淺談GPRS技術在船舶參數采集過程中的應用

郭勇川+萬隆君

摘 要 在我國傳統形式的船舶里面，岸基管理者、船東及船舶工作者無法隨時掌握在外航行、錨泊的船舶重要運行數據信息，例如：油耗、主機轉速、扭矩等等，不能針對船舶的運行狀況實施合理分析與遠程管控。所以，開發滿足船舶運用的參數采集設備將為實現船舶信息化和陸海資源共享打下堅實的基礎。因此，本文就GPRS技術在船舶參數采集中的應用進行簡要概述。

關鍵詞 GPRS技術；船舶參數采集；應用

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）185-0068-02

黨的十八大之后，黨中央提出了“海洋強國戰略”和“海上絲綢之路戰略”。眾所周知，我國已經發展為名副其實的海洋運輸大國，船舶制造業在全球居首，然而就造船技術與綜合水平層面而言，其與世界上其他造船強國之間依然有著較大的差距。當前，船舶信息化與自動化是航運業不斷發展的必然態勢，其自動化系統逐漸向信息集成化轉變，所以造出具備較高附加值、較高技術含量的信息化船舶是我國由海洋運輸大國邁向海洋運輸強國的核心戰略之一。

1 當前船舶參數采集所存在的問題

當前，船舶工作者對于船舶運營參數的采集歸納而言主要存在著以下4個不同的問題。

第一，船岸無法達到及時性的溝通與監管。岸基工作人員對于船舶運行的數據信息以及各類參數的統計往往缺乏時效性，對航運周轉速率造成了非常大的影響。而且因無法及時地了解船舶運行的實際情況，所以跨地區對船舶進行監測與調控就存在較大困難。

第二，數據采集技術較為落伍，需消耗大量的物力與人力。以油耗為例進行分析，船舶管理企業對于所擁有的船只大都是按照所限定的時間范疇實施收集，由船舶工作人員進行讀取、登記，以郵件的方式將其反饋給企業，企業再針對所有的數據實施歸納與研究。此形式所造成的消極影響便是即時性較差，數據不夠精準，同時采集費用較高。

第三，船舶參數采集區域具有強輻射、高溫度、大噪聲等特點，此類區域并不適宜船舶工作人員進行長時間操作，因此傳統形式的數據采集對于船員的身體健康影響很大。

第四，目前所運用的船舶參數采集技術無法達到即時性的采集與保存，因此數據保存、調取歷史性數據存在阻礙。

因此，出于對安全性與經濟性等要素的考量，達到對船舶運行參數的智能采集、監測、統計有著較大的現實意義，也是當前船舶領域不斷進步的必然。

2 船舶參數采集、監控技術發展現狀

2.1 國外船舶參數采集、監控技術發展現狀

國外的船舶遠程監管與運行參數采集系統主要有：OceanView系統、FleetView系統等。

OceanView是挪威C—MAP企業所研發的一個功能較為齊全的地理信息系統，其以CM—93/3海圖數據庫為基礎，船舶所處地理位置、數據、圖片等信息均會標示在電子海圖上，用戶能經過網絡又或是其它形式鏈接至C—MAP數據庫來不斷更新數據。

FleetView系統是英國船商有限公司所研發出的船舶監管系統。此系統具備了以下幾個特點：1）用電子海圖來標出船舶所處的位置信息、當地氣象信息；2）岸基可以各種方式查詢船舶運行參數；3）提供船舶航行線路規劃、航線改善以及航行計劃推演等相關功能；4）危險信息的預警；5）即時、迅速回播船舶的歷史狀態。

英國商船公司在FleetView之后又研發出了一款全新的基于船舶在線的監管體系—FleetViewonline，該系統是以B/S架構為基礎的船舶監管體系。其能夠使得使用者僅僅經過Web瀏覽器和Internet來達到對船舶的遠程監管。

在最近幾年時間內，國外較為領先的航運企業逐漸嘗試運用更加先進的監管體系來對船舶工況進行即時性的監控，例如：德國Held航運企業已經選取運用ShipManager系統對油耗及其它數據信息進行管理。

2.2 國內船舶參數采集、監控技術發展現狀

當前，涵蓋我國重要水道與港口的船舶監管體系初步由船舶自動辨別體系、船舶交通管理體系、船舶追蹤體系構成。

1）船舶自動辨別體系（AIS）應用于鄰近海岸區域的船舶管理、船舶避碰等。船舶與岸上的站點經過VHF接收器自行鏈接并播發船名、船位、目的地、船舶工況等相關信息，辨別信息播發船只的具體狀況。船舶自動辨別體系往往是由數量較多的基站與一個調節中心所構成，所有基站涵蓋范疇大約為35海里。其涵蓋衛星定位、甚高頻通信以及計算機等多領域應用。

2）船舶交通管理體系（VTS）與道路交通監管體系、民航交通管制體系相類似，大都應用于交通復雜、敏感以及事故多發的水道與港口區域的船舶管理。現如今，我國已完成涵蓋重要港口以及周圍地區的船舶監督網絡體系，監管技術水平已經接近和達到了全球領先的水平。然而VTS依然有著覆蓋范疇不廣、無法針對船舶實施自行辨別等問題。

3）船舶追蹤體系運用公共移動通信網絡，將船舶所處具體位置等其它相關的信息反饋至監管中心，達到對船舶的動態化監管，其功能和AIS系統大致相同。船舶追蹤體系當前所存在的不足也是覆蓋范疇較為狹窄，在公用通信網絡所無法覆蓋的區域，無法達到船岸間的數據信息傳遞。

3 GPRS在船舶參數采集過程中的應用

3.1 GPRS無線數據通信方式采集船舶參數的優勢

GPRS是當前處理移動通信服務問題最為有效的技術手段，其以具體的數據流量為參考進行費用計算，其速率快、不受空間約束以及移動辦公等優勢為船舶行業與用戶開展遠程工作提供了設施平臺，創造了極為有利的環境。

1）較快的數據傳輸速度。所有監測信息收集點每一次的數據傳輸速率在10Kbi/s以內，而當前GPRS數據傳遞的速率是40Kbi/s左右，完全可以達到此系統對于數據傳遞速率的要求（≥10Kbi/s）。

2）較大的傳輸容量。如果航運公司想要與所有船只信息采集點實時鏈接，因采集點數目多，系統必須滿足可傳遞突發性數據，GPRS技術的應用能夠符合對于突發性數據進行集中性收集、傳輸的需求。

3）較低的通信費用。運用傳統形式的衛星通道所創建的信息采集傳遞體系成本相對較高。在GPRS信號完全覆蓋的區域運用GPRS通信形式，因其乃根據具體數據流量來對費用進行計算，資源運用率相對較高，通信成本低廉（每月能夠調控在200元之內）。

4）較好的實時響應。和短消息、電話又或是衛星通導所提供的服務對比而言，GPRS具備較強的實時在線特征，系統不會產生時間的延遲，可以達到系統對于數據收發及時性的需求。

3.2 基于GPRS無線數據通信方式采集船舶參數的構想

在此設想里面，該系統主要是由底層數據采集傳感器、采集智能設備（涵蓋RS-485采集模塊、CPU處理模塊、存儲模塊、電源電路及GPRS傳送模塊）以及數據庫/服務器等所構成。服務器經過GPRS網絡和Internet網絡與采集智能設備創建鏈接，采集智能設備經過串口（RS-485）和傳感器直接連接到一起，通過數據采集（包括通信數據多點、多接口的實現、協議解析、信號處理）、數據暫存（即通過存儲芯片實現數據獲取、數據存儲和數據傳輸）、數據發送，達到對于遠程數據信息的采集與監測。

4 結論

隨著通信技術的不斷發展，以GPRS為基礎的船舶參數采集智能設備將會應用至廣域網遠程通信與監控。其融合了無線傳輸技術與監測系統，如果在不久的將來將此設計大量運用于船舶之中，將不同區域的現場數據信息經過無線通信技術即時傳遞，必將在一定程度上提高船員的生活品質與工作效率，有利于航運公司充分了解船舶的運行狀況。

參考文獻

[1]吳正.船用數據采集系統遠程應用的實現方案[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2016，6（2）：3-4.

[2]郭建國，陳亮.中海貨運寧安輪系列船舶油耗遠程監控系統設計[J].科技風，2013（13）：48.