基于物聯(lián)網(wǎng)的港灣泊船管理系統(tǒng)研究

王海燕

(青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東　青島　266404)

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基于物聯(lián)網(wǎng)的港灣泊船管理系統(tǒng)研究

王海燕

(青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東青島266404)

[摘要]隨著時代發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用于各種智能交通系統(tǒng)中。文章基于物聯(lián)網(wǎng),借助海上AIS系統(tǒng)、RFID技術(shù),設(shè)計出一個智能便捷的泊船管理系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)；AIS RFID技術(shù)；泊船管理

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.28.040

1物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)進入21世紀以來一次重要的突破,被譽為繼個人電腦和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后,信息產(chǎn)業(yè)的第三個浪潮。近年來,物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論研究得到快速發(fā)展。它是一種較為成熟的無線數(shù)據(jù)采集技術(shù),其應(yīng)用十分廣泛,特別是在物流、貨物收發(fā)、倉儲,以及制造行業(yè)供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域,技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。把物聯(lián)網(wǎng)引入港口泊位管理中,對于提高船舶靠港速度、提升港口效益具有非常重大的意義。

2AIS系統(tǒng)功能

2.1AIS系統(tǒng)介紹

船用自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,AIS)是一種新興的船舶和岸基廣播助航系統(tǒng),它采用自組織時分多址鏈接技術(shù),在海事VHF頻段無須人工干預(yù)的情況下連續(xù)自動地播發(fā)本船靜態(tài)動態(tài)與航次相關(guān)信息及安全短消息,同時也能自動接收周圍船舶發(fā)出的這些消息,并與海岸基站進行信息交換，是以自組織時分多址技術(shù)為核心的通用自動識別系統(tǒng)。

2.2系統(tǒng)工作原理

供AIS使用的電文,按信息內(nèi)容不同被分為靜態(tài)信息、動態(tài)信息、航次相關(guān)信息和安全相關(guān)短消息四類。根據(jù)信息內(nèi)容的不同,它們的更新速率是不同的。安全相關(guān)短消息在需要時發(fā)送且不受時間約束;動態(tài)信息更新速率取決于航速和航向的變更;靜態(tài)信息和與航次相關(guān)信息每6分鐘或修改數(shù)據(jù)后或根據(jù)請求更新。

靜態(tài)信息每6min或修改數(shù)據(jù)后或根據(jù)要求更新MMSI海上移動服務(wù)標識。在安裝時設(shè)定,如船舶所有權(quán)改變可能需要修正呼號與船名在安裝時設(shè)定,如船舶所有權(quán)改變可能需要修正IMO號碼在安裝時設(shè)定長度和寬度在安裝時或改變時設(shè)定船舶類型參見1371標準定位天線的位置在安裝時設(shè)定,雙向的船舶或裝有多個定位天線的船舶需要修正船高在安裝時設(shè)定,在要求或按船長決定發(fā)送動態(tài)信息由航速和航向變化決定更新船舶位置由與AIS連接的位置傳感器獲得并自動更新UTC時間戳由與AIS連接的主要位置傳感器(如GPS)自動更新對地航向(COG)由與AIS連接的主要位置傳感器自動更新,如該傳感器可計算COG則信息可用,否則信息不可用對地航速(SOG)由與AlS連接的主要位置傳感器自動更新,如該傳感器可計算SOG則信息可用,否則信息不可用船首向由與AIS連接的船首方向傳感器自動更新航行狀態(tài)必要時人工輸入:—在航(用主機推進)—錨泊—失控—操縱能力受限—系泊—吃水受限—擱淺—從事捕漁—在航(使用風(fēng)帆推進)轉(zhuǎn)向率由與AIS連接的船舶轉(zhuǎn)向率傳感器或陀螺羅經(jīng)自動更新,信息可能不可用與航次相關(guān)信息每6min或修改數(shù)據(jù)后或根據(jù)要求更新

續(xù)　表

3RFID 系統(tǒng)組成及工作原理

RFID系統(tǒng)模型在船舶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,一個完整的 RFID 組件包含電子標簽存儲器、讀寫控制器及無線通信網(wǎng)三個部分。

(1)電子標簽—存儲系統(tǒng)。電子標簽用來存放采集的數(shù)據(jù),即船舶等目標物的相關(guān)信息,如船舶方向坐標、溫度及濕度等信息,現(xiàn)在電子標簽的容量已達到296以上。RFID存儲系統(tǒng)通過讀寫控制器來進行讀寫。

(2)讀寫控制器。讀寫控制器利用射頻器件發(fā)射的無線短波對電子標簽進行讀寫控制,讀取的信息通過無線通信組網(wǎng)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)其他組件。

(3)無線通信組網(wǎng)。主要連接 RFID 組件中讀寫控制器與電子標簽的通信以及RFID組件與物聯(lián)網(wǎng)其他組件的通信。

整個RFID 組件流程如下: 當讀寫控制器需要進行信息讀寫時,發(fā)射電波至發(fā)射天線,最終向外發(fā)射；電子標簽收到控制信息時,將自身攜帶的目標物信息編碼后經(jīng)由天線向外發(fā)射； 當讀寫控制器模塊接收到電子標簽發(fā)送的目標物載波時,先進行信號解調(diào),再經(jīng)過解碼,得到目標物初始信息,并經(jīng)由無線通信組網(wǎng)發(fā)送至整個組建控制中心；控制中心首先根據(jù)決策信息判斷該電子標簽的合法性,并做出相應(yīng)的處理。

4結(jié)論

RFID技術(shù)與信息系統(tǒng)在港口泊船管理中的應(yīng)用,解決目前港口泊船管理中存在的船舶的壓港時間長,服務(wù)效率低下的問題；同時也可以對?？看斑M行全方位監(jiān)控,杜絕船舶?？窟^程中走錨等問題而導(dǎo)致的損壞。通過AIS系統(tǒng)獲取船舶信息,并錄入信息系統(tǒng),進行泊位的自動分配,可大大減少由人工操作導(dǎo)致的效率慢、易出錯等問題的概率,實現(xiàn)現(xiàn)代信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)港口管理的完美結(jié)合。

參考文獻:

[1]劉麗.基于物聯(lián)網(wǎng)的船舶監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案[J].長春教育學(xué)院學(xué)報，2013(4):139-140.

[2]楊虎.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的船舶遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué),2013.

[3]沈珣.近海船舶導(dǎo)航無線傳感物聯(lián)網(wǎng)信息集成平臺開發(fā)[J].機電信息.2012(27):179-180.

[4]陳勝銓.港口錨地合理配布和優(yōu)化設(shè)計的研究[D].大連：大連海事大學(xué),2007.

[5]童珊.基干海鐵聯(lián)運的集裝箱港口泊位分配優(yōu)化研究[D].成都：西南交通大學(xué),2013.

[6]涂闖.集裝箱港口泊位和岸橋優(yōu)化調(diào)度研究[D].大連：大連海事大學(xué),2014.

[7]王卉.基于蟻群算法的港口泊位調(diào)度優(yōu)化與仿真[D].大連：大連海事大學(xué)，2010.

[8]吳鐵鋒,朱曉寧.集裝箱海鐵聯(lián)運發(fā)展的方案研究[J].北京交通大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版,2011(2).

[9]彭國均,虞金仁,黃金焰.中國海監(jiān)船舶導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].海洋開發(fā)與管理,2006(4).

[作者簡介]王海燕(1985—),女,蒙古族,山東鄆城人,本科,講師。研究方向：海上通信。