楊志國(guó)

【摘 要】近年來(lái)，為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求，水運(yùn)工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程數(shù)量也不斷增多，水運(yùn)工程成為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要項(xiàng)目。在水運(yùn)工程的施工過(guò)程中，需要各種船舶的支持?；诖?，論文對(duì)我國(guó)水運(yùn)工程施工中的船舶管理系統(tǒng)方面進(jìn)行了論述。

【Abstract】In recent years， in order to meet the needs of social development， the construction scale of waterway engineering has been expanding and the number of waterway engineering has been increasing. Water transportation engineering has become an important project to promote social development. It needs the support of all kinds of ships. Based on this， this paper discusses the ship management system in the construction of waterway engineering in China.

【關(guān)鍵詞】水運(yùn)工程；船舶管理系統(tǒng)；軟件設(shè)計(jì)

【Keywords】waterway engineering； ship management system； software design

【中圖分類號(hào)】TP315； U675.7 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）04-0137-02

1 引言

在水運(yùn)工程的施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多條船舶同時(shí)操作的情況，施工現(xiàn)場(chǎng)常會(huì)出現(xiàn)管理混亂的問(wèn)題，由于施工區(qū)內(nèi)包括石油平臺(tái)、電纜、管線及航道等各種地物，造成了比較復(fù)雜的施工環(huán)境。因此，施工船舶在進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中，必須全面了解施工區(qū)域內(nèi)的各種情況，保證每一施工步驟的順利完成。這也對(duì)船舶上的作業(yè)人員提出了較高的要求，其對(duì)施工圖紙及船舶作業(yè)范圍必須完全掌握。基于此，本文對(duì)水運(yùn)工程施工中，其船舶管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方面，展開(kāi)了簡(jiǎn)單的討論。

2 我國(guó)水運(yùn)工程施工現(xiàn)狀

在我國(guó)水運(yùn)工程的施工過(guò)程中，由于主要施工區(qū)域是在海上完成的，其通信條件及管理環(huán)境受到很多的限制，再加之有關(guān)水運(yùn)工程方面的信息化技術(shù)的應(yīng)用水平也相對(duì)較低，使得我國(guó)水運(yùn)工程建設(shè)困難重重?；谏鲜鲈?，目前我國(guó)水運(yùn)工程施工中，主要的操作流程還主要是依靠人工來(lái)完成的，或是采用傳統(tǒng)的施工方式，對(duì)先進(jìn)技術(shù)的使用比較少，人工工作量大，施工中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)也較高，施工效率及施工質(zhì)量都難以得到有力的保證。同時(shí)，在現(xiàn)階段水運(yùn)工程施工中，通訊工作還采用無(wú)線對(duì)講方式，沒(méi)有將信息技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效利用，容易出現(xiàn)信息延遲到達(dá)，或是受到信號(hào)的影響出現(xiàn)錯(cuò)誤信息預(yù)報(bào)的情況。因此，建立船舶管理的信息管理平臺(tái)，對(duì)提高水運(yùn)工程施工效率、保障施工質(zhì)量等方面有著非常重要的影響。

3 船舶管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

3.1 通信管理模塊的設(shè)計(jì)

在船舶管理系統(tǒng)中，通信管理部分有著非常重要的作用。實(shí)際上，該部分的管理主要是利用硬件設(shè)施，完成對(duì)同一條船舶或多條船舶的信息交流及數(shù)據(jù)傳輸，該過(guò)程中利用的技術(shù)主要是數(shù)據(jù)處理技術(shù)、傳輸技術(shù)及相互通信技術(shù)。因此，在設(shè)計(jì)通信管理模塊的過(guò)程中，應(yīng)保證數(shù)據(jù)的處理功能、傳輸功能及相互通信功能?，F(xiàn)階段，通信管理模塊中使用的硬件接口，主要是選擇串口及網(wǎng)口這兩種樣式。其中，串口主要是在通信系統(tǒng)中采用串行的方式，進(jìn)行各接口的銜接，一般水運(yùn)工程中使用的是型號(hào)為RS-232的標(biāo)準(zhǔn)串口，并采用不平衡的數(shù)據(jù)傳輸方式，用于完成整個(gè)通信管理模塊中設(shè)備的連接。此外，在設(shè)計(jì)通信管理模塊的過(guò)程中，還應(yīng)注意數(shù)據(jù)格式的解析部分，應(yīng)在設(shè)計(jì)軟件的過(guò)程中，保證該軟件系統(tǒng)能夠接收各種設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)，并具有處理數(shù)據(jù)的能力，再利用各種運(yùn)算體系，精準(zhǔn)地定位船舶及載體的實(shí)際位置[1]。

3.2 圖形管理模塊的設(shè)計(jì)

圖形管理模塊也是船舶管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的部分，在進(jìn)行該模塊的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮水運(yùn)工程的施工環(huán)境以及施工背景。在圖形管理模塊中，包括施工現(xiàn)場(chǎng)的地圖、所有施工船舶、錨、纜繩以及各種類型的水下載體，這些內(nèi)容都按照其真實(shí)的位置，在電腦屏幕上展現(xiàn)出來(lái)，并利用計(jì)算機(jī)軟件，完成施工圖形的繪制及操作流程規(guī)劃。需要注意的是，施工船舶及載體在地圖上進(jìn)行顯示的過(guò)程中，必須完全根據(jù)其實(shí)際形狀及尺寸進(jìn)行繪制、顯示。而在施工背景圖的繪制過(guò)程中，應(yīng)包含水運(yùn)工程施工過(guò)程中的各類信息及數(shù)據(jù)，包括施工環(huán)境中的各種地理數(shù)據(jù)及影響因素。舉例來(lái)說(shuō)，背景圖中應(yīng)包括水深程度、地形、海岸線距離、航道等。此外，在施工背景圖中，還應(yīng)包括相關(guān)設(shè)施，并為之后測(cè)量水下障礙物、規(guī)劃施工船舶位置以及規(guī)劃施工范圍等工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.3 船舶管理模塊的設(shè)計(jì)

對(duì)船舶管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，船舶管理模塊是整個(gè)系統(tǒng)有效運(yùn)行的核心部分，并由船舶管理模塊為整個(gè)系統(tǒng)的管理提供相關(guān)支持。通常情況下，船舶管理模塊的主要功能包括相關(guān)指令及命令的發(fā)出、工作任務(wù)的指揮調(diào)度、起錨及拋錨的管理三個(gè)主要功能。其中，在指令及命令的發(fā)出環(huán)節(jié)，待命令發(fā)出后，接收方會(huì)立即收到相關(guān)消息，并在自己的船舶上完成指令及命令的任務(wù)要求。并且，這些指令及命令的內(nèi)容會(huì)在電腦屏幕上顯示出來(lái)，目標(biāo)點(diǎn)的施工位置也會(huì)在背景地圖上進(jìn)行標(biāo)明，而這一系列的消息及數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便施工人員調(diào)取。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的幫助下，施工船舶的航線會(huì)自動(dòng)生成，將船舶的實(shí)際位置與目標(biāo)點(diǎn)的位置用一條線進(jìn)行連接，圖上還會(huì)標(biāo)示出目標(biāo)點(diǎn)與船舶之間的距離、平面高差以及角度數(shù)據(jù)等信息。

3.4 數(shù)據(jù)管理模塊的設(shè)計(jì)

在船舶管理系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)管理模塊主要是負(fù)責(zé)將施工船舶運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種相關(guān)數(shù)據(jù)、信息及資料進(jìn)行記錄，為施工人員提供回放功能，幫助其有效處理數(shù)據(jù)信息，查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。總之，數(shù)據(jù)管理模塊在水運(yùn)工程施工中，主要負(fù)責(zé)處理設(shè)備的信息及數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行有效的管理。在水運(yùn)工程的施工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)及信息，由于施工船舶在運(yùn)行過(guò)程中，其位置會(huì)不斷發(fā)生變化，所有的相關(guān)信息都要進(jìn)行儲(chǔ)存。并且，在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，不僅包括原始的施工數(shù)據(jù)及設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，還包括相關(guān)文件的記錄。施工文件主要包括以下幾個(gè)方面：①頭文件。其主要負(fù)責(zé)記錄水運(yùn)工程施工中各環(huán)節(jié)的參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸路徑以及數(shù)據(jù)記錄時(shí)間等方面的信息。②數(shù)據(jù)文件。其主要負(fù)責(zé)記錄系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各種設(shè)備接收到的各種信息數(shù)據(jù)、接收時(shí)間以及標(biāo)號(hào)等?？傊?，數(shù)據(jù)管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)施工船舶的運(yùn)行航跡進(jìn)行完整的記錄，并按照固定的格式，繪制有關(guān)的圖表及文字記錄文件，以便為工作人員提供有價(jià)值的參考。

4 船舶管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在水運(yùn)工程的施工過(guò)程中，其船舶管理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，具有比較明顯的對(duì)象特征，其大部分工作任務(wù)的完成，都是面對(duì)具體的施工對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行封裝、繼承以及多態(tài)等設(shè)計(jì)。同時(shí)，在船舶管理系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，將水運(yùn)工程施工中涉及的施工船舶、施工人員、施工設(shè)備以及施工技術(shù)等方面都進(jìn)行了分類處理，并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工中數(shù)據(jù)的讀取，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；此外，還在系統(tǒng)具有原有功能的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了進(jìn)一步的拓展。在建立船舶管理系統(tǒng)的過(guò)程中，常會(huì)利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完成對(duì)某一體系的建立。舉例來(lái)說(shuō)，在建立水運(yùn)工程用戶界面的過(guò)程中，就可以利用WPF技術(shù)，建立統(tǒng)一使用的計(jì)算機(jī)界面，為工作人員提供全新的多媒體交互功能。值得一提的是，在水運(yùn)工程的建設(shè)過(guò)程中，會(huì)涉及多船協(xié)作及遠(yuǎn)程控制等方面的工作。在這一工作過(guò)程中，需要計(jì)算機(jī)保證穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，在數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的支持下，快速、高效地完成上述工作。由此可見(jiàn)，相比傳統(tǒng)的串口數(shù)據(jù)連接，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有更多的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槭┕と藛T提供更多的數(shù)據(jù)信息，在傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中也具有快速、及時(shí)的特點(diǎn)[2]。

5 結(jié)論

綜上所述，在水運(yùn)工程的施工過(guò)程中，其船舶管理系統(tǒng)的有效運(yùn)行是完成工程建設(shè)任務(wù)的重要保證。本文對(duì)我國(guó)水運(yùn)工程的施工現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了我國(guó)水運(yùn)工程施工中存在的一些問(wèn)題。例如：施工技術(shù)水平低、人工勞動(dòng)量大、缺少一體化管理平臺(tái)等。船舶管理系統(tǒng)則是水運(yùn)工程施工中的核心部分，通過(guò)完善該系統(tǒng)，解決了多傳感器的數(shù)據(jù)融合困難的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了在同一時(shí)間對(duì)多種數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)處理，為構(gòu)建船舶綜合導(dǎo)航定位系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。目前，船舶管理系統(tǒng)已經(jīng)在許多水運(yùn)工程項(xiàng)目中得以運(yùn)用，并取得了良好的效果。希望通過(guò)相關(guān)領(lǐng)域人員的不斷努力，進(jìn)一步完善船舶軟件管理系統(tǒng)，提高該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，促進(jìn)我國(guó)水運(yùn)領(lǐng)域的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王崇明， 修義瑞， 雷鵬，等. 水運(yùn)工程施工船舶管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 水道港口， 2016， 37（2）：203-207.

【2】鄭旭. 水運(yùn)工程施工船舶的安全管理[J]. 工程技術(shù)（全文版）， 2016（4）：00151-00151.