基于GIS的遠洋船舶信息系統設計

郭兵 顏仁聰 張越

摘要：目前來說，船舶管理智能化是現代船舶管理信息化的主要趨勢。GPS（全球定位系統）、AIS（自動船舶識別系統）以及GIS（地理信息系統）技術的相互結合對智能化管理船舶十分有利，所以本文將采取這幾項技術進行基于GIS的遠洋船舶信息系統的開發設計。積極開展信息化建設以及技術創新，推動遠洋船舶管理的智能化管理，強化遠洋船舶的管理、監測以及應急救援能力，有效保障船舶航行的穩定與安全。以下本文筆者分析了遠洋船舶信息系統的設計，并對系統實施進行研究，可供參考！

關鍵詞：AIS;GIS;GPS;系統設計;船舶管理

引言

伴隨信息化的迅猛發展，船舶管理發生了巨大變化，由傳統的“保證”管理實現了向“效率”管理的過渡，由經驗管理實現了向系統管理的過渡。船舶管理規范以及船舶技術具有不可預測的特點，船舶綜合信息管理的綜合價值目標也發生了變化，由過去的一味追求商業利益變成了安全與效率并舉。但是，因為我國涉足于船舶信息管理技術的研究的時間并不長，在研究我國船舶行業信息管理方面我國和海洋國家、國外沿海國家之間存在顯著差距。

高速發展的現代科學技術賦予了優化船舶管理以較大可能性，本文采取GPS、AIS等諸多技術進行基于GIS的遠洋船舶管理系統的開發與設計，試圖使該系統兼具GIS系統的空間分析功能與MIS系統的管理功能。該系統可以搜集大量與船舶運行相關的信息，并以電子海圖為載體呈現出來，以供查詢船員、航行信息、船舶設備、貨物信息的動態信息。此外，可跟蹤管理會對船舶航行安全產生影響的氣象信息，尤其是臺風信息，從而精準把握船舶運行狀況，是船舶應急救援、動態跟蹤以及安全監控等的有效路徑。

1遠洋船舶信息系統的設計

1.1遠洋船舶信息系統系統架構設計

遠洋船舶信息系統采用B/S模式，采用經典的三層體系結構：數據訪問層（DAL）、業務邏輯層（BLL）和表示層（webui），所有這些都是用面向對象的思想開發的。

在DAL層中，ADO包含在中。Net用于連接和操作底層數據庫，以供Bll層調用;在Bll層，封裝DAL層實現特定功能模塊的方法;在web層，實現了地圖顯示和GIS分析功能。

數據訪問層：多為原始數據的操作層，詳細而言，在數據層面給表示層或者業務邏輯層提供服務。業務邏輯層：重點對詳細問題進行操作，具體而言，就是處理數據業務邏輯、操作數據層。此外，還涵蓋了MVC結構內控制層的功能，如完整性驗證、安全性驗證、類別判定等。Web表示層：接受用戶請求，將數據返回，為客戶端提供訪問應用程序的服務。

1.2遠洋船舶信息系統系統數據庫設計

遠洋船舶信息系統一般把SQL Serve當成后臺數據庫，主要牽扯到的數據表有船員（船員表）、港口（港口表）、船舶（船舶表）、臺風記錄表（臺風）、航跡（航跡記錄表）等。

2遠洋船舶信息系統系統實施

2.1系統實施相關技術

2.1.1系統集成技術

基于webgis的遠洋船舶信息管理系統是一個綜合信息集成系統。綜合信息包括基于Web service技術提取的船舶AIS信息、基于ArcGIS Server發布的空間數據和屬性數據、MIS系統中的船隊管理數據、實時氣象監測和氣象災害預警服務。它們的信息數據處理和基礎環境數據采集集成在一個平臺上，因此系統集成技術是系統的關鍵和必要。

2.1.2 AIS技術

自動識別系統（AIS）由岸基（基站）設施和船載設備組成，其具有計算機技術、網絡技術、電子信息顯示技術以及現代通信技術。AIS消息內容內含三種數據，即：（1）船舶動態數據，如船首方向、經度、航行速度、緯度等;（2）船舶靜態數據，如：船長、MMSI、船舶寬度、船舶名等;（3）船舶航行數據，具體有吃水、預計到達時間、船舶狀態等。

2.1.3 ArcGIS服務器服務

Arcgisserver給web空間數據服務打造一個GIS軟件平臺，給建立GIS應用程序及相關服務的配置建立了框架。此系統依靠arcgisserver采取多事務、多用戶的手段對地圖發布服務與地理空間數據庫進行管理與優化。

2.2系統主要功能的實現

為了實現遠洋船舶信息系統系統的總體功能模塊，系統所涉及的基于GIS的船舶管理信息系統是基于Web平臺開發的WebGIS系統。另外，Net框架平臺，具有MIS系統的管理功能和GIS系統的查詢分析功能。

2.2.1船舶查詢

船舶查詢主要針對普通用戶。基于此子系統內，用戶可對全部注冊船舶的基本資料與信息進行查詢，具體有船舶所處位置、船舶名、圖片以及國籍等。同時，可結合條件進行船舶信息過濾，比方說選定某種船舶，亦可結合用戶的習慣與愛好對顯示樣式作出變更，比方說是否顯示地圖底圖樣式、港口信息等。

2.2.2船隊管理

船隊管理主要針對航運公司和船員公司等盈利企業的用戶。對其船舶和船員進行專項信息管理。

2.2.3實時氣象監測和氣象服務功能

遠洋船舶信息系統具有實時天氣顯示功能，對船舶位置以及天氣進行全天候監控，能及時獲取到船舶所處區域的天氣情況，減小船舶發生安全故障的可能性，有效保障船舶行駛的穩定與安全。

3系統評估

AIS、GIS和GPS技術的結合對船舶管理信息系統的應用和推廣具有重要意義。隨著AIS國際標準的制定和發布，基于GIS平臺開發集成AIS數據的船舶管理信息系統成為可能。基于AIS技術的支持，系統的特點和創新主要體現在以下幾個方面：

1） 系統綜合利用ArcGIS Server地圖服務、氣象服務、AIS服務等資源，打造基于Web GIS的遠洋船舶信息管理系統，在技術方面給遠洋船隊與船舶航行的安全與管理提供一些幫助。

2） 該項目是一個用于多源異構數據集成的信息集成系統。此系統內有許多多態、多源、異構數據，如GIS、AIS、GPS、MIS等。

3） 使用自動識別系統（AIS）技術，收集遠洋船舶的位置信息，借助Ajax技術從而達到二十四小時動態顯示基于地圖服務的地圖以及相關信息查詢的目的;

4） 該系統集成了MIS系統和WebGIS系統，并將對象的空間數據和屬性數據相結合。此系統是建立在現階段企業管理信息系統的一個系統，內含實時監控、船舶智能定位、船隊管理等作用。

4結論

近幾年，船舶事業的快速發展對我國航運事業以及國內經濟都有著推進作用，對世界經濟發展也有重要的影響。現代船舶工業的目標是科學管理、安全、經濟、環保、節能、減員增效，針對這一目標，該系統利用AIS、MIS、GIS和GPS等現代先進技術，建立了一個多功能的管理信息系統，可以對船舶進行動態跟蹤、智能定位、安全監控和船隊管理。系統具有良好的跨平臺性能，只需一個瀏覽器即可完成各種操作。這對航運公司、船員公司等營利性企業，或港務局、海事局等政府調度部門都有很大幫助。隨著科學技術的發展和知識技術的積累，系統將越來越完善。

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