基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)研究

段原昌

（長(zhǎng)江瀘州航道局，四川 瀘州 646000）

基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)研究

段原昌

（長(zhǎng)江瀘州航道局，四川 瀘州 646000）

航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)以航道處主要生產(chǎn)設(shè)施作為管理對(duì)象，并監(jiān)測(cè)航道維護(hù)船和車輛的實(shí)時(shí)位置、重點(diǎn)標(biāo)位的實(shí)時(shí)水深等信息。通過安裝在航道維護(hù)船和車輛上的GPS模塊獲取位置數(shù)據(jù)以及安裝在重點(diǎn)標(biāo)位上的測(cè)深儀獲取水深數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，在岸上監(jiān)測(cè)中心顯示航道維護(hù)船的實(shí)時(shí)位置和重點(diǎn)標(biāo)位水深信息。該系統(tǒng)能在監(jiān)控中心電子地圖上實(shí)現(xiàn)航道生產(chǎn)資源管理以及水深信息、船舶位置和車輛位置信息監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮和日常調(diào)度輔助決策等功能。基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)包括地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

GPS模塊；遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)；電子地圖；航道生產(chǎn)資源管理

1 引言

在航道生產(chǎn)領(lǐng)域，對(duì)碼頭、船舶、房屋、車輛、水道、橋梁、浮標(biāo)、岸標(biāo)、信號(hào)臺(tái)、加油站、設(shè)備、人員、塔標(biāo)和桿標(biāo)等資源的管理還是以人工整編、卡片檢索、檔案查詢的方式為主。這種方式不僅使資料整編人員在整編工作上花費(fèi)較大的精力,也使使用人員在資料查找、收集、整理過程中耗費(fèi)很多的時(shí)間，直接影響部門的工作效率。而由于資料來源的不同，資料在完整性、正確性、規(guī)范性等方面也存在很大的問題。資料的殘缺、數(shù)據(jù)的凌亂、格式的多樣，往往使數(shù)據(jù)資料失去應(yīng)有的使用價(jià)值。

此外，航道維護(hù)船擔(dān)負(fù)著航道設(shè)施的維護(hù)、巡查、檢修和運(yùn)輸任務(wù)，目前對(duì)航道維護(hù)船的管理主要是通過通訊設(shè)備確定航道維護(hù)船的具體位置，并進(jìn)行定期巡視對(duì)船員及航道維護(hù)船進(jìn)行管理，屬于典型的“看不見，摸不著”的管理模式，這種傳統(tǒng)的管理模式不僅需要花費(fèi)大量的人力物力，而且容易出現(xiàn)航道維護(hù)船定位的錯(cuò)誤和缺失。因此，有必要深入研究地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)一套具有輔助決策功能的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)，在電子地圖上實(shí)現(xiàn)航道資源的顯示、搜索、查詢、定位以及航道水深遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、航道維護(hù)船位置跟蹤和航行軌跡回放等功能，使航道管理者能全面、直觀地掌握整個(gè)航道資源的相關(guān)信息。

2 系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)

基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)包括兩部分：航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和航道生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

2.1 基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

基于百度地圖的航道生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航道維護(hù)船和車輛的實(shí)時(shí)位置信息以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航道重點(diǎn)標(biāo)位的重點(diǎn)水深系統(tǒng)，主要由測(cè)深儀、GPS模塊、DTU模塊組成。航道維護(hù)船和車輛的實(shí)時(shí)位置信息主要通過GPS模塊采集之后，通過與之相連的DTU模塊發(fā)送出去，監(jiān)測(cè)中心得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)就能知道航道維護(hù)船和車輛的具體位置信息；通過安裝在重點(diǎn)標(biāo)位上的測(cè)深儀來采集航道水深信息，通過DTU模塊將水深信息發(fā)送到岸上監(jiān)測(cè)中心以便處理和顯示。在該系統(tǒng)中，多個(gè)DTU和監(jiān)測(cè)中心的連接是該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)。

2.2 基于百度地圖的航道生產(chǎn)資源信息管理系統(tǒng)

基于百度地圖的航道生產(chǎn)的管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)航道生產(chǎn)相關(guān)的資源和信息的管理，如航道維護(hù)船、燈塔、碼頭等設(shè)施。航道生產(chǎn)資源信息主要包括航道基礎(chǔ)信息、航道處內(nèi)部資源信息、航道處外部資源信息等，通過百度地圖直觀地顯示以上信息的具體地理位置，使管理人員能夠宏觀地掌握航道處所有資源的配置情況，在緊急情況發(fā)生時(shí)能夠快速調(diào)集周邊人員物資搶險(xiǎn)救助等功能。在該系統(tǒng)中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以及百度地圖的引用是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

3 基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)模型

3.1 監(jiān)測(cè)和管理對(duì)象

監(jiān)測(cè)和管理的對(duì)象是與航道生成相關(guān)的資源和信息，其主要資源包括航道基礎(chǔ)信息、內(nèi)部資源信息和外部資源信息三部分組成；動(dòng)態(tài)信息主要是指位置信息。該系統(tǒng)的資源如表1所示。

表1 主要資源表

3.2 系統(tǒng)的構(gòu)成及實(shí)施方案

由圖1總體硬件方案圖可知，測(cè)深模塊和GPRS模塊是實(shí)現(xiàn)航道水深實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和航道維護(hù)船實(shí)時(shí)位置監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)來源，是實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)的測(cè)深模塊選用廣州南方測(cè)繪有限公司SDE-18s主機(jī)換能器一體化測(cè)深儀，GPRS模塊選用北科驛唐科技有限公司生產(chǎn)的MD-610G系列GPRS DTU。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

圖1 系統(tǒng)總體框架圖

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是本項(xiàng)目的前端系統(tǒng)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)水深數(shù)據(jù)采集、航道維護(hù)船定位信息的采集、航道維護(hù)船行駛狀態(tài)信息的上傳。主要由測(cè)深模塊、GPS模塊、GPRS模塊三部分組成。

（1）測(cè)深模塊是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊。一般使用回聲測(cè)深儀采集航道水深參數(shù)，目前常見的種類主要有升沉補(bǔ)償測(cè)深儀、拖曳式測(cè)深儀、多波束測(cè)深儀。本系統(tǒng)通過對(duì)比選用超聲波多波束測(cè)深儀，通過對(duì)測(cè)深儀的發(fā)射頻率、測(cè)深范圍、數(shù)據(jù)輸出格式、串口選擇等設(shè)置，測(cè)深儀可以周期性的將水深數(shù)據(jù)發(fā)送到串口，通過RS232測(cè)深儀和GPRS模塊相連接，GPRS通信模塊得到了水深數(shù)據(jù)。

（2） GPS模塊主要采集船載終端的地理位置。GPS模塊通過測(cè)量得到實(shí)時(shí)的空間位置，并與GPRS模塊相連，可以將GPS數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控中心。

（3） GPRS模塊是實(shí)現(xiàn)通信的前端設(shè)備。在GPRS模塊有TCP和UDP兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，一般選用TCP傳輸，通過在GPRS模塊設(shè)置IP地址和端口，GPRS模塊就能將測(cè)深模塊和GPS模塊采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)，經(jīng)過固定IP+端口映射發(fā)送到監(jiān)控中心。

3.2.2 通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)由基于Internet的ADSL網(wǎng)絡(luò)和GPRS內(nèi)網(wǎng)組成。岸上監(jiān)測(cè)中心可以通過ADSL網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)公司提供的APN專線或GPRS Modem撥號(hào)的方式接入GPRS網(wǎng)絡(luò),考慮移動(dòng)公司在一些省市不開通APN專線業(yè)務(wù)與GPRS Modem撥號(hào)后網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用較高等因素,系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中心考慮使用ADSL方式接入GPRS內(nèi)網(wǎng)。

4 系統(tǒng)運(yùn)行情況

航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)已在長(zhǎng)江航道局某航標(biāo)船試用，圖2為航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)生產(chǎn)信息全景瀏覽界面。航道生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部分是指實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航道維護(hù)船和車輛的實(shí)時(shí)位置信息以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航道重點(diǎn)標(biāo)位的重點(diǎn)水深系統(tǒng)。圖3為航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)信息錄入界面。航道生產(chǎn)的管理系統(tǒng)部分主要實(shí)現(xiàn)對(duì)航道生產(chǎn)相關(guān)的資源和信息的管理，如航道維護(hù)船、燈塔、碼頭等設(shè)施。

圖2 航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)生產(chǎn)信息全景瀏覽界面

圖3 航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)信息錄入界面

5 結(jié) 論

基于百度地圖的航道生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)，可以在電子地圖上實(shí)現(xiàn)航道資源的顯示、搜索、查詢、定位以及航道水深遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、航道維護(hù)船位置跟蹤和航行軌跡回放等功能，使航道管理者能全面、直觀地掌握整個(gè)航道資源的相關(guān)信息，方便管理者對(duì)航道數(shù)據(jù)的管理和分析，從而減輕航道管理者的工作強(qiáng)度，減少管理上的疏漏，提升航道管理維護(hù)的效率和質(zhì)量，提高航道維護(hù)管理的公共服務(wù)水平和應(yīng)急反應(yīng)能力。

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U612

A

1006—7973（2017）10-0044-03

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.019