船_标_岸协同下智能长江航运及其发展展望

船2标2岸协同下智能长江航运及其发展展望3

孙　星1,2　吴　勇1,2　初秀民1,2

(武汉理工大学智能交通运输系统研究中心1　武汉430063)(水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心2　武汉430063)

摘　要　智能化是长江航运信息化发展的必然趋势,有效地利用物联网技术获取长江航运系统信息是长江航运智能化的发展方向。文中提出船2标2岸协同下的长江智能航运决策系统架构,分析以船2标2岸为载体,基于物联网技术的长江航运系统信息采集的关键技术,探讨长江智能航运系统知识获取方法,展望船2标2岸协同下的长江智能航运技术研究需求。关键词　智能航运;船2标2岸协同;无线传感;A IS

中图分类号:U697 文献标志码:A DOI :10.3963/j.ISSN 167424861.2010.06.014

收稿日期:2010204221 修回日期:2010207220　3西部交通建设科技项目(批准号:2009328811064)资助

作者简介:孙　星(1987),硕士生.研究方向:轮机工程.E 2mail :wuhansx @

　引言

信息技术将促进航运安全管理智能化水平的提升,包括船舶航行安全的动态、静态监控,航路安全信息服务、突发事件应急处理辅助决策等将实现信息化。科学技术的日新月异促进技术融合和新型服务的产生,航运安全监管技术装备更新换代速度将不断加快。因此只有利用最新信息化技术装备,才能提升长江航运安全监管与环境保护水平,促进航行更安全、水域更清洁、航运更便捷

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。

获取相关知识是长江智能航运系统的基础,

而获取长江航运信息是前提。目前“物联网”(in 2ternet of t hings )已成获取信息主要技术手段,通

过各种信息传感设备,如射频识别(RFID )装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来形成的1个巨大网络。其目的是让所有的设备都与网络连接在一起,方便识别和管理[324]。

长江航运系统由船舶(包括货物)、航道以及港口构成的1个大系统,有效地利用物联网技术获取长江航运系统信息是长江航运智能化的发展方向。在内河,航标标示了内河航道的方向、界限与障碍物,为船舶航行指示安全、经济的航道,因此航标基本可以表示内河航道的信息。笔者提出

了船2标2岸协同下的长江智能航运决策系统架构,分析了以船2标2岸为载体的基于物联网技术的长江航运系统信息采集的关键技术,探讨了长江智能航运系统知识获取方法,展望船2标2岸协同下的长江智能航运技术研究需求。

1　船2标2岸协同下长江智能航运决

策系统架构

智能决策系统是长江智能航运系统的核心,由信息采集层、通信层、信息源层、管理层、决策层、应用层组成,如图1所示。长江智能航运决策系统采集的信息包括:船舶信息、交通流信息、货物信息、通航环境信息、港口物流信息等。长江智能航运系统通信层是支持开放分布处理的重要环节,由无线和有线传输系统组成。在通信协议的基础上,应建立客户/服务器的系统结构,以支持分布式决策。信息源层包括多种形式的信息资源,即数据、模型、知识、范例等。数据是信息系统的基础,其数据库是基于Access ,SQL Server2000,Oracle 等关系数据库基础上完

成的,模型是支持决策的核心,模型库是智能决策系统区别于其他信息系统的重要特征,是进行定量分析所必需的,以研究知识信息处理为对象的知识工程使决策支持系统进入智能决策的新阶

段,把领域专家处理问题的经验和知识通过知识

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4交通信息与安全　2010年第6期　第28卷　总158期

图1　长江智能航运决策系统架构

获取,建成知识库,运用各种推理策略进行问题求解,使系统可以像专家那样处理问题,实现定性和定量分析相结合的科学决策。所以,知识是智能决策的关键,利用已有的经验,处理当前的问题是1种成功的方法,本系统的范例库将为用户提供尽可能多的有用信息。管理层主要实现对各种信息资源的有效管理。在数据库系统中主要研究了交互式数据分析和快速的信息检索,在模型库系统中采用面向对象技术,研制了模型描述语言,用户可以方便地建立所需要的模型。决策层包括分析、预测、决策和报告生成。应用层的重点是提供友好的人机交互环境,研究和开发受限自然语言接口、图形系统、多媒体系统等,使人和机器在决策时协调工作,最终服务于船舶运输管理、海事监管以及航道维护。

2　长江智能航运决策系统信息采集的关键技术

2.1　船舶与货物动态信息采集

船舶与货物多态数据采集分为:船舶航行数据、机舱数据、货物数据和视频数据4大类。

其中船舶航行数据主要包括:GPS(卫星导航系统)/D GPS(电子定位系统)、电罗经、测深仪、计程仪、操舵仪、雷达、A IS(船舶自动识别系统)、SSAS(船舶安保系统)、VDR/SVDR(船舶航行记录仪)等船舶设备中的导航定位信息、船舶航行信息,以标准的数据格式输出并存储到数据库中。

机舱数据主要包括:从主机遥控系统、机舱集中监视报警系统、机舱单元自动化系统中采集的机舱数据。对于集控室内已经配备机舱集中监视报警系统的船舶,需要机舱集中监视报警系统设备制造单位提供标准数据接口,并制定数据通信方式,通过串口或网口解析并转换其采集到的机舱数据信息。对于未配备机舱集中监视报警系统的船舶,可以通过独立的、总线型的、采用多种数据接口模块设计的数据采集单元,将非标准基于模拟信号的机舱数据转换为数字信号,以国际标准数据格式输出并存储到数据库中。

货物数据主要包括:通过油轮监控设备获取的温度、油位、液位等信息,实现对油气舱的监控;通过散货船烟雾报警装置,配载仪获取的相关信息,实现对散货舱的监控。其他货物数据则主要从船舶航次任务中提取相关货物信息。同时,通过视频监控方式,监控货船舱面货物在运输过程中是否出现位移等不安全因素。视频数据主要包括货舱视频监控设备、船舶其他位置的视频监控设备以及移动视频设备等视频设备采集的视频数据,通过视频压缩与格式转换并存储到数据库中。在现有货物监控设备中,增加标准数据接口或者将传感器信号直接连接到相应数据采集单元内,完成数据转换,以标准数据接口和格式输出并存储到数据库中。

2.2　船岸协同下交通流信息采集

为有效监管长江中在航船舶,需获取在航船舶的船舶流量、船速、船长、船宽、船舶水面高度、航向角、上下行方向、船舶类型等信息。目前船舶交通流检测主要有2大类检测方法:

1)基于船岸信息交互的船舶交通流检测系统,典型系统有A IS系统、GPS系统、IC卡系统、RFID系统,其优点是可以获取在航船舶的动态与静态信息,但是只能被动接收,无法判断有效性。

2)基于岸基主动检测传感器的船舶交通流检测系统,典型系统有:V TS雷达系统、CCTV系统、二维激光扫描系统等,其优点可以主动获取船舶交通流信息,但是无法获取船舶的静态数据。

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