船舶管理與岸地實現聯系的應用研究

摘 要：隨著世界經濟全球化、貿易國際化的發展，僅僅依靠陸地、空中資源已無法滿足全球的快速發展，這就需要另一種力量來實現這種要求，于是海上運輸應運而生。海洋的開發與利用、船舶的快速發展為現代國際貿易帶來了前所未有的進步。船舶在航行中的管理更需要技術作為強有力的后盾，傳統的船舶管理注重船舶本身的管理，船舶管理與岸地的聯系還不太緊密，無法獲取船舶航行中的各種有關信息，進而由船舶造成的人命安全、財產損失、海洋污染不斷增加，這些都嚴重影響了全球的可持續發展。怎樣減少船舶在航行中出現的重大事故已成為人們關注的熱點問題，本文主要介紹兩種高科技軟件在船舶航行中的初步應用研究，從定性和定量的角度實現船舶在航行中與岸地管理相結合，提高船舶航行的安全性。

關鍵詞：船舶管理；高科技；應用

1 船舶的科技化管理背景

自從港口城市之間、國與國之間的經濟貿易的不斷往來，航運市場已經走過了上百年的歷史，船舶的發展更是有古代的木船時代、鐵船時代、剛穿時代，現在傳播的發展正由多樣化、復雜化向大型化、高速化和高度智能化發展，最終也將船舶管理由人工操作向機艙集控和駕駛臺遙控過度，大型船舶和新型船舶進入了自動化無人機倉管理模式的高級階段，高科技的介入給航運業帶來了管理上的效率與經濟上的利益，節省了大量的人力資源。目前在實現航行中的船舶與岸地的管理相結合的技術視乎不太明顯，為了減少船舶在航行中的各種事故的發生，不僅需要船舶上的管理者的有效管理，更需要利用高科技實現船舶與岸地的相結合，才能更好地實現船舶航行的安全管理。

2 利用科技建立航行船舶與岸地的信息往來

2.1 建立信息往來的必要性

由于海上環境比陸地環境復雜，船舶在航行中的安全一直受到船員的關心，近幾年，海上事故的發生率也不斷的提高，這里大致統計了2003——2008年間由于各種環境因素而造成海上事故的數量如下表。

從表中可以看出，船舶發生事故的幾率在增加，主要是因為船舶管理者對海上的環境分析不當而造成。這也引起人們對船舶管理的思考，目前，人們對船舶的研究已逐漸轉移到對船舶安全管理上來，傳統的管理模式只注重船舶自身的管理，沒有更好的與岸上取得聯系，造成船員對海上環境認識的不準確性而采取的不恰當的管理措施造成航行事故，目前，船舶在航行中如何與岸地取得聯系正在研究，只有船舶的管理與岸地取得聯系，才能獲得更準確的海上環境狀況，才能取得船舶的安全航行。

2.2 單兵視頻回轉系統簡介

采用國際先進的COFDM調制解調技術、信道編解碼技術，并結合數字圖像壓縮MPEG2/MPEG4 等多媒體網絡傳輸技術，能夠在高速移動環境下實現視頻、語音的實時、同步傳輸。單兵視頻回轉系統主要由無線數字圖像傳輸設備組成，無線數字圖像傳輸設備主要是由信號發射機和信號接收機以及接收天線組成。信號發射機由視頻圖像采集、MPEG2圖像編碼、COFDM編碼、加密控制、控制電路、信號放大器、混頻、高放、濾波、發射天線及電源等組成，信號接收機系統由控制電路、信號放大器、接收天線及電源等組成。發射機端將AV信號經過視頻采集編碼，COFDM編碼及DA轉換后再上變頻調制到選擇指定的頻點上，經過高頻功率放大后由天線發射出去。接收端通過高增益的接收天線將接收到的信號送到接收機進行下變頻、COFDM解調、MPEG2解碼輸出AV信號。

2.3 工作原理

船舶在航行中，會遇到各種各樣的海況，例如海浪、氣象的變化、航線的分布、周圍船舶的分布，遇到這些問題如果不能及時的發現與處理，將會造成災難性的事故，利用單兵視頻回轉系統的無線數字圖像傳輸設備所具有的功能就能夠提前了解船舶當時航行的狀況，能夠及時的有效的處理即將出現的問題，無線數字圖像傳輸設備的信號發射機可以把當時的雷達掃描的船舶航行的環境狀況通過AV信號采集，并將采集來的與海況有關的AV信號經過視頻采集編碼，COFDM編碼及DA轉換后再上變頻調制到選擇指定的頻點上，經過高頻功率放大后由天線發射出去。接收端通過高增益的接收天線將接收到的信號送到接收機進行下變頻、COFDM解調、MPEG2解碼輸出AV信號。這些信號將以視頻的形勢呈現在岸地管理人員面前，管理人員可根據采集來的視頻對當時的船舶航行狀況進行分析，忽略次要因素對船舶的影響，重點分析主要因素可能會對船舶帶來的威脅，從而及時的有效的消除潛在的危險。

2.4 單兵視頻回轉系統優點

雷達監控系統是我國港口船舶管理中主要使用的一種技術手段，主要是通過對雷達所覆蓋的區域進行掃描，范圍比較小，而且雷達系統不能獲得船舶的靜態信息，在應用中勢必會存在一定的不足。單兵視頻回轉系統具有覆蓋范圍廣、靈敏度高、移動性好、抗干擾和抗衰落能力強、傳輸數據率高、穩定性和可靠性突出等顯著優點，為管理、搶險、偵察、等應急通信提供遠距離、高速率、高質量圖像的無線實時傳輸。該系統廣泛應用于水利防汛、海事執法、海監巡查、海關邊防、碼頭監控、防盜、等各個機關部門的應急通信平臺，適合海上復雜環境中高質量圖像的實時移動傳輸。

3 交通流信息發布系統的應用研究

3.1 船舶的的安全航行會受到各種環境因素的制約，這些環境因素包括天氣、海況、水域等。如果船舶是在能見度低的天氣環境下運行，船舶管理者就很難獲得準確的信息來進行船舶的安全航行，這種情況下很容易會造成事故的發生，從而危及到航行中的人命和財產的安全。另外，船舶的航行也受到包括船舶自身環境。影響航運安全的氣象海況條件包括能見度、風（浪）、洋流和潮汐等。海上是自由選擇航路的水域，但海域航道寬度、航道深度、航道彎曲角度、航道交叉狀況等對海運安全有一定的影響。海域交通環境因素也非常重要。海域船舶交通流量、海域通航秩序是衡量海域交通環境的重要指標。大量數據表明，離岸10海里左右的海域最易發生海事，原因除了由于航道條件不好及絕大部分的淺灘、暗礁、沉船等礙航物都分布在沿海區域，造成船舶操縱困難發生事故外，另一個重要的原因是沿岸海域船舶通航密度大，船舶發生碰撞事故的機率增大。這就要求船舶管理人員及時的掌握船舶的靜態信息和動態信息，交通信息實時處理軟件憑著自身數據的采集、處理、分析與發布功能，若能應用到船舶航行中將會大大減少船舶出現事故的幾率。

3.2 交通流信息采集、處理與發布系統的建立

交通流實時信息采集、處理發布系統是智能交通管理系統中的一個基礎性子系統，它的建立一般遵循以下幾個步驟：

3.2.1 建立先進的地理信息平臺：船舶航行中的所有交通管理信息都建立在該平臺上，能夠處理、查詢、分析各種靜態和動態信息。

3.2.2 建立交通信息采集預處理系統：包括實時數據的檢測、采集、統計、計算與分析。

3.2.3 建立基于地理信息的Web信息發布系統：發布的信息包括船舶航行中遇到的各種環境狀況。

3.3 交通流信息采集、處理與發布系統的功能

交通流信息發布系統的主要功能是數據的接受、數據的處理與分析、數據的發布等功能。數據的接受主要是檢測器的應用，它不僅能夠將影響航運安全的氣象海況條件包括能見度、風浪、洋流以及周圍船舶的分布情況及航速這些動態信息檢測并收集，還能夠將影響船舶安全航行的船舶的自身情況包括船舶的主要設備狀況這些靜態信息檢測并采集，數據的處理與分析包括數據的過濾、統計與計算，數據的過濾是指采集到的信息進行主要和次要的過濾，過濾出那些是影響船舶航行的主要因素及哪些是次要因素，數據的統計與計算是根據過濾的數據經過統計與計算。信息的發布是將影響船舶航行的各種環境因素以數據的形式進行采集、統計與計算分析，最終這些數據都傳入到指揮中心，管理人員進一步對這些數據進行分析，也就是對船舶航行的所處環境進行定量分析管理人員將這些分析的結果以及要采取的相應措施通過信息發布平臺發布出去，船舶根據這些發布的信息從而確定船舶在復雜環境下是停航、離港、改航、還是停止作業。例如船舶航行中對航道信息的采集與計算至關重要，通過計算可以檢測出各個航線的船舶的流密度以及船舶航行的速度，并將這些數據信息通過無線網絡傳入到指揮中心，經過處理分析，發送到數據總線，發布系統根據要求顯示與發布信息。流程圖如下圖所示。

船舶就可以根據接收到的信息，對船舶的安全航行采取相應的措施，從而減少船舶在航行中由于外部環境的影響而造成的事故，大大提高了船舶的安全性。

4 結束語

單兵視頻回轉系統利用其本身的特點，對船舶的靜態信息和動態信息進行采集與分析，將這些數據信息形成視頻信號不僅展示給岸地管理員，也展示給各船舶的現場管理員，能夠讓管理者從定性的角度去分析船舶的運行狀態，進而保證船舶的安全運行；交通流信息采集、統計預發布系統能夠將船舶航行中的各種環境狀況以數據的形式進行采集與分析，計算出船舶航行的各種狀況，這些狀況能夠以數據的形勢發布出去，他從定量的角度實現了船舶與岸地相結合，能夠有效地、安全的進行船舶管理。

參考文獻

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