基于物联网技术的船舶过闸智能调度系统

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摘 要：内河航道传统过闸调度管理手续繁琐,严重影响船舶通航效率.论文引入物联网技术,结合计算机及软件技术,根据船舶类型及进入待闸区的顺序设计了船舶过闸智能调度管理系统.本系统可简化过闸手续,节约人力物力,极大地提高了通航效率.

关 键 词：物联网；船舶；过闸；智能调度

随着数字航道建设的有序推进,我国内河航运信息化管控初显成效,但是信息资源未得到充分有效利用,业务应用系统的功能未能完全发挥.据现有的船舶过闸流程显示,船舶过闸涉及登记、缴费、调度、过闸等环节.船舶过闸完全由人工管控,手续繁琐,极度耗费船员的通行时间,同时造成大量船舶处于等待状态,航道拥堵加剧.

上海市船闸计算机收费系统,迈出了计算机票据逐渐取代手工票据坚实的一步,但是过闸调度的信息化未能完全实现.江苏省交通运输厅在口岸船闸展开“船舶便捷过闸系统（水上ETC）”的试点研究.通过创新船闸收费管理机制并融合RFID技术,优化收费管理模式和流程,减少船舶过闸等候时间,提高船闸调度效率.

船载电子标签只能储存船舶的静态信息,且局限于地方船舶使用.为了达到航运数字化管理的先进水平,论文将物联网技术成功运用于船舶过闸智能调度系统.

1物联网技术

随着物联网技术在智能交通领域应用的深入,船联网已具备相应的条件.2004年以来,国际海事组织和中国海事局分别要求达到一定吨位的船舶必须安装自动识别系统[4].在内河航行且不满足强制安装AIS条件的船只可通过地方海事局安装RFID.为此,可利用AIS与船载RFID互补融合而构成船联网.

1.1AIS技术

船舶自动识别系统由岸基（基站）设施和船载设备共同组成,通过VHF频段自动广播或接收船舶的静态信息（人工输入）、动态信息（自动更新）、航次信息（人工输入）、安全消息.AIS信息报告发布时间间隔为2S～3min,具体时间由船舶航行状态确定[5].船载AIS与安装在过闸指挥部的AIS基站能够顺利进行信息传递,实现船联网.

1.2RFID技术

射频识别技术是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据.射频识别主要由船载电子标签与待闸区RFID阅读器组成.船载RFID选用2.45GHz卡片式有源RFID标签,其有效识别距离接近100米,可存储船舶名称、代码、船型、吨位、吃水及货物种类等信息.由于RFID只能存储船舶的静态信息,每次出航前均需到航道管理部门重新写入吃水及货物等信息.

2船舶过闸智能调度系统总体设计

2.1系统功能分析

船舶一般的过闸程序分为的上岸、登记、缴费、调度、过闸等环节,需要船员按照顺序走完所有环节办理手续.船舶过闸智能调度系统旨在借助信息技术优化船舶过闸程序,该系统应具备船舶信息自动获取、过闸调度、收费结算、过闸及水文信息发布等功能.

2.2智能调度系统结构

根据船舶过闸智能调度系统的功能分析,可将各功能分模块并按照一定的逻辑关系整合在系统中.船舶过闸智能调度系统的结构如图1所示.

3智能调度系统实现

3.1软件数据库选择

船舶过闸智能调度系统选用SQLServer2008作为系统数据库,用于存储船舶的动静态信息、过闸调度信息、收费数据、过闸日志等.系统数据库可同时存储通过AIS或船载RFID获取的船舶信息,并以识别设备类型进行区别.

3.2船舶过闸智能调度管理软件设计

待闸船舶驶入待闸区域后,过闸智能调度系统会自动识别船舶的静态和动态信息,系统根据船舶类型及进入待闸区的顺序进行调度,在水文条件符合的情况下对普通船舶与特殊船舶进行统一调度.具体调度管理流程如图3所示.

在船舶过闸费用扣取前要判断船主账户余额,如果余额不足,系统会将差额费用数据存入本地数据库,并与船舶管理系统进行数据共享,以便及时扣费.

4结束语

在船舶物联网技术的基础上,论文设计的船舶过闸智能调度系统能够取代传统的人工调度管理,极大地节约人力物力,提高通航效率.管理系统融合调度、扣费、日志记录等功能,为数字航道的建设起着推动作用.