談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船隊管理中的應用

中石油京唐液化天然氣有限公司 張鵬飛

大連海事大學航海學院 郝慶龍

談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船隊管理中的應用

中石油京唐液化天然氣有限公司 張鵬飛

大連海事大學航海學院 郝慶龍

由于船隊管理中的船舶、船員以及船舶貨物管理受內(nèi)外因素影響較大，使得船隊管理成為各大遠洋運輸公司日常管理工作中較為繁雜的一項工作。為進一步規(guī)范上述管理，引入物聯(lián)網(wǎng)這一新興技術(shù)，通過介紹物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，將其和實際運營中的船舶管理、船員監(jiān)管和貨物管理相結(jié)合，深層挖掘物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢特點，為公司的船隊管理提出一條新思路和新穎的管理模式。

物聯(lián)網(wǎng)；船隊管理；安全

一、物聯(lián)網(wǎng)定義及簡介

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，其英文名稱是“The Internet of things”，含義就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。早在1995年，比爾·蓋茨在出版的The Road Ahead中首次提到“物聯(lián)網(wǎng)”，稱它為連接“物”的網(wǎng)絡。[1]物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。[2]

從“物聯(lián)網(wǎng)”概念的正式提出到如今的二十余年間，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)應用于社會生活的多個領(lǐng)域。從產(chǎn)業(yè)鏈看，物聯(lián)網(wǎng)可廣泛應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)，智能電力供應和管理，農(nóng)產(chǎn)品自動維護和管理，食品、物品在運輸存儲中的質(zhì)量管理等，這些功能為人們帶來了美好的前景。

物聯(lián)網(wǎng)在公司運營管理中顯現(xiàn)出來的優(yōu)越性，完全可以移植到船隊管理工作中。通過射頻識別、紅外感應、全球定位系統(tǒng)、機關(guān)掃描、各類傳感器等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，從而實現(xiàn)對船隊的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

二、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)按功能劃分，從下到上依次有三個層次，即感知層、傳輸層和應用層。如圖1所示。

1. 感知層

該層主要的功能為感知和識別物體，采集和捕獲物體及其環(huán)境的相關(guān)信息。它包括各種具有感知能力的設備和網(wǎng)絡，如各種傳感器、近程通信的無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）、RFID標簽和讀寫器、M2M終端、視頻采集器終端等。

2. 傳輸層

該層主要功能為傳送和處理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，其中包括現(xiàn)有的有線、無線通信網(wǎng)，以滿足數(shù)據(jù)的高帶寬、遠距離傳輸要求，還包括網(wǎng)關(guān)設備，以實現(xiàn)感知層和通信網(wǎng)絡的互聯(lián)和協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。傳輸層還包括感知數(shù)據(jù)管理和處理。

3. 應用層

其功能為利用經(jīng)過傳送和分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的應用服務。中間件則是為物聯(lián)網(wǎng)應用提供基礎的公共服務系統(tǒng)的平臺系統(tǒng)。

通過底層感知終端的船舶實時狀態(tài)、貨物情況和船員狀態(tài)，將其數(shù)據(jù)經(jīng)過分析、分類和整合，通過公共網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸，錄入相應的管理數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過和之前已經(jīng)存儲的信息比對，發(fā)現(xiàn)船舶、貨物和船員管理存在的問題，提出這些問題的解決方案，預防類似問題的再次出現(xiàn)，提高船隊管理的效率和安全。

圖1 船隊管理的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

三、物聯(lián)網(wǎng)在船隊管理中的具體應用

船隊管理工作主要包括船舶管理、船員管理和貨物管理三個內(nèi)容。船舶運營期間，船舶公司須對船舶航行水域的安全狀況、船舶的結(jié)構(gòu)、船舶抵港時間等進行監(jiān)管，對船員的健康狀況、業(yè)務水平和證書有效期等進行監(jiān)管，對貨物在運輸過程中的包裝、濕度、船艙壓力等進行監(jiān)管。這些監(jiān)管工作可以依托于物聯(lián)網(wǎng)，通過各種傳感器、GPS定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等傳輸?shù)酱肮?，從而提高監(jiān)管效率，創(chuàng)造更大效益，提高船舶公司的競爭力。

1.船舶管理

船舶是海上貨物運輸?shù)闹饕d體，在船舶運行期間，公司需要對船舶的所處位置、船舶航經(jīng)水域、船舶的進出港時間等即時信息進行監(jiān)管。通過以上監(jiān)管，船舶公司可以及時安排船舶代理、貨物代理，為船舶進出港作準備。通過這樣的優(yōu)化管理，可以節(jié)約大量船期，減少船舶在泊位等待時間。當船舶航經(jīng)特殊水域，例如海盜經(jīng)常出沒水域、軍事演習區(qū)域、惡劣天氣地區(qū)等，公司通過物聯(lián)網(wǎng)可以與航經(jīng)上述區(qū)域船舶進行信息交換。當船舶駛?cè)牒１I區(qū)域，船舶通過GPS或北斗定位系統(tǒng)，將船舶所在位置傳輸?shù)焦痉掌?，由服務器對信息進行處理，返還給船舶駕駛?cè)藛T信息，以提醒船員仔細瞭望。公司服務器收集海上天氣信息，為船舶航行提供駕駛最佳航線，避免惡劣海況對船舶、貨物造成嚴重經(jīng)濟損失。當船舶在海上遇難或者船舶處于固定船位不再更新時，服務器將通過短信、郵件、報警等方式通知公司，以達到及時救助或協(xié)助救助，將損失降到最小。

2. 船員管理

船舶在海上航行，人是決定船舶安全和貨物安全的主導因素。駕駛?cè)藛T的業(yè)務水平直接導致船舶是否行駛在正確航線上，并且在船舶會遇過程中，駕駛?cè)藛T的船舶操縱水平，會直接影響船舶避碰效果的好壞。

同時，在外海航行會受到船舶醫(yī)療條件的限制，不能像陸地醫(yī)治那么及時，船員的身體狀況也備受關(guān)注。由于在船缺乏鍛煉，并且受值班的時間安排限制，船員的作息時間會影響其健康狀況，公司需要對船員的業(yè)務水平和健康狀況進行監(jiān)管。例如，通過在駕駛臺和機艙值班室安裝打卡器，記錄值班人員交接班時間，以便對船上人員進行考核。并且通過船上網(wǎng)絡傳輸?shù)酱痉掌鳎c預先設定好的值班人員數(shù)據(jù)進行匹配。如與預先設定數(shù)據(jù)不能匹配，則證明值班人員未按時工作，服務器則會自主向船長、公司領(lǐng)導發(fā)送通知信息，并將事件記錄，作為考核數(shù)據(jù)。船員健康狀況同樣可以監(jiān)測，船上醫(yī)務室的測量儀器可以通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)傳入船上數(shù)據(jù)處理計算機，最終通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?。通過各種測量儀器，測量船員的體溫、血壓、脈搏、視力等，將測量結(jié)果直接通過船上設備和網(wǎng)絡傳輸?shù)焦痉掌?。對船員的健康測量結(jié)果進行分析統(tǒng)計，向測量結(jié)果不在健康值范圍內(nèi)的船員發(fā)送健康通知，如對血壓偏高的船員，通過發(fā)送通知，建議其食用低脂肪的食物。對健康狀況不能勝任船上工作的船員，及時進行更換，以保證其健康不至惡化，并確保船舶和貨物安全。

3. 貨物管理

船舶運營主要任務是將貨物運送目的地。然而海上運輸?shù)呢浳锓N類繁多，包裝、規(guī)格、特性、裝運方式等各不相同，具有不同的特性和裝運要求。為了安全及便利貨物運輸，必須充分了解貨物的基本特性。但是船員日常工作、值班任務繁重，在貨物管理方面難免會有疏漏。為了貨物的運輸安全，需要借助各種傳感器材，依托于物聯(lián)網(wǎng)平臺對貨物進行智能監(jiān)管。例如貨物由于成分和結(jié)構(gòu)不同，貨物當中含有親水基團以及貨物結(jié)構(gòu)疏松多孔，使得貨物具有吸附或散發(fā)水分的性質(zhì)即吸濕和散濕性，如棉、麻、茶等物品。在運輸中，貨物含水量過多，會造成貨物潮解、溶化、分解、生霉等變質(zhì)現(xiàn)象，為防止貨物吸濕變質(zhì)，需要熟悉各種貨物的安全含水量，加強溫、濕度控制和采取防潮措施。如在貨艙中加裝溫度、濕度傳感器，及時測量貨艙溫度、濕度信息，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)的服務器進行分析處理，將結(jié)果及時反饋給船上負責人員。如果貨艙溫度濕度超出允許值，將發(fā)送報警信息給船公司主要負責人和船長。

又如某些貨物具有熱變性，即貨物因溫度變化后引起形態(tài)變化的性質(zhì)。有些散裝貨物如煤炭、礦砂等，如果水分含量較高，在低溫條件下會凍結(jié)成塊。有些低熔點貨物在超過一定溫度范圍后，在形態(tài)上會發(fā)生變化，如軟化、變形、粘連、熔化等。貨物熱變后，雖在成分上未發(fā)生質(zhì)的變化，但容易造成貨損、倒垛、沾染其他貨物、影響裝卸作業(yè)等后果。貨物熱變與含水量、熔點、外界溫度等因素有關(guān)，在運輸中應采取控制貨物含水量、低熔點貨物裝載于陰涼低溫艙位、適當控制溫度等措施。上述措施可以依托物聯(lián)網(wǎng)控制實施，在貨艙安裝溫度傳感器，將貨艙溫度傳輸?shù)椒掌鳎鶕?jù)不同裝載貨物性質(zhì)進行處理，將結(jié)果發(fā)送給值班人員，以保證貨物載運過程中的質(zhì)量及安全。

四、結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)在船舶管理中的應用在國內(nèi)具有較大的市場。物聯(lián)網(wǎng)在公路交通中的應用技術(shù)已經(jīng)很成熟，建議將陸路交通的物聯(lián)網(wǎng)管理有選擇性地移植到船隊管理體系中，這樣不僅可以節(jié)約大量的人力，而且可以更加充分發(fā)揮管理中的高效、便捷、安全、準確等優(yōu)點。

建立一個多方共贏的商業(yè)模式，是推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵問題。只有盡可能讓參與船隊管理的物聯(lián)網(wǎng)各個環(huán)節(jié)都從中受益，獲得相應的經(jīng)濟效益，才能促進加大船公司對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的投入，并實現(xiàn)良性循環(huán)，從而更好地促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船隊管理中的應用，促進船舶智能化發(fā)展和精細化管理。

[1]黃忠秀.船舶運輸控制系統(tǒng)[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2]陸月,張欣,渠繼東.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船舶行業(yè)上的應用前景[J].科技傳播,2012(17):213-214.

10.16176/j.cnki.21-1284.2015.11.002