船岸實(shí)時(shí)信息管理功能設(shè)計(jì)及國內(nèi)產(chǎn)業(yè)機(jī)遇思考

(南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入、世界航運(yùn)技術(shù)的發(fā)展，船岸實(shí)時(shí)信息管理能力成為增強(qiáng)船公司核心競爭力的關(guān)鍵。衛(wèi)星通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷升級，為船岸實(shí)時(shí)信息管理提供了有力的技術(shù)支持。本文基于現(xiàn)有的船用通信和自動(dòng)化控制設(shè)備，探討如何發(fā)展船岸實(shí)時(shí)信息管理。

1 船岸實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)構(gòu)成

船岸實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)分硬件和軟件兩部分。硬件由船端系統(tǒng)、船岸通信系統(tǒng)和岸端系統(tǒng)三部分構(gòu)成，船端系統(tǒng)主要用于船舶數(shù)據(jù)的采集和處理，船位、船速、航向、主機(jī)報(bào)警及火警等涉及航行安全的信息從船載航行數(shù)據(jù)記錄儀(VDR)讀取。但對于VDR中沒有的數(shù)據(jù)信息，如主機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)、輔機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，燃油系統(tǒng)數(shù)據(jù)，則需要另外配置信號采集裝置進(jìn)行采集、處理，船岸通信通過INMARSAT-FBB衛(wèi)星通信設(shè)備進(jìn)行，該衛(wèi)通設(shè)備傳輸速度可達(dá)432 kb/s，通信費(fèi)用方面也有較大優(yōu)勢，岸端系統(tǒng)包括衛(wèi)星地面站、Internet網(wǎng)和陸上用戶終端。船舶數(shù)據(jù)讀取、存儲、處理、壓縮、發(fā)送，信號交換過程中通信協(xié)議解析和響應(yīng)，船岸信息管理平臺的構(gòu)建均屬于軟件范疇，船岸信息管理平臺的構(gòu)建需綜合船舶特征、設(shè)備運(yùn)行、航運(yùn)信息、貨物數(shù)據(jù)等各方面信息，根據(jù)客戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 船岸實(shí)時(shí)信息管理功能設(shè)計(jì)

2.1 安全航行

安全是船舶航行的核心問題，按照SOLAS公約要求，船上強(qiáng)制安裝的安全相關(guān)船岸通信系統(tǒng)有全球海上遇險(xiǎn)和安全系統(tǒng)(GMDSS)、船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)(AIS)、船舶保安報(bào)警系統(tǒng)(SSAS)和船舶遠(yuǎn)程識別和跟蹤系統(tǒng)(LRIT)。交互性強(qiáng)、可視性好的智能化船岸實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)可進(jìn)一步提高航行安全的監(jiān)控力度，增強(qiáng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力，是對SOLAS公約要求強(qiáng)制安裝設(shè)備的有效補(bǔ)充和擴(kuò)展。

1)安全管理是船舶管理的核心。本系統(tǒng)在滿足船舶履約要求的基礎(chǔ)上,完成船舶外部檢查(PSC,FSC,ISPS)、內(nèi)部檢查、船舶自查、海務(wù)/機(jī)務(wù)日常管理、事故處理、統(tǒng)計(jì)等與船舶安全管理工作過程控制相關(guān)的工作任務(wù),便于公司安全工作的制度化、程序化管理。同時(shí),實(shí)時(shí)的船岸信息傳遞為船舶安全提供了良好的技術(shù)保障[1]。近幾年來，海盜活動(dòng)頻繁，嚴(yán)重威脅船舶的安全。該系統(tǒng)可將船舶航行數(shù)據(jù)、航行環(huán)境直接加載并在電子海圖(ECDIS)上顯示，以利于岸端對船舶進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，及時(shí)掌握船舶動(dòng)態(tài)信息和船舶防海盜應(yīng)急準(zhǔn)備工作，針對不同情況提出指導(dǎo)建議，協(xié)調(diào)和安排參加護(hù)航編隊(duì)或申請海軍特殊護(hù)航。

2)設(shè)備正常運(yùn)行是航行安全的有力保障。通過設(shè)備監(jiān)控功能開發(fā)可查看船舶的主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐、電站管理系統(tǒng)，無線通信設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，記錄、查看和比較各類參數(shù)，打印歷史數(shù)據(jù)。如果采集的數(shù)據(jù)超出正常設(shè)定值，則以醒目報(bào)警方式顯示，這樣便于異常數(shù)據(jù)的查找和識別。如配置相應(yīng)的設(shè)備自診斷軟件，還可以代替人工服務(wù)，連接到岸端設(shè)備廠家的遙控維護(hù)服務(wù)器進(jìn)行設(shè)備自檢，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的具體原因和位置，便于廠家服務(wù)人員提前準(zhǔn)備備件，及時(shí)登船服務(wù)。

3)如船上配置了視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)，可將在易發(fā)生安全事故的場所(如裝卸貨甲板、船艏、船艉、機(jī)艙等)采集到的現(xiàn)場視頻信息，利用數(shù)字處理技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)INMARSAT-FBB衛(wèi)星通信設(shè)備傳送到岸端進(jìn)行同步顯示和播放，岸端管理人員通過此功能可以真實(shí)、直觀、同步了解現(xiàn)場動(dòng)態(tài)與實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.2 節(jié)能環(huán)保

世界石油價(jià)格的快速上漲給船舶營運(yùn)帶來極大成本壓力，全社會(huì)節(jié)能減排意識不斷增強(qiáng)，國際海事組織和各港口國政府對船舶廢氣排放提出的要求更加嚴(yán)格。通過更高效的燃料利用是船岸實(shí)時(shí)信息化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源利用最大化的有效途徑。

1)通過導(dǎo)航優(yōu)化實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，船端系統(tǒng)將收集到的船位、天氣狀況(風(fēng)向、風(fēng)速)、主機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油消耗、船速等信息發(fā)送岸端系統(tǒng)，岸端將測量數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)模式和最佳算法來分析，找出最佳的航線和航速并反饋到船端，來提高船舶的能源利用率。另外，還可利用數(shù)據(jù)庫中航程和油耗的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，作為以后相似航行和航線的對比和參照。

2)主機(jī)是船上主要耗能設(shè)備，將機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)中主推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過船岸通信系統(tǒng)發(fā)送到岸端，通過主推進(jìn)器系統(tǒng)重要性能參數(shù)分析，和能源平衡計(jì)算得出的最佳航速和燃油消耗進(jìn)行對比；如采用可調(diào)螺距螺旋槳，通過主機(jī)轉(zhuǎn)速，螺距比和船速數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真模型分析；通過采集燃油系統(tǒng)數(shù)據(jù)，和主機(jī)燃油消耗曲線進(jìn)行比較分析；還可以通過分析空氣消耗和廢氣排放來判斷主機(jī)是否超負(fù)荷運(yùn)行。利用這些監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行主機(jī)模型分析和優(yōu)化算法，可得到最佳轉(zhuǎn)速、螺距和熱能效率的分析報(bào)告，同時(shí)給出參數(shù)調(diào)整的指導(dǎo)意見反饋船端，使主機(jī)在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。

3)縱傾平衡的優(yōu)化有利于節(jié)約能源。通過安裝在艏部和艉部的應(yīng)力傳感器、配載儀和液艙測深儀(有液貨艙的場合)采集縱傾平衡相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合船舶吃水和船體阻力和主機(jī)模型來找出最佳縱傾平衡方案，提出盡量減少船體阻力的縱傾平衡建議，來減少船舶能源消耗。

2.3 成本控制

良好的成本控制是船公司在激烈市場競爭中取得優(yōu)勢的重要條件。除了上述節(jié)能增效措施之外，還可利用船岸實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)，按照公司預(yù)算及計(jì)劃,跟蹤監(jiān)控船舶物料、備件、潤滑油、維修工程、通信等費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)船舶年度計(jì)劃的制定、費(fèi)用計(jì)劃的分配、各類費(fèi)用實(shí)際支出、預(yù)估費(fèi)用控制、實(shí)際完成情況的上報(bào)等與船舶管理成本控制工作有關(guān)的任務(wù)，為公司管理決策提供依據(jù),以提高船舶營運(yùn)效率,降低運(yùn)營成本[2]。

3 國內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展機(jī)遇

目前國際上提供相關(guān)服務(wù)的有Marorka公司、ABS公司、SPECTEC公司等；國內(nèi)上海海事大學(xué)和中遠(yuǎn)集運(yùn)聯(lián)合開發(fā)了SMIS系統(tǒng)等船舶管理軟件；海蘭信公司也已經(jīng)介入該領(lǐng)域，為臺州市港航管理部門開發(fā)了“航運(yùn)信息化管理系統(tǒng)”。船岸實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)為船端和岸端信息實(shí)時(shí)交流搭建了一個(gè)管理平臺，很多功能實(shí)現(xiàn)要依靠專門船舶管理軟件和岸端有效技術(shù)支持完成，除了上述安全航行、節(jié)能環(huán)保、成本控制等方面，還可擴(kuò)展到機(jī)務(wù)管理、人員管理、供應(yīng)管理、船舶調(diào)度、決策分析等航運(yùn)管理的各個(gè)層面。管理軟件編制一般要經(jīng)過項(xiàng)目評估和計(jì)劃、編制軟件、系統(tǒng)安裝和人員培訓(xùn)、功能監(jiān)測和模擬、實(shí)船驗(yàn)證、用戶反饋等環(huán)節(jié)，才能最終開發(fā)出符合用戶要求的產(chǎn)品。因此，船岸實(shí)時(shí)信息管理軟件設(shè)計(jì)需要軟件提供商和用戶充分溝通，在了解用戶基本信息和需求的基礎(chǔ)上，提供定制化服務(wù)。近年來，隨著全球造船中心向中國轉(zhuǎn)移的趨勢日益明顯，航運(yùn)企業(yè)、擁有監(jiān)管船舶的政府部門和海軍對船岸實(shí)時(shí)信息管理的需求逐漸增加，和國外企業(yè)相比，國內(nèi)企業(yè)在與用戶溝通，了解用戶需求，提供及時(shí)、快捷服務(wù)方面有著明顯優(yōu)勢。那些掌握核心技術(shù)和優(yōu)秀人才、擁有穩(wěn)定客戶關(guān)系和全球服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的國內(nèi)航海電子科技企業(yè)，將在應(yīng)用前景廣闊的船岸實(shí)時(shí)信息管理市場獲得合作先機(jī)。

[1] 岳躍申,鄭士君,黃愛平.新型船岸一體化管理平臺的設(shè)計(jì)及其功能[J]. 航海技術(shù)，2009(3)：70-72.

[2] 沈 忠，鄭士君，韓成敏，等.船岸一體化管理平臺設(shè)計(jì)[J].中國航海，2006(1)：36-38.