論船舶管理綜合指揮系統在湖區船舶管理中的應用

高永章 王松

摘 要：文章根據我國湖區的船舶航運管理要求，結合北斗衛星導航及定位技術、寬帶無線通信技術、多媒體調度技術、物聯網技術的應用，對船舶的航行管理、生產管理及信息采集監控進行深入研究，設計并初步實現船舶管理綜合指揮系統。

關鍵詞：多媒體調度；北斗衛星導航；物聯網；綜合指揮

引言

我國是個多湖泊的國家，其中天然湖泊在1平方公里以上的有2800多個，總面積75610平方千米，占全國總面積的0.8%，湖水貯量7510億立方米，除了天然湖泊外，還有數以萬計的人工水庫。隨著經濟的高速發展，我國的湖區航運業日益蓬勃壯大。但是在部分湖區，船舶的航運管理不完善，效率低。隨著航運發展對信息化管理的迫切需求，信息化改進在我國航運管理上得到了逐步的應用。文章就船舶綜合指揮系統進行深入研究，系統通過融合北斗衛星導航及定位技術、電子海圖、寬帶無線通信、多媒體調度、物聯網技術等，構建多媒體管理平臺，解決了船舶管理、湖區管理、指揮調度的實際需求。

1 系統結構

系統平臺由信息接入及管理平臺、高精度定位追蹤子系統、寬帶無線通信網絡、多媒體調度子系統、信息采集安全監控子系統、視頻監控子系統、信息廣播子系統、船載終端等組成，提供多媒體及多維的管理服務。

1.1 信息接入及管理平臺

船舶管理綜合指揮系統通過信息接入及管理平臺與其他業務系統進行互聯，采集輸入各類信息，疊加海圖等數據庫。系統通過與航道圖庫、氣象監測系統互聯，獲取湖區的電子海圖及氣象數據，將相關數據處理后發布給船上用戶，并對位置等屬性信息進行后臺集中處理，在調度大屏進行集中顯示。

1.2 高精度定位追蹤子系統

高精度定位追蹤子系統由空間衛星、地面差分基準站、船載衛星接收機、差分運算處理中心等模塊組成，通過寬帶無線通信網絡進行數據承載。系統通過差分技術獲取船舶的實時位置并傳回中心，在調度大屏集中顯示船舶的位置、航線、速度，為中心工作人員提供集中調度指揮手段。

1.3 寬帶無線通信網絡

本系統利用運營商的寬帶無線網絡對湖區進行覆蓋，為船舶提供高帶寬的無線傳輸通道，承載環境數據、運行數據、生產數據等各類數據。

1.4 多媒體調度子系統

數據通信技術、調度通信技術和視頻監控技術是保障整體系統業務運營的重要組成部分。多媒體調度功能在寬帶無線通信網絡上進行承載，除了提供指揮調度和電話服務，還提供數據信息、音視頻數據等多媒體調度服務。

1.5 信息采集安全監控子系統

信息采集安全監控子系統與船舶裝備互聯，采集船舶動態與管理數據、船舶自動識別系統（AIS）數據、船舶保安報警系統（SSAS）數據，在指揮中心進行綜合顯示，達到對船舶航行安全管理的目的。

1.6 視頻監控子系統

視頻監控子系統采用全數字視頻監控技術，采用先進的視頻壓縮、視頻存儲、播放技術，將湖區重點監視區域（河口、湖岸、碼頭、生產單位、生態保護區域）及船上視頻圖像實時傳回中心。為各級調度中心提供運行監控、安防監控、生產監控等各類圖像信息，便于實時監控管理及事件追溯。

1.7 信息廣播子系統

系統通過在船上安裝顯示屏及揚聲器，通過承載網絡與中心實現信息共享及廣播。另外，系統還可以通過互聯網將商業資訊發布給公眾用戶，實現綜合信息的傳播。

2 系統功能

船舶管理綜合指揮系統可為航運、漁業、運輸、旅游、圍湖農業、工業、生態環保、政務、湖區管理等多種智能單位及用戶提供綜合業務服務，包括高精度定位追蹤、船舶管理、調度控制、生產管理、遇險告警及施救、信息共享及發布、湖區綜合管理等。

2.1 高精度定位追蹤

系統通過地面和船舶的差分定位，為各級調度提供船舶的實時精確位置及行駛軌跡。通過在中心平臺及船載終端的顯示界面上疊加海事地圖、航道、氣象等數據庫，為船舶提供安全可靠的行駛輔助手段。

中心可對所轄船只的航線、位置、速度等進行實時監控管理。

船只可通過平臺的海圖清晰地了解自身位置及航道環境，避免發生因航道變窄、湖面下尾堆、暗礁突出、航道不規則等惡劣環境導致的船舶擱淺、觸碰事故。

與氣象采集平臺相結合，對濃霧等惡劣的天氣情況進行預警，提醒指揮中心及駕駛員謹慎駕駛。

裝有高精度定位船載終端的船舶在設定的預警區范圍內相遇，船載終端會發出報警并在電子海圖上顯示出相鄰船舶的位置，提示駕駛員注意避讓。

對事故（違章）船舶在電子海圖上進行軌跡回放，系統能夠定位船舶事故發生時的位置、方向、航速等，為分析事故原因提供參考依據，為沉船打撈提供幫助。

2.2 船舶管理

系統平臺通過與湖區各企事業單位的管理平臺互聯，進行信息互通。在船上收集各類機組、設備的運行數據，并安裝載重監測等各類傳感器，收集信息，為調度中心提供船舶的船體狀態等信息。

2.3 調度控制

對湖區的船舶進行分級分權分范圍的調度控制，為各個企事業單位及部門提供語音調度、數據調度等多媒體調度管理。系統可提供船對地、船對船、地對地之間的集群調度，包括單呼、組呼、群呼、強拆、強插等等。

2.4 生產管理

為各個企事業單位提供一體化平臺，與湖區及周邊的漁業、運輸物流、工業、農業等生產管理平臺進行互通，為船只及管理部門提供移動通信支撐平臺，為生產管理提供輔助手段。

進行生產數據控制、采集、統計、存儲、查詢等。對同一區域的船舶在線隨機編組，實現同一任務或區域協同作業。

2.5 遇險告警及施救

通過一鍵式設計，當船只遇險時，在秒級時間內瞬時發出求救信號。船舶遇險或事故發生時，系統可以在最短時間內通過電子海圖的精確定位確定事故地點，指揮現場最近的船舶施救，最大限度地減少人員傷亡和財產損失。

2.6 信息共享及發布

平臺授權單位可對船載終端設備發布航行警告、氣象預報、商業咨詢信息。授權用戶可通過互聯網實時查詢運輸物流、商業供求、商業廣告等信息。

2.7 湖區綜合管理

與水文站等管理系統互聯，引入各類傳感器采集的信息，為湖區的水文、水利、航運、警務、政務、旅游、環保、生態等各管理部門提供湖區動態信息，輔助日常管理。

3 結束語

文章的湖區船舶管理研究通過結合先進的北斗衛星導航及定位技術、信息采集技術、多媒體調度技術、無線寬帶通信技術、數據融合計算技術等，為航運管理乃至湖區管理都提供了科學有效的管理手段，對未來航運的發展具有重大意義。本系統的研究應用將不斷發展、推廣，并更好的運用到航運業中。

參考文獻

[1]楊述全.船舶動態監控系統的設計與實現[D].電子科技大學，2013.

[2]楊揚.海事綜合業務管理信息系統研究[D].山東大學，2012.