隋永舉 朱偉 交通運(yùn)輸部南海航海保障中心廣州航標(biāo)處

1.背景

隨著經(jīng)濟(jì)全球化高速發(fā)展，海洋經(jīng)濟(jì)和港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為國(guó)家富強(qiáng)的重要支撐。近些年，港口建設(shè)、航道拓寬、跨海大橋建設(shè)、海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)等涉海項(xiàng)目日益增多，海上通航環(huán)境變得尤為復(fù)雜，為保障施工期及運(yùn)營(yíng)期船舶的通航安全，海事部門綜合考慮通航水域環(huán)境，合理布局，投放大量航標(biāo)，為過往船舶提供助航保障。廣州航標(biāo)處作為沿海航標(biāo)管理單位，航標(biāo)管養(yǎng)負(fù)擔(dān)逐年增加。航標(biāo)器材存在價(jià)值大、易消耗、海上存放、變動(dòng)大等特點(diǎn)，航標(biāo)器材管理模式卻停留在計(jì)算機(jī)半自動(dòng)化水平，需要依托大量的人力去完成出入庫、盤點(diǎn)等工作，工作效率低下，易出錯(cuò)。

2.航標(biāo)器材管理現(xiàn)狀

作為南海轄區(qū)主要航標(biāo)管養(yǎng)單位，工作過程中，廣州航標(biāo)處需要用到大量航標(biāo)燈器、浮鼓、電池等器材,受航標(biāo)功能因素限定，這些器材大部分組裝放置在海上或孤島上，少部分備用被存放于站點(diǎn)倉庫或堆場(chǎng)。按照固定資產(chǎn)的管理辦法，若設(shè)備使用在一年以上，且資產(chǎn)在1000元或?qū)Ｓ迷O(shè)備在1500元以上，需要按照固定資產(chǎn)管理辦法管理。航標(biāo)器材的性質(zhì)基本滿足固定資產(chǎn)的要求，應(yīng)該根據(jù)要求按照固定資產(chǎn)管理。但由于航標(biāo)器材具有數(shù)量龐大、海上放置，且易碰撞、易消耗、易更換等特點(diǎn)，導(dǎo)致航標(biāo)器材的管理，尤其是浮標(biāo)配套器材一直很難按照固定資產(chǎn)管理辦法嚴(yán)格執(zhí)行。部分航標(biāo)及器材管理現(xiàn)狀如表1所示。

表1 部分航標(biāo)及器材管理現(xiàn)狀

現(xiàn)有航標(biāo)器材管理模式可以分為三類，第一類是按照固定資產(chǎn)管理模式，以浮標(biāo)管理為例，按照航標(biāo)名稱建立固定資產(chǎn)檔案，屬于廣義的固定資產(chǎn)，就浮標(biāo)本身的設(shè)備并未進(jìn)行固定資產(chǎn)管理，即浮標(biāo)上航標(biāo)器材進(jìn)行更換或者報(bào)廢時(shí)，浮標(biāo)的固定資產(chǎn)價(jià)值、保管地點(diǎn)等信息不隨之改變。

第二類是倉庫標(biāo)識(shí)管理模式，屬于狹義的器材管理，在燈器、電池表面刻有二維碼，通過出入庫記錄本和運(yùn)行化管理系統(tǒng)完成這兩種器材的跟蹤管理；在浮鼓表面焊接號(hào)碼，通過出入庫記錄本、運(yùn)行化管理系統(tǒng)完成跟蹤管理；就燈器、電池、浮鼓的標(biāo)識(shí)管理而言，器材出、入庫或者更換時(shí)，需要航標(biāo)工作人員進(jìn)行人工手動(dòng)錄入或變更數(shù)據(jù)，浮鼓數(shù)據(jù)變更需要運(yùn)行保障科每月匯總航標(biāo)管理站點(diǎn)上報(bào)的《新設(shè)、更換航標(biāo)浮體編號(hào)統(tǒng)計(jì)表》，轉(zhuǎn)至養(yǎng)護(hù)中心倉管員，完成數(shù)據(jù)變更，對(duì)整個(gè)流程的準(zhǔn)確性要求極高。

第三類是倉庫數(shù)量管理模式，錨鏈、望板、燈架、沉塊等器材因?yàn)椴槐銟?biāo)識(shí)，只進(jìn)行出入庫數(shù)量記錄，無法進(jìn)行個(gè)體跟蹤管理。

綜上所述，航標(biāo)器材管理未能嚴(yán)格按照固定資產(chǎn)管理辦法管理，同時(shí)也不能做到生命周期自動(dòng)跟蹤，甚至某些器材無法進(jìn)行標(biāo)識(shí)跟蹤。器材管理基本處于人工實(shí)施、非自動(dòng)化的、以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄追蹤器材的進(jìn)出、使用、維護(hù)狀態(tài)。整體的航標(biāo)器材管理效率極其的低下，完全不能滿足資產(chǎn)和倉儲(chǔ)管理的需求。

圖1 電子標(biāo)簽

3.航標(biāo)器材“一張圖”智能管理云模式

為了改善航標(biāo)器材的眾多缺點(diǎn)和不便，提高管理效率，增強(qiáng)器材管理的準(zhǔn)確性和快捷性以及跟蹤定位能力，提出基于物理網(wǎng)技術(shù)及航標(biāo)遙測(cè)遙控通信技術(shù)，形成“小范圍+轄區(qū)內(nèi)”全生命周期實(shí)時(shí)定位倉儲(chǔ)管理模式，構(gòu)建航標(biāo)器材“一張圖”智能管理云平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)器材出入庫、存儲(chǔ)、使用、識(shí)別、調(diào)撥、定位等全周期智能化動(dòng)態(tài)管理模式，大幅度提高航標(biāo)器材管理信息化水平。

3.1 總體設(shè)計(jì)思路

航標(biāo)器材“一張圖”智能管理云平臺(tái)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)圍繞航標(biāo)器材標(biāo)識(shí)麻煩及海上放置且易變動(dòng)的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)，借鑒現(xiàn)代化智能倉庫的設(shè)計(jì)理念和現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用遠(yuǎn)程電子標(biāo)簽與堆場(chǎng)或倉庫定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)器材位置、狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集，完成“小范圍”航標(biāo)器材數(shù)據(jù)獲??；通過海上浮標(biāo)、燈塔樁燈器匹配其他器材的電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)其他航標(biāo)器材信息的收集，回傳至后臺(tái)綁定，完成“轄區(qū)內(nèi)”航標(biāo)器材數(shù)據(jù)獲??；綜合“小范圍”和“轄區(qū)內(nèi)”數(shù)據(jù)，搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源云平臺(tái)，采用web和APP相結(jié)合的方式，為各航標(biāo)管理站管理提供便利，為技術(shù)裝備科和財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)科的資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)，為運(yùn)行保障科的器材采購(gòu)提供依據(jù)，可視化、動(dòng)態(tài)化、一體化的監(jiān)控和一站式應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)各航標(biāo)管理站倉庫、養(yǎng)護(hù)中心堆場(chǎng)、轄區(qū)航標(biāo)設(shè)置點(diǎn)的在線和聯(lián)動(dòng)管理，能夠統(tǒng)籌安排，提高器材工作效率。

3.2 RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)

非接觸式的自動(dòng)識(shí)別的射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，Radio Frequency Identification）也叫電子標(biāo)簽，一般由應(yīng)答器、閱讀器和應(yīng)用軟件三部分組成，閱讀器發(fā)射特定頻率的射頻信號(hào)，應(yīng)答器接收射頻信號(hào)送出數(shù)據(jù)，閱讀器接收數(shù)據(jù)后，由應(yīng)用軟件解讀數(shù)據(jù)。與其他識(shí)別技術(shù)相比，可以通過識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸，現(xiàn)已在醫(yī)療、身份識(shí)別、防偽、資產(chǎn)管理、物流配送等方面得到廣泛應(yīng)用。

3.3 堆場(chǎng)、倉庫航標(biāo)器材管理（小范圍）

“小范圍”航標(biāo)器材管理是指管理在陸地上存放未使用的航標(biāo)器材，即航標(biāo)管理站點(diǎn)和養(yǎng)護(hù)中心堆場(chǎng)備用器材，本管理模式需要硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)組成。硬件部分主要包括器材電子標(biāo)簽、定位網(wǎng)關(guān)、倉庫或堆場(chǎng)網(wǎng)關(guān)以及各種移動(dòng)網(wǎng)關(guān)組成。器材電子標(biāo)簽主動(dòng)向倉庫或堆場(chǎng)定位網(wǎng)關(guān)上傳器材各種狀態(tài)信息，倉庫或堆場(chǎng)網(wǎng)關(guān)將收集到的器材狀態(tài)信息通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)上傳至云端，完成所有信息的采集流程。數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備、不同網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，為不同的用戶提供不同層次和目的服務(wù)。

圖3 “轄區(qū)內(nèi)”航標(biāo)器材管理

按照?qǐng)D2所示，在養(yǎng)護(hù)中心和航標(biāo)管理站點(diǎn)倉庫設(shè)置定位網(wǎng)關(guān)和堆場(chǎng)或倉庫網(wǎng)關(guān)，航標(biāo)器材均配備電子標(biāo)簽，一旦進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域，自動(dòng)讀取相關(guān)器材信息并上傳至智能管理云，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變動(dòng)。在船舶和貨車裝置移動(dòng)網(wǎng)關(guān)，航標(biāo)管理員在航標(biāo)器材運(yùn)輸過程中也能夠?qū)崟r(shí)獲取航標(biāo)器材運(yùn)輸動(dòng)態(tài)，構(gòu)建堆場(chǎng)-倉庫、倉庫-倉庫全時(shí)段監(jiān)控管理手段。

圖2 “小范圍”航標(biāo)器材管理

3.4 海上浮動(dòng)標(biāo)志、固定助航標(biāo)志航標(biāo)器材管理（轄區(qū)內(nèi)）

“轄區(qū)內(nèi)”航標(biāo)器材管理是指管理安裝在海上浮動(dòng)標(biāo)志或固定標(biāo)志上的已用器材，廣州航標(biāo)處管轄區(qū)域西起大放雞島，東至深圳大鵬灣，北至白坭河大橋，南至蚊尾洲島。東西約210海里，南北約110海里。常規(guī)的智能倉儲(chǔ)管理模式已經(jīng)無法輕易覆蓋整個(gè)轄區(qū)，如果通過建設(shè)LORA基站傳輸數(shù)據(jù)，工程量大且花費(fèi)巨大，得不償失。為解決數(shù)據(jù)傳輸問題，筆者提出“遙測(cè)遙控+RFID技術(shù)”轄區(qū)航標(biāo)器材管理模式。

為監(jiān)測(cè)浮標(biāo)位置及電設(shè)備狀態(tài)，南海航海保障中心開發(fā)“航標(biāo)遙測(cè)遙控及值班防臺(tái)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)靜態(tài)數(shù)據(jù)的匹配，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，兼容航標(biāo)運(yùn)行管理信息化系統(tǒng)等功能。在遙測(cè)遙控平臺(tái)上，航標(biāo)燈器與航標(biāo)名稱進(jìn)行綁定，保證航標(biāo)名和燈器“一對(duì)一”的匹配特性。航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程服務(wù)器和航標(biāo)遙測(cè)遙控終端裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?、交互模式、?yīng)用層的報(bào)文格式及通信命令。通信信道適用移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)及AIS、北斗等專用網(wǎng)絡(luò)。

按照示意圖所示，本管理模式需要硬件設(shè)備、遙測(cè)遙控平臺(tái)和數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)組成。硬件部分主要包括器材電子標(biāo)簽、燈器網(wǎng)關(guān)及各種移動(dòng)網(wǎng)關(guān)組成。海上浮動(dòng)標(biāo)志或者固定標(biāo)志的配套航標(biāo)器材（航標(biāo)燈器除外）配置電子標(biāo)簽，航標(biāo)遙測(cè)遙控?zé)羝髟黾泳W(wǎng)關(guān)模塊，船舶、貨車配置移動(dòng)網(wǎng)關(guān)。配置電子標(biāo)簽的航標(biāo)器材離開堆場(chǎng)或倉庫，并運(yùn)輸至航標(biāo)設(shè)置點(diǎn)的過程中，通過船載網(wǎng)關(guān)或車載網(wǎng)關(guān)可以全程監(jiān)控航標(biāo)器材。

當(dāng)航標(biāo)器材在航標(biāo)設(shè)置點(diǎn)完成航標(biāo)組裝或者器材更換后，各航標(biāo)器材（航標(biāo)燈器除外）的電子標(biāo)簽向航標(biāo)燈器網(wǎng)關(guān)發(fā)送信息，燈器網(wǎng)關(guān)將采集到的信息傳送至遙測(cè)遙控平臺(tái)，該航標(biāo)配套器材（航標(biāo)燈器除外）的數(shù)據(jù)與燈器進(jìn)行匹配，“一張圖”智能管理云系統(tǒng)調(diào)取器材回傳數(shù)據(jù)、航標(biāo)名稱、經(jīng)緯度等相關(guān)信息，在基于航標(biāo)名稱與燈器“一對(duì)一”的前提下，智能管理云系統(tǒng)構(gòu)建“航標(biāo)配套器材（航標(biāo)燈器除外）-航標(biāo)燈器-航標(biāo)名稱”垂直匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)“一標(biāo)一檔一對(duì)應(yīng)”效果，達(dá)到航標(biāo)名稱和航標(biāo)器材信息交互查詢和實(shí)時(shí)跟蹤的目的。

3.5 “一張圖”智能管理云模式效果

“一張圖”智能管理云系統(tǒng)滿足電子標(biāo)簽與航標(biāo)器材信息的自動(dòng)獲取需求，通過融合“小范圍+轄區(qū)內(nèi)”航標(biāo)器材數(shù)據(jù)，在線監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)所有航標(biāo)器材的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)時(shí)展現(xiàn)航標(biāo)器材全局視圖，包含位置圖、統(tǒng)計(jì)柱狀圖等，并提供語音、文字或動(dòng)畫的方式提醒，幫助航標(biāo)管理人員監(jiān)控航標(biāo)器材的完整生命周期和動(dòng)態(tài)增減信息。

總之，航標(biāo)器材“一張圖”智能管理云系統(tǒng)的理念以應(yīng)用需求為出發(fā)點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)器材管理和數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)模塊化、流程的規(guī)范化、操作的簡(jiǎn)易化、運(yùn)行的智能化和應(yīng)用的個(gè)性化，全面提升航標(biāo)管理人員管理水平，為航標(biāo)維保、資產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定等實(shí)際工作提供有力數(shù)據(jù)保障。通過集中管理相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個(gè)具有智能跟蹤、智能調(diào)配和智能管理的航標(biāo)管養(yǎng)綜合管理系統(tǒng)，借助新技術(shù)、新技能，讓航標(biāo)管養(yǎng)工作變的更智能、更便捷。