基于物聯網技術的船舶過閘智能調度系統

摘 要：內河航道傳統過閘調度管理手續繁瑣，嚴重影響船舶通航效率。論文引入物聯網技術，結合計算機及軟件技術，根據船舶類型及進入待閘區的順序設計了船舶過閘智能調度管理系統。本系統可簡化過閘手續，節約人力物力，極大地提高了通航效率。

關鍵詞：物聯網；船舶；過閘；智能調度

隨著數字航道建設的有序推進，我國內河航運信息化管控初顯成效，但是信息資源未得到充分有效利用，業務應用系統的功能未能完全發揮。據現有的船舶過閘流程顯示，船舶過閘涉及登記、繳費、調度、過閘等環節。船舶過閘完全由人工管控，手續繁瑣，極度耗費船員的通行時間，同時造成大量船舶處于等待狀態，航道擁堵加劇。

上海市船閘計算機收費系統，邁出了計算機票據逐漸取代手工票據堅實的一步，但是過閘調度的信息化未能完全實現。江蘇省交通運輸廳在口岸船閘展開“船舶便捷過閘系統（水上ETC）”的試點研究。通過創新船閘收費管理機制并融合RFID技術，優化收費管理模式和流程，減少船舶過閘等候時間，提高船閘調度效率。

船載電子標簽只能儲存船舶的靜態信息，且局限于地方船舶使用。為了達到航運數字化管理的先進水平，論文將物聯網技術成功運用于船舶過閘智能調度系統。

1物聯網技術

隨著物聯網技術在智能交通領域應用的深入，船聯網已具備相應的條件。2004年以來，國際海事組織和中國海事局分別要求達到一定噸位的船舶必須安裝自動識別系統[4]。在內河航行且不滿足強制安裝AIS條件的船只可通過地方海事局安裝RFID。為此，可利用AIS與船載RFID互補融合而構成船聯網。

1.1 AIS技術

船舶自動識別系統由岸基（基站）設施和船載設備共同組成，通過VHF頻段自動廣播或接收船舶的靜態信息（人工輸入）、動態信息（自動更新）、航次信息（人工輸入）、安全消息。AIS信息報告發布時間間隔為2S～3min，具體時間由船舶航行狀態確定[5]。船載AIS與安裝在過閘指揮部的AIS基站能夠順利進行信息傳遞，實現船聯網。

1.2 RFID技術

射頻識別技術是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據。射頻識別主要由船載電子標簽與待閘區RFID閱讀器組成。船載RFID選用2.45GHz卡片式有源RFID標簽，其有效識別距離接近100米，可存儲船舶名稱、代碼、船型、噸位、吃水及貨物種類等信息。由于RFID只能存儲船舶的靜態信息，每次出航前均需到航道管理部門重新寫入吃水及貨物等信息。

2 船舶過閘智能調度系統總體設計

2.1 系統功能分析

船舶一般的過閘程序分為的上岸、登記、繳費、調度、過閘等環節，需要船員按照順序走完所有環節辦理手續。船舶過閘智能調度系統旨在借助信息技術優化船舶過閘程序，該系統應具備船舶信息自動獲取、過閘調度、收費結算、過閘及水文信息發布等功能。

2.2 智能調度系統結構

根據船舶過閘智能調度系統的功能分析，可將各功能分模塊并按照一定的邏輯關系整合在系統中。船舶過閘智能調度系統的結構如圖1所示。

3 智能調度系統實現

3.1 軟件數據庫選擇

船舶過閘智能調度系統選用SQL Server 2008作為系統數據庫，用于存儲船舶的動靜態信息、過閘調度信息、收費數據、過閘日志等。系統數據庫可同時存儲通過AIS或船載RFID獲取的船舶信息，并以識別設備類型進行區別。

3.2 船舶過閘智能調度管理軟件設計

待閘船舶駛入待閘區域后，過閘智能調度系統會自動識別船舶的靜態和動態信息，系統根據船舶類型及進入待閘區的順序進行調度，在水文條件符合的情況下對普通船舶與特殊船舶進行統一調度。具體調度管理流程如圖3所示。

在船舶過閘費用扣取前要判斷船主賬戶余額，如果余額不足，系統會將差額費用數據存入本地數據庫，并與船舶管理系統進行數據共享，以便及時扣費。

4 結束語

在船舶物聯網技術的基礎上，論文設計的船舶過閘智能調度系統能夠取代傳統的人工調度管理，極大地節約人力物力，提高通航效率。管理系統融合調度、扣費、日志記錄等功能，為數字航道的建設起著推動作用。

參考文獻

[1]金鵬飛，何斌，等.船閘計算機收費系統應用研究[J].水利規劃與設計，2007， （5）.

[2]袁學忠.江蘇內河船舶便捷過閘系統的試點應用[J].中國水運，2013（6）44：45.

[3]Lei Zhou， Hu Liu， etc. Application Research of Internet of Things in Ship Lockage Management System[C]. Computer Science & Service System， 2012.

[4]國內航行船舶船載電子海圖系統和自動識別系統設備管理規定[EB]. 中國海事局， 2010-4-12.

[5]船載自動識別系統（AIS）技術要求GB/T 20068-2006[S]. 中華人民共和國國家標準.2006.

作者簡介

靳智（1983—），男，漢族，四川巴中人，碩士，助教，主要研究方向為物聯網應用技術、計算機控制。