的船舶監(jiān)管體系。其能夠使得使用者僅僅經(jīng)過Web瀏覽器和Internet來達(dá)到對船舶的遠(yuǎn)程監(jiān)管。

在最近幾年時(shí)間內(nèi)，國外較為領(lǐng)先的航運(yùn)企業(yè)逐漸嘗試運(yùn)用更加先進(jìn)的監(jiān)管體系來對船舶工況進(jìn)行即時(shí)性的監(jiān)控，例如：德國Held航運(yùn)企業(yè)已經(jīng)選取運(yùn)用ShipManager系統(tǒng)對油耗及其它數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理。

2.2 國內(nèi)船舶參數(shù)采集、監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，涵蓋我國重要水道與港口的船舶監(jiān)管體系初步由船舶自動辨別體系、船舶交通管理體系、船舶追蹤體系構(gòu)成。

1）船舶自動辨別體系（AIS）應(yīng)用于鄰近海岸區(qū)域的船舶管理、船舶避碰等。船舶與岸上的站點(diǎn)經(jīng)過VHF接收器自行鏈接并播發(fā)船名、船位、目的地、船舶工況等相關(guān)信息，辨別信息播發(fā)船只的具體狀況。船舶自動辨別體系往往是由數(shù)量較多的基站與一個(gè)調(diào)節(jié)中心所構(gòu)成，所有基站涵蓋范疇大約為35海里。其涵蓋衛(wèi)星定位、甚高頻通信以及計(jì)算機(jī)等多領(lǐng)域應(yīng)用。

2）船舶交通管理體系（VTS）與道路交通監(jiān)管體系、民航交通管制體系相類似，大都應(yīng)用于交通復(fù)雜、敏感以及事故多發(fā)的水道與港口區(qū)域的船舶管理?，F(xiàn)如今，我國已完成涵蓋重要港口以及周圍地區(qū)的船舶監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)體系，監(jiān)管技術(shù)水平已經(jīng)接近和達(dá)到了全球領(lǐng)先的水平。然而VTS依然有著覆蓋范疇不廣、無法針對船舶實(shí)施自行辨別等問題。

3）船舶追蹤體系運(yùn)用公共移動通信網(wǎng)絡(luò)，將船舶所處具體位置等其它相關(guān)的信息反饋至監(jiān)管中心，達(dá)到對船舶的動態(tài)化監(jiān)管，其功能和AIS系統(tǒng)大致相同。船舶追蹤體系當(dāng)前所存在的不足也是覆蓋范疇較為狹窄，在公用通信網(wǎng)絡(luò)所無法覆蓋的區(qū)域，無法達(dá)到船岸間的數(shù)據(jù)信息傳遞。

3 GPRS在船舶參數(shù)采集過程中的應(yīng)用

3.1 GPRS無線數(shù)據(jù)通信方式采集船舶參數(shù)的優(yōu)勢

GPRS是當(dāng)前處理移動通信服務(wù)問題最為有效的技術(shù)手段，其以具體的數(shù)據(jù)流量為參考進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，其速率快、不受空間約束以及移動辦公等優(yōu)勢為船舶行業(yè)與用戶開展遠(yuǎn)程工作提供了設(shè)施平臺，創(chuàng)造了極為有利的環(huán)境。

1）較快的數(shù)據(jù)傳輸速度。所有監(jiān)測信息收集點(diǎn)每一次的數(shù)據(jù)傳輸速率在10Kbi/s以內(nèi)，而當(dāng)前GPRS數(shù)據(jù)傳遞的速率是40Kbi/s左右，完全可以達(dá)到此系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)傳遞速率的要求（≥10Kbi/s）。

2）較大的傳輸容量。如果航運(yùn)公司想要與所有船只信息采集點(diǎn)實(shí)時(shí)鏈接，因采集點(diǎn)數(shù)目多，系統(tǒng)必須滿足可傳遞突發(fā)性數(shù)據(jù)，GPRS技術(shù)的應(yīng)用能夠符合對于突發(fā)性數(shù)據(jù)進(jìn)行集中性收集、傳輸?shù)男枨蟆?/p>

3）較低的通信費(fèi)用。運(yùn)用傳統(tǒng)形式的衛(wèi)星通道所創(chuàng)建的信息采集傳遞體系成本相對較高。在GPRS信號完全覆蓋的區(qū)域運(yùn)用GPRS通信形式，因其乃根據(jù)具體數(shù)據(jù)流量來對費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算，資源運(yùn)用率相對較高，通信成本低廉（每月能夠調(diào)控在200元之內(nèi)）。

4）較好的實(shí)時(shí)響應(yīng)。和短消息、電話又或是衛(wèi)星通導(dǎo)所提供的服務(wù)對比而言，GPRS具備較強(qiáng)的實(shí)時(shí)在線特征，系統(tǒng)不會產(chǎn)生時(shí)間的延遲，可以達(dá)到系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)收發(fā)及時(shí)性的需求。

3.2 基于GPRS無線數(shù)據(jù)通信方式采集船舶參數(shù)的構(gòu)想

在此設(shè)想里面，該系統(tǒng)主要是由底層數(shù)據(jù)采集傳感器、采集智能設(shè)備（涵蓋RS-485采集模塊、CPU處理模塊、存儲模塊、電源電路及GPRS傳送模塊）以及數(shù)據(jù)庫/服務(wù)器等所構(gòu)成。服務(wù)器經(jīng)過GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)與采集智能設(shè)備創(chuàng)建鏈接，采集智能設(shè)備經(jīng)過串口（RS-485）和傳感器直接連接到一起，通過數(shù)據(jù)采集（包括通信數(shù)據(jù)多點(diǎn)、多接口的實(shí)現(xiàn)、協(xié)議解析、信號處理）、數(shù)據(jù)暫存（即通過存儲芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)傳輸）、數(shù)據(jù)發(fā)送，達(dá)到對于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息的采集與監(jiān)測。

4 結(jié)論

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，以GPRS為基礎(chǔ)的船舶參數(shù)采集智能設(shè)備將會應(yīng)用至廣域網(wǎng)遠(yuǎn)程通信與監(jiān)控。其融合了無線傳輸技術(shù)與監(jiān)測系統(tǒng)，如果在不久的將來將此設(shè)計(jì)大量運(yùn)用于船舶之中，將不同區(qū)域的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息經(jīng)過無線通信技術(shù)即時(shí)傳遞，必將在一定程度上提高船員的生活品質(zhì)與工作效率，有利于航運(yùn)公司充分了解船舶的運(yùn)行狀況。

參考文獻(xiàn)

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