海事船動態(tài)監(jiān)控管理設計與研究

◎易小兵 辛貴鵬 易站智聯(lián)科技（廣州）有限公司

海事局為交通運輸部直屬機構，實行垂直管理體制。根據(jù)法律、法規(guī)的授權，海事局主要是履行國家水上安全監(jiān)管與預防船舶污染、船舶、海上裝置檢測、航海保障管理，實行交通部安全生產等職能。

現(xiàn)在，國家等相關部門提出“向海洋進軍”這一相對比較重要的建設目標，十八大中明確地提出了“海洋強國”發(fā)展戰(zhàn)略，切實地發(fā)展海洋經濟，而這些都要通過船舶的建設來實現(xiàn)。現(xiàn)在伴隨航運事業(yè)更為迅速發(fā)展，無法抵擋，船舶噸位逐步增大、吃水持續(xù)加深、航線堵塞與航行難度較大的問題逐漸增加，進而對海事局船舶管理工作的效率與質量等都形成了較大的挑戰(zhàn)。所以，該系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)就是當務之急，而且顯得尤其重要。

1.系統(tǒng)總體架構設計

1.1 設計思路

圖1 船舶航行位置及信息圖

如今，大量研究人員與海洋管理職員已開始分析如何實現(xiàn)智能系統(tǒng)兼容問題，同時也研發(fā)出了部分可以參考的系統(tǒng)。在這一基礎上，對本文提及的綜合管理平臺做了綜合結構體系設計，把其劃分為業(yè)務監(jiān)管平臺、業(yè)務與數(shù)據(jù)存儲模塊3個部分。

1.2 船舶動態(tài)監(jiān)控管理功能介紹

船舶動態(tài)管理系統(tǒng)由一個個模塊功能組成，功能包括航行監(jiān)控、監(jiān)控報警、運行臺賬等組成。各個模塊的功能代碼都進行了封裝，不同船舶可根據(jù)實際業(yè)務需要調用相應的模塊進行組合。系統(tǒng)具有極大的延展性和靈活性，隨時根據(jù)業(yè)務需要增加新的功能模塊。

海事巡邏船航行監(jiān)控主要包含兩個艙室的模塊劃分：駕駛室管理、集控室管理。

1.2.1 駕駛室管理

駕駛室主要包含船舶的羅經信號、吃水數(shù)據(jù)、航速信息、轉向信息、船舶航行位置及信息、視頻實時監(jiān)控，主要采用圖文結合、圖表結合展示實時數(shù)據(jù)，使之更加地生動形象不死板，讓用戶能隨時掌握船舶的實時動態(tài)數(shù)據(jù)。

1.2.2 集控室管理

集控室數(shù)據(jù)主要為主機管理數(shù)據(jù)。主機管理頁面分為左主機和右主機，主要展示一些關于主機的數(shù)據(jù)，如：主機轉速、主機電池電壓、燃油消耗率、總燃油消耗率、左排氣溫度、右排氣溫度、缸套水壓力、滑油溫度、油壓、燃油壓力、缸套水壓力等以及相關的一些開關量的報警。

2.北斗系統(tǒng)應用技術研究

2.1 北斗系統(tǒng)概述

北斗二代逐漸搭建形成，將其與一代橫向對比，可以看出其最為顯著的改變，便是將有源定位調整為了無源定位。而且，二代系統(tǒng)得到了全面的升級，其針對一代中存在的不足作了修正，更容納了一代的現(xiàn)實優(yōu)勢。北斗二代在設計與布置中，其空間段存在三種衛(wèi)星，支持短報文傳輸，支持自主定位，而且定位的范圍拓展至所有國家與地位，還可以提供授時服務、定位服務。其付費授權定位的精度，已然發(fā)展至了1m。

圖2 船舶航行歷史軌跡圖

圖3 主機管理圖

圖4 北斗定位原理圖

2.2 北斗衛(wèi)星導航船載機信號處理過程

基于導航船載機而言，其承載的現(xiàn)實任務，便是進行衛(wèi)星信號的收集工作，對捕獲衛(wèi)星進行實時監(jiān)控。可以進行衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)的接收、交換與傳輸?shù)认嚓P處理。在接收至發(fā)送這個時間區(qū)間內，其可以實現(xiàn)電文內容的解析。如圖5，展示了相關信息。

圖5 信號處理圖

基于北斗系統(tǒng)而言，通信、定位、語句轉換可以說是其數(shù)據(jù)協(xié)議的核心。在這里，側重對這三類內容作闡述。

（1）關注定位并作闡述：用戶在現(xiàn)實操作中，出現(xiàn)了定位需求，想要得到定位結果，其首先需要提出定位申請，而這個操作，往往是在終端啟動的過程中觸發(fā)實現(xiàn)。終端動作，申請信號發(fā)出，經過衛(wèi)星處理之后會反饋至地面配置的控制中心，通過這里的操控，將具體的定位數(shù)據(jù)，傳輸給用戶終端。

（2）關注通信并作闡述：這項功能的實現(xiàn)是基于RS485串口線實現(xiàn)的，串口可以配置兩根RS485，分別承擔數(shù)據(jù)收發(fā)的現(xiàn)實任務。數(shù)據(jù)收發(fā)的具體定位，采取的是bit。數(shù)據(jù)的獲取，事實上是基于電壓信號的改變通過轉換得到的。在地面控制中心，導航船載機、收發(fā)模塊中，都采取串口通信的方式。在這里需要關注通信協(xié)議問題，在應用之前，需要提前針對協(xié)議作設定操作，將協(xié)議格式調整，得到ASCII 碼數(shù)據(jù)，這里的數(shù)據(jù)是16進制。在傳輸環(huán)節(jié)，會將這部分內容作解析，得到規(guī)范的數(shù)據(jù)格式。

（3）關注語句轉換并作闡述：具體到本分析來看，數(shù)據(jù)接口具體是GPS，在完成了來自北斗的數(shù)據(jù)接收條件下，需針對接收到的內容，作轉換處理，得到GPRMC格式的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)，則是電子海圖顯示實現(xiàn)的現(xiàn)實基礎與必要條件。在轉換操作環(huán)節(jié)，需要區(qū)分數(shù)據(jù)段，將各類定位信息精準體現(xiàn)出來，如經緯度、時間等。

3.結論

海事船舶信息管理系統(tǒng)以當下的技術為基礎，很好地實現(xiàn)了海事局船舶管理工作的實際需求，調整了以往人工記錄并且對這些信息進行統(tǒng)計的歷史，提升了管理效率，降低工作量。同時也有缺陷：一方面面對現(xiàn)在用戶信息持續(xù)增加、多樣化，多元化、一定要持續(xù)提升和改進監(jiān)管方式；另一方面一定要提升用戶的安全性和開放性等方面的需求，這些不足由現(xiàn)有技術與海事管理業(yè)務、用戶狀況確定的。