我國船舶信息化技術在行業中的應用實現

聶 鑫，王鵬志，李攀峰

（青島海洋地質研究所，山東 青島 266071）

0 引言

由于全球新造船市場面臨的環境依舊錯綜復雜，機遇與挑戰并存[1]。本文參考我國船舶工業行業協會副秘書長譚乃芬在《我國船舶工業發展現狀及用鋼需求展望》中的所做發言：我國船舶工業迎來了全面對外開放和高質量發展的新機遇，在全行業共同努力下，我國船舶工業呈現出三大造船指標保持領先、骨干船企競爭力不斷提高、過剩產能有效壓減、新型海工裝備快速發展的良好局面。考慮到我國三大造船指標兩增一降，船舶行業經濟效益同比下降，三大造船指標國際市場份額保持領先，船舶產品結構持續優化，企業創新能力不斷提升，充分發揮市場機制，有效壓減過剩產能，造船企業集中度不斷提升，骨干船企競爭優勢明顯。通過三大造船指標明確船舶信息化技術的重要地位，致力于實現船舶的數字化以及信息化管理，在提升我國航運企業整體管理水平的同時，提高對外競爭力。因此，本文針對我國船舶信息化技術在行業中的應用實現展開如下研究。

1 我國船舶信息化技術在行業中的應用實現

1.1 建立引航公共平臺

傳統的引航工作主要依靠引航員的經驗進行判斷并執行，對于信息的綜合獲取程度低，導致很容易由于錯誤判斷影響航行安全。因此，本文采用船舶信息化技術，建立引航公共平臺，其結構示意圖如圖1 所示。

圖1 引航公共平臺結構示意圖

可知，完善的調度可以將船舶航行中的質量管理體系文件分成若干信息單元，并與組織的信息系統緊密地整合為一體，從根本上消除傳統引航工作方式中的局限性。利用船舶信息化技術，智能化生成海事以及氣象信息，再通過靈活多變的層次結構，用可視化的方式來調整引航質量管理體系文件層次結構，提高引航質量管理體系文件的效率。除此之外，通過引航公共平臺，用戶還可以除組織內部的協同工作流程外，制定和執行組織間的協同工作流程，并將二者無縫連接，高效獲取現場航行安全態勢信息。引航公共平臺在具體應用時，不但能夠通過船舶信息化技術進行協同工作的同時，還能執行相應的操作任務，保證所有分布在不同地點或使用不同網絡的人員能夠同時得到正確的航行質量管理體系文件，其中包括：潮汐、氣象、海圖以及航行警告，并且在執行過程中能夠方便地獲得專家的相關指導與幫助[2]。利用引航公共平臺能夠為船舶行業中的船舶管理公司機務、海務、安全管理或其他船舶管理相關部門從事船舶管理工作人員提供的船舶信息管理，并與船舶安全管理體系或其他相關組織協同工作，通過航行數據的同步和交換共同構成船岸“無線數據鏈”，實現船岸之間的協同工作。在此基礎上，引航公共平臺還可以方便地和其他軟件產品、用戶現有的軟件系統以及網站之間實現無縫連接。以此證明，我國船舶信息化技術在引航公共平臺中的具體應用可以為確保船舶行業的安全航運提供有效依據。

1.2 構建船舶定位監控系統

船舶信息化技術不是單一的集成技術，包括各種無線通信技術、集群無線技術、衛星數據通信技術以及數字蜂窩移動通信技術。船舶定位監控系統伴隨著船舶信息化技術以及無線通信網絡技術的具體應用而發展起來。基于船舶信息化技術構建的船舶定位監控系統，能夠在明確船舶監管層級以及歸屬、船舶航行防臺、防災預警、提供船舶海事調查取證和海難搜救實時定位、以及精準落實依港管船和進出港統計等船舶等綜合管理方面發揮良好的技術支撐作用。與此同時，本文設計監控系統具有實時定位功能，能夠實時展示各類智能終端的船舶實時位置歷史軌跡，并記錄智能終端上顯示船舶行駛過的軌跡路線以及停留地點和時間指令下發。基于信息化技術對智能終端下發指令執行中的一些特定操作進行有效識別，提取風險較大的指令內容進行報警提醒，再通過智能終端產生的各類報警信號實時展示，其中包括：震動報警、斷電報警以及位移報警等電子圍欄。船舶定位監控系統在實際應用中，規劃一片區域可以是圓形、多邊形、線性或者行政區等，以該區域設置為電子圍欄，然后跟對應的智能終端進行關聯。通過電子圍欄將船舶在這個區域內停留的時間記錄下來，并確定船舶移動到下一區域的具體時間。本文設計的船舶定位監控系統，著重將船舶信息化技術應用于系統終端，通過對船舶數據的集中處理，實現船舶定位監控。船舶定位監控系統終端結構示意圖，如圖2 所示。

圖2 船舶定位監控系統終端結構示意圖

可知，設計系統的移動通信功能主要依靠無線網卡實現，定位監控系統利用船載終端通過 GPS 模塊接收衛星定位信號，中央處理單元對定位信號進行計算處理得到位置信息，再由通信模塊將信息發至監控服務器[3]。中央處理單元也可以通過通信模塊接收來自監控中心的指令，從而完成其他一些功能。其功能主要包括：監控功能、緊急報警功能、行駛記錄、導航和數據管理等功能。而其他功能模塊主要為船舶定位監控系統運用先進的信息化技術建立船舶動態管理單元，能夠實現全天候、大范圍、多船舶的實時動態定位、調度、監控，從本質上增強突發事件的反應能力。將通過船舶動態管理單元得到的船舶定位信息統計為報表，可以對智能終端的船舶定位數據進行匯總，生成統計報表，如里程報警速度曲線圖、停留報表以及報警報表等。通過傳感器的支持包括：油耗傳感器、溫度傳感器、正反轉傳感器、壓力傳感器以及門磁傳感器等，實現拍照、語音以及視頻等功能。

船舶定位監控系統應用實現操作簡單，無需申請專用頻點，也無需建設任何基站。定位監控系統可監控范圍廣，只要是有安裝船載單元的移動船舶就可以實現。采用移動通信公眾網，體現船舶信息化技術覆蓋廣、投資小、運營費用低廉以及容量大的優點。基于船舶信息化技術的船舶定位監控系統是一個基于現代衛星定位和無線數據通信技術的、開放的、面向多用戶、多種應用的水上安全動態監控及預警綜合服務平臺，具有定位精度高、覆蓋范圍廣以及信息容量大這三大特點[4]。

2 結語

由于我國新造船市場面臨著諸多挑戰，導致船舶行業的航行安全以及航行效率方面出現下降的情況，船舶大型化發展必然要求船舶行業的產業集中度不斷提高。因此，有理由加大我國船舶信息化技術在行業中的應用程度。我國船舶行業持續深入推進供給側結構性改革，保證市場供需基本平衡，促進船舶行業經濟效益持續好轉。在我國船舶信息化技術的實現過程中，船舶行業必須緊抓全面對外開放以及高質量發展的新機遇，在保證骨干船企競爭力不斷提高的同時，持續優化產品結構。通過本文提出的兩方面具體應用，為我國船舶行業發展提供技術支持，并且進一步提高我國海洋信息化建設能力，為“海洋強國”建設做出貢獻。