大數(shù)據(jù)技術(shù)在航運(yùn)業(yè)中的應(yīng)用

李純

摘 要：大數(shù)據(jù)技術(shù)在船舶制造業(yè)和航運(yùn)業(yè)中應(yīng)用，能夠發(fā)現(xiàn)很多有價(jià)值的信息與規(guī)律，對(duì)于促進(jìn)造船和航運(yùn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù) 船舶業(yè)

什么是大數(shù)據(jù)

1980年，著名未來學(xué)家阿爾文·托夫勒便在《第三次浪潮》一書中將大數(shù)據(jù)熱情地贊頌為“第三次浪潮的華彩樂章”。大約從2009年開始，“大數(shù)據(jù)”成為互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)行業(yè)的流行詞匯。

大數(shù)據(jù)（big data ， mega data），或稱巨量數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)；是由數(shù)量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型眾多數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合，是基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用模式，通過數(shù)據(jù)的集成共享，交叉復(fù)用形成的智力資源和知識(shí)服務(wù)能力。

大數(shù)據(jù)特點(diǎn)

要理解大數(shù)據(jù)這一概念，首先要從“大”入手，“大”是指數(shù)據(jù)規(guī)模，大數(shù)據(jù)一般指在10TB（1TB=1024GB）規(guī)模以上的數(shù)據(jù)量。大數(shù)據(jù)同過去的海量數(shù)據(jù)有所區(qū)別，其基本特征可以用4個(gè)V來總結(jié)（Vol-ume、Variety、Value和Veloc-ity），即體量大、多樣性、價(jià)值密度低、速度快。

數(shù)據(jù)體量巨大。從TB級(jí)別，躍升到PB級(jí)別。

數(shù)據(jù)類型繁多。如網(wǎng)絡(luò)日志、視頻、圖片、地理位置信息，等等。

價(jià)值密度低。以視頻為例，連續(xù)不間斷監(jiān)控過程中，可能有用的數(shù)據(jù)僅僅只有一兩秒。

處理速度快，1秒定律。最后這一點(diǎn)也是和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有著本質(zhì)的不同。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、平板電腦、PC以及遍布地球各個(gè)角落的各種各樣的傳感器，無一不是數(shù)據(jù)來源或者承載的方式。

大數(shù)據(jù)分析

眾所周知，大數(shù)據(jù)已經(jīng)不簡簡單單是數(shù)據(jù)大的事實(shí)了，而最重要的現(xiàn)實(shí)是對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。大數(shù)據(jù)的分析方法在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域就顯得尤為重要，可以說是決定最終信息是否有價(jià)值的決定性因素?；谌绱说恼J(rèn)識(shí)，大數(shù)據(jù)分析普遍存在的方法理論有：

1、可視化分析

大數(shù)據(jù)分析的使用者有大數(shù)據(jù)分析專家，同時(shí)還有普通用戶，但是他們二者對(duì)于大數(shù)據(jù)分析最基本的要求就是可視化分析，因?yàn)榭梢暬治瞿軌蛑庇^的呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)特點(diǎn)，同時(shí)能夠非常容易被讀者所接受，就如同看圖說話一樣簡單明了。

2、數(shù)據(jù)挖掘算法

大數(shù)據(jù)分析的理論核心就是數(shù)據(jù)挖掘算法，各種數(shù)據(jù)挖掘的算法基于不同的數(shù)據(jù)類型和格式才能更加科學(xué)的呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)本身具備的特點(diǎn)，也正是因?yàn)檫@些被全世界統(tǒng)計(jì)學(xué)家所公認(rèn)的各種統(tǒng)計(jì)方法（可以稱之為真理）才能深入數(shù)據(jù)內(nèi)部，挖掘出公認(rèn)的價(jià)值。另外一個(gè)方面也是因?yàn)橛羞@些數(shù)據(jù)挖掘的算法才能更快速的處理大數(shù)據(jù)，如果一個(gè)算法得花上好幾年才能得出結(jié)論，那大數(shù)據(jù)的價(jià)值也就無從說起了。

3、預(yù)測性分析能力

大數(shù)據(jù)分析最終要的應(yīng)用領(lǐng)域之一就是預(yù)測性分析，從大數(shù)據(jù)中挖掘出特點(diǎn)，通過科學(xué)的建立模型，之后便可以通過模型帶入新的數(shù)據(jù)，從而預(yù)測未來的數(shù)據(jù)。

4、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理

大數(shù)據(jù)分析離不開數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理，高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和有效的數(shù)據(jù)管理，無論是在學(xué)術(shù)研究還是在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，都能夠保證分析結(jié)果的真實(shí)性和有價(jià)值。

大數(shù)據(jù)與船舶業(yè)

大數(shù)據(jù)作為當(dāng)前的時(shí)髦術(shù)語，在國內(nèi)還稍顯稚嫩。這是因?yàn)椋旱谝?，大?shù)據(jù)要在中國滋生，還缺乏文化土壤?！安畈欢嘞壬?、“大概”的標(biāo)簽一直貫穿了中國文化的整個(gè)脈絡(luò)。多數(shù)時(shí)候，決策的形成是依據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)，而不是客觀數(shù)據(jù)。第二，對(duì)于數(shù)據(jù)開放尺度的把握目前還處于探索階段。盡管有些機(jī)構(gòu)掌握了大量原始數(shù)據(jù)，但是，如何開放數(shù)據(jù)成了一個(gè)頭痛的問題。是開放原始數(shù)據(jù)，還是開放經(jīng)過各種加工的數(shù)據(jù)？是轉(zhuǎn)讓給擁有更高級(jí)計(jì)算和儲(chǔ)存能力的大型數(shù)據(jù)公司，還是將數(shù)據(jù)開源，與各種各樣的企業(yè)共享？第三，國內(nèi)挖掘數(shù)據(jù)的工具還不是很成熟。

即便如此，沒有人否認(rèn)數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，尤其在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。人們?cè)噲D在海量數(shù)據(jù)中淘到金子。大數(shù)據(jù)雖然是這兩年才熱起來的概念，但是跟它相關(guān)的“數(shù)據(jù)監(jiān)測”、“數(shù)據(jù)挖掘”等概念卻是傳統(tǒng)造船行業(yè)中早就有的概念。船舶行業(yè)是個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，它與互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合相對(duì)滯后。但是船舶行業(yè)是一個(gè)全球性且規(guī)模龐大的行業(yè)，聯(lián)系著設(shè)計(jì)、制造和貨物運(yùn)輸，聯(lián)系著貿(mào)易市場和人們的生活，數(shù)據(jù)來源廣泛，蘊(yùn)涵著許多具有潛在價(jià)值的知識(shí)與信息，需要去挖掘，需要去發(fā)現(xiàn)。比如以下幾個(gè)方面：

1、提升船舶監(jiān)控系統(tǒng)的“智能化”設(shè)計(jì)

船舶是由多個(gè)系統(tǒng)組成的運(yùn)載工具，在造船流程甚至是航行過程中，不可或缺的就是監(jiān)控船舶各種設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。以往有儀表盤、計(jì)算機(jī)等等，但最新的智能化船舶監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)收集到來自各方面的海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一旦變大，就會(huì)給監(jiān)控帶來新的挑戰(zhàn)。如何從海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)中方便、快捷地查詢與獲取用戶所需的監(jiān)測信息是船東和船長們極為關(guān)注的問題之一。若能把這些大數(shù)據(jù)好好地加以分析，將有利于監(jiān)控系統(tǒng)的完備，提高效率，使監(jiān)控更為及時(shí)、自動(dòng)。

2、監(jiān)控造船施工，確保安全生產(chǎn)

在安全監(jiān)管方面，造船界可以積極借鑒和利用有效的技術(shù)手段，通過傳感技術(shù)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)的采集，對(duì)造船施工過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過對(duì)處于流動(dòng)狀態(tài)和室外作業(yè)人員行為的遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保作業(yè)人員的安全。通過這些監(jiān)控體系的革新和智能化設(shè)計(jì)，相信對(duì)船舶行業(yè)是一個(gè)福音。

3、推動(dòng)造船市場的縱深開發(fā)

在造船領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)狀不太樂觀。就全國范圍來看，各個(gè)造船廠存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互相獨(dú)立、信息孤島和重復(fù)建設(shè)等現(xiàn)象，“多數(shù)據(jù)”往往成了一堆無用之物，難有集約資源、精準(zhǔn)決策的導(dǎo)向與價(jià)值。若能在此基礎(chǔ)上構(gòu)建大數(shù)據(jù)模式，從中發(fā)現(xiàn)和洞悉市場風(fēng)云變幻，將有利于早決策、快行動(dòng)。例如，通過定期接收、存儲(chǔ)造船的訂單量，分析出某型船的需求態(tài)勢，并通過數(shù)據(jù)分析，了解某時(shí)段內(nèi)造船行業(yè)的波峰、波谷態(tài)勢，以及各造船廠的接單特色、生產(chǎn)周期等等。通過這樣一份數(shù)據(jù)報(bào)告，可為船廠的經(jīng)營工作做好前瞻性的準(zhǔn)備，提供有意義的參考。endprint

4、開發(fā)船舶能源需求預(yù)測系統(tǒng)

建造節(jié)能型船舶，已是大勢所趨。在這方面，大數(shù)據(jù)能做的就是預(yù)測了。以船舶油耗監(jiān)控管理為例，通過安裝船舶油耗遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和航速優(yōu)化綜合信息系統(tǒng)，采用傳感器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合、無線通信、定位等技術(shù)，能夠?yàn)榇疤峁?shí)時(shí)高效、調(diào)度監(jiān)控、綜合分析等信息服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、環(huán)保目標(biāo)。具體實(shí)現(xiàn)過程為：一是通過該系統(tǒng)監(jiān)控船舶位置、發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和轉(zhuǎn)速信息，實(shí)現(xiàn)船舶燃油消耗狀況實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測；二是通過對(duì)實(shí)時(shí)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)主機(jī)油耗量、船舶排水量和航速之間的關(guān)系，對(duì)船舶油耗進(jìn)行優(yōu)選，得到一個(gè)位移油耗指標(biāo)，根據(jù)該指標(biāo)，指導(dǎo)船舶在最佳工作點(diǎn)上運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)船舶油耗最經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)；三是通過該系統(tǒng)為航運(yùn)商提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)船舶運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)流程的整合，使管理更輕松，航運(yùn)更高效，有效地降低航運(yùn)業(yè)燃油消耗量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

大數(shù)據(jù)與航運(yùn)業(yè)

大數(shù)據(jù)在船舶行業(yè)的應(yīng)用也已經(jīng)啟動(dòng)。歐洲已經(jīng)發(fā)表了“MUNIN（Maritime Unmanned Navigation though Intelligence NetWork）”項(xiàng)目，旨在發(fā)展新一代控制系統(tǒng)與通信技術(shù)，顯示并控制在港和離港的船舶，這無疑推動(dòng)了信息化船舶與信息化航運(yùn)的發(fā)展。2014年7月，日本船舶技術(shù)研究協(xié)會(huì)著手船舶“大數(shù)據(jù)路標(biāo)”工作，通過搜集多艘船舶的航行及其相關(guān)數(shù)據(jù)形成大數(shù)據(jù)，計(jì)劃為船舶的節(jié)能航行、船型開發(fā)、裝備遠(yuǎn)程維護(hù)等項(xiàng)目所使用。此外，在航運(yùn)業(yè)的低谷期，人們也在積極探索大數(shù)據(jù)時(shí)代給航運(yùn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展所帶來的積極影響。隨著G6、2M、CKYH和O3四大航運(yùn)聯(lián)盟的形成，動(dòng)力將達(dá)到全球動(dòng)力的80%左右。無論是航線設(shè)置、港序版圖，還是網(wǎng)絡(luò)覆蓋、運(yùn)力調(diào)整、營銷設(shè)計(jì)，都將催生航運(yùn)的大數(shù)據(jù)時(shí)代。

1、船舶營運(yùn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測

通過收集船舶營運(yùn)數(shù)據(jù)信息及營運(yùn)船舶性能監(jiān)測，將獲得大量與船舶營運(yùn)管理、船舶航行環(huán)境、船舶航行性能及營運(yùn)能耗有關(guān)的數(shù)據(jù)。目前信息技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展迅速，船舶儀器設(shè)備已逐步智能化，航行船舶的衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)比較成熟，使得營運(yùn)船舶很多物理數(shù)據(jù)的測量已成為可能，通過對(duì)營運(yùn)船舶長期監(jiān)測，將逐步形成大數(shù)據(jù)的集合，奠定航運(yùn)業(yè)船岸信息一體化的基礎(chǔ)。

2、航運(yùn)數(shù)據(jù)的挖掘與應(yīng)用

通過收集和對(duì)營運(yùn)船舶監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及價(jià)值挖掘，可以獲得很多有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，如船舶的功率與航速、船舶能耗數(shù)據(jù)、風(fēng)浪對(duì)船舶航速的影響、各種節(jié)能措施的節(jié)能效果、污底對(duì)功率的影響、航線航區(qū)的海況資料和各類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，具有廣泛的用途。

結(jié)語

在大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，給船舶制造業(yè)和航運(yùn)業(yè)帶了挑戰(zhàn)，也帶來了機(jī)遇！正確處理好大數(shù)據(jù)，將為企業(yè)帶來更大的利益和優(yōu)勢！

（作者單位：中國船級(jí)社武漢分社）endprint