基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)探討

關(guān)艷

（河北環(huán)境工程學(xué)院 河北 秦皇島 066000）

引言

基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)是一種先進(jìn)的管理系統(tǒng)，可以利用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的集中分析能力和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力等，對(duì)船舶的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并同步到管理系統(tǒng)平臺(tái)上，有助于運(yùn)維管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)船舶運(yùn)維過(guò)程中存在的問(wèn)題，及時(shí)采取有效的措施予以解決，以此減少由于運(yùn)維不到位所造成的設(shè)備故障問(wèn)題，減少船舶運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)，提高船舶運(yùn)維管理效率與質(zhì)量。

1 船舶運(yùn)維管理數(shù)據(jù)的采集和整理

船舶在航行的過(guò)程中遠(yuǎn)離陸地，一旦出現(xiàn)運(yùn)行故障導(dǎo)致船舶停運(yùn)就會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果，影響到船舶上人員的生命健康安全。另外，船舶航行的時(shí)間通常比較長(zhǎng)，設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行容易受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生故障，從而影響到船舶的正常航行[1]。

在傳統(tǒng)的船舶運(yùn)維管理工作中，需要使用人工去依次檢查船舶航行過(guò)程中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且憑借工作去預(yù)測(cè)船舶運(yùn)維問(wèn)題，找到問(wèn)題的原因并采取針對(duì)性措施予以應(yīng)對(duì)，人為影響因素較多，整體的運(yùn)維管理效果一般。而基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)應(yīng)用，則可以利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)去自動(dòng)判斷船舶設(shè)備是否存在故障隱患，并且提示運(yùn)維管理人員故障的類型，有效提高了船舶運(yùn)維管理的效率，并且這種相對(duì)智能化的運(yùn)維管理系統(tǒng)具有人工所不具備的時(shí)效性以及準(zhǔn)確性，可以實(shí)時(shí)獲取各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)整理，為運(yùn)維管理提供必要的數(shù)據(jù)支持。運(yùn)維管理系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、工況數(shù)據(jù)、航線環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集和整理，并分析其數(shù)據(jù)參數(shù)與正常狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)的差值，以此去準(zhǔn)確的判斷設(shè)備運(yùn)行狀況，提前做出預(yù)警或安全防護(hù)工作。

2 船舶設(shè)備衰退的預(yù)測(cè)

在應(yīng)用基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)時(shí)，管理人員可以通過(guò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集并整理的數(shù)據(jù)去建造運(yùn)維管理模型，設(shè)計(jì)科學(xué)的運(yùn)維對(duì)比集合，通過(guò)分析設(shè)備變量之間的差值、變量分布以及變量相關(guān)性等，找到船舶運(yùn)維管理數(shù)據(jù)之間的高相關(guān)以及共線性特征，利用決策樹(shù)理論構(gòu)建一個(gè)樹(shù)形的函數(shù)模型，以此為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)船舶設(shè)備的衰退情況。

這種船舶設(shè)備衰退的預(yù)測(cè)計(jì)算方式需要通過(guò)三個(gè)步驟完成：第一，將采集和整理后的設(shè)備信息納入對(duì)比集合，并根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行分類，建立決策樹(shù)模型[2]。第二，利用測(cè)試集合去評(píng)估決策樹(shù)模式預(yù)測(cè)船舶設(shè)備衰退的準(zhǔn)確性，如果準(zhǔn)確率達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的話，則可以應(yīng)用該決策樹(shù)模型去針對(duì)未知類的待測(cè)船舶設(shè)備數(shù)據(jù)集合進(jìn)行預(yù)測(cè)。第三，決策樹(shù)模型的寬度控制需要使用到臨界值去測(cè)定，而熵是由船舶設(shè)備手冊(cè)中規(guī)定的設(shè)備參數(shù)變化范圍表示，如果船舶設(shè)備的熵值超出了這個(gè)規(guī)定的范圍，則證明船舶設(shè)備的運(yùn)行狀況是不良的，存在故障隱患或者已經(jīng)發(fā)生故障，需要進(jìn)行維修或者更換故障的零部件等。

3 船舶運(yùn)維管理監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用

船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)的有效應(yīng)用需要使用到監(jiān)控技術(shù)和信息通信技術(shù)等，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶運(yùn)維數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)采集和及時(shí)反饋。在應(yīng)用船舶運(yùn)維管理監(jiān)控技術(shù)的時(shí)候，其主要管理的內(nèi)容包括了用戶信息、船舶設(shè)備信息、船舶航行信息、船舶相關(guān)參數(shù)信息等。在操作者登錄船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)的時(shí)候，監(jiān)控技術(shù)會(huì)在第一時(shí)間對(duì)操作者的身份進(jìn)行認(rèn)定，只有注冊(cè)過(guò)的用戶才能登錄成功并操作運(yùn)維管理系統(tǒng)，而用戶名不存在或者登錄密碼錯(cuò)誤的操作者則步伐訪問(wèn)運(yùn)維管理系統(tǒng)，無(wú)法影響到船舶的設(shè)備運(yùn)行和船舶的航行參數(shù)等[3]。

船舶運(yùn)維管理監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用保證了管理人員可以對(duì)全部的船舶設(shè)備進(jìn)行同時(shí)在線監(jiān)控，并實(shí)施的獲取監(jiān)控設(shè)備反饋回來(lái)的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，并組成船舶設(shè)備運(yùn)維管理數(shù)據(jù)庫(kù)，為管理人員決策提供數(shù)據(jù)參數(shù)支持[4]。大數(shù)據(jù)時(shí)代可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析處理，船舶運(yùn)維管理可以將以往的航行數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)等統(tǒng)統(tǒng)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并隨時(shí)隨地的開(kāi)展數(shù)據(jù)參數(shù)比對(duì)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)差值較大，則可能存在風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，可以自動(dòng)報(bào)警，開(kāi)始自我維護(hù)和自動(dòng)修復(fù)等。

4 船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

目前，基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中獲得了良好的管理效果，實(shí)現(xiàn)了船舶運(yùn)行監(jiān)控、設(shè)備故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及報(bào)警、設(shè)備運(yùn)維可視化顯示等，極大地提高了船舶運(yùn)維管理的效率與質(zhì)量[5]。在今后的研究和發(fā)展過(guò)程中，船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)朝著高度自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，會(huì)不斷擴(kuò)大運(yùn)維管理的覆蓋面積，實(shí)現(xiàn)船舶航行過(guò)程中的一體化管理，并且可以通過(guò)管理終端的可視化技術(shù)、建模模擬技術(shù)以及VR技術(shù)等，對(duì)船舶航行的狀況以及各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況等進(jìn)行直觀的顯示，讓管理人員更加清晰地觀察到船舶的實(shí)際動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步提高船舶運(yùn)維管理的智能化和自動(dòng)化水平，提高船舶航行的安全性和穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)維管理系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中，可以借助先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的管理優(yōu)勢(shì)，提高數(shù)據(jù)信息采集、整理、分類、分析以及處理的效率，并且構(gòu)建相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，在運(yùn)維管理中實(shí)時(shí)開(kāi)展動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)和比對(duì)工作，以此預(yù)測(cè)船舶航行參數(shù)以及設(shè)備的運(yùn)行狀況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題并給予積極的應(yīng)對(duì)，降低船舶設(shè)備故障發(fā)生率，提高運(yùn)維管理水平，確保船舶的安全航行。