摘 要：利用RFID 技術進行船舶自動無線識別可實現(xiàn)自動化的信息采集功能、隊船舶的檢查以及船舶信息采集。對提高內河航道船舶管理的工作效率，提升內河航運行業(yè)管理水平和交通運輸效率有重大作用。

關鍵詞：無線射頻 內河航運 船舶管理

我國內河河道分布比較廣泛，特別是在珠三角地區(qū)。對從事內河運輸?shù)拇肮芾硪恢笔窍嚓P管理部門非常重要的工作。隨著信息技術的不斷發(fā)展，管理部門的管理手段也在不斷提高，管理成本也在不斷降低。近幾年來，隨著運輸船只數(shù)量的不斷增加，船舶監(jiān)管工作越顯重要，急需一種能夠對船只進行精細化管理的技術手段。RFID 技術的出現(xiàn)和不斷趨于成熟，為精細化管理提供了可靠的技術手段。

無線射頻技術概述

射頻識別技術RFID是從上世紀八十年代起走向成熟的一種非接觸式的自動識別技術。美國政府是RFID應用的積極推動者，在其推動下美國在RFID標準的建立、相關軟硬件技術的開發(fā)與應用領域均走在世界前列。目前，射頻技術在我國內河航運業(yè)務中開始得到初步應用，在國內浙江嘉興和湖州等某些內河水域開始采用RFID技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的結合，建立了“港航監(jiān)管系統(tǒng)”，對該項技術在港航管理中的應用進行了初步探討。

系統(tǒng)整體方案模型結構

1、系統(tǒng)硬件構成

基于RFID技術過閘船舶身份自動識別系統(tǒng)，根據(jù)內河流域廣西長洲航段的具體情況，建立航道中船舶主動偵測系統(tǒng)硬件系統(tǒng)布局如圖1所示。

基于無線射頻技術的船舶主動偵測技術系統(tǒng)包含：監(jiān)控中心系統(tǒng)部分（運行在PC機上）和船舶安全檢查部分（運行在PAD上）。

2、系統(tǒng)軟件構成

船舶過境實時監(jiān)控軟件集成船舶航行監(jiān)控、船舶航向識別、船舶過境檢查、船舶航行身份偵測以及身份卡發(fā)放等功能，具體如下：

船舶身份卡發(fā)放部分：由讀卡器讀取RFID卡的卡號，然后在計算機上顯示出卡號，后由人工輸入本卡將要發(fā)給對應船舶的信息，如船主、船型等參數(shù)，再通過寫卡器寫入RFID卡中。之后通過網(wǎng)絡將本卡對應的傳播信息傳入監(jiān)控中心服務器的數(shù)據(jù)庫中，有兩種方式來實現(xiàn)：其一，網(wǎng)絡中心采用SQL Server 2005的數(shù)據(jù)庫，而發(fā)卡部門的軟件數(shù)據(jù)庫則配置成遠程網(wǎng)絡中心的數(shù)據(jù)庫即可；其二，發(fā)卡部分采用TCP/IP的方式，將對應的數(shù)據(jù)包傳送給監(jiān)控中心服務器后再由服務器對其進行解析后填寫入數(shù)據(jù)庫。

船舶航行身份偵測部分：通過兩個讀卡器來識別船舶的上下行，并采集有關信息通過3G網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心服務器。

船舶航行監(jiān)控：監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫接收船舶發(fā)卡信息（注冊信息）；接收船舶過橋、過航道信息；或提供船舶注冊信息；對是否允許通過做出正確的判斷和報警；客戶機實時顯示本監(jiān)控點附近過橋或過航道船舶信息；客戶機和服務器可用同一套軟件，客戶機不做數(shù)據(jù)接收只做顯示，顯示本監(jiān)測點的有關信息。

數(shù)據(jù)庫設計

對于船舶過航道的檢測，即考慮船舶在特定情況下能否通過指定的航道。船舶的特定情況包含以下幾個方面：①船舶本身的固有信息，如：船長、船寬、船舶型深、抗風等級、適航區(qū)等；②船舶航行過程中的動態(tài)信息，如：出發(fā)港、目的港、貨物種類、貨重、吃水、實時船舶位置等；而對于RFID采集器，系統(tǒng)中需要知道其安裝位置的水域情況，以及設備的維護和附近執(zhí)法權的歸屬（便于出現(xiàn)設備故障或者需要出警時方便通知有關人員）。

鑒于以上原因，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫設計了如下的表及各個表中有關數(shù)據(jù)項：

適航條件檢測與報警

內河航道針對船舶通航安全主要考慮以下因素：船舶吃水與航道水深；船舶凈高、船寬與橋梁凈高、凈寬的關系。判斷決策流程圖如圖2所示。

其中有兩個主要的判斷：

通過航道時，查詢船舶當前的吃水和航道的最大水深。如果當前吃水沒有超過最大水深，則提示可以放行。否則，不能放行。例如：Water_Depth>=1.2*Fore_Drat且Water_Depth>=1.2* Aft_Draft（其中Water_Depth為航道最大水深，F(xiàn)ore_Draft、Aft_Draft分別為船舶首吃水和尾吃水），這是能夠安全通行的判斷條件。

通過橋梁時，查詢船舶凈高、船寬與橋梁凈高、凈寬，對應進行比較以判斷能否通行。

監(jiān)控中心有地圖顯示船舶的位置，如果判斷為不能通行，監(jiān)控中心會馬上報警，提示進行進一步的處理，保證橋梁和船舶的安全。

基于線射頻技術的船舶主動偵測系統(tǒng)主要功能

1、通行船舶的可靠定向識別與有效監(jiān)控

船舶每次經(jīng)過監(jiān)控點（讀寫器），都會自動地被記錄到中心數(shù)據(jù)庫中。船舶在通航過程中，會依次經(jīng)過多個RFID 讀寫器，根據(jù)RFID 讀寫器采集到船舶信息的時間先后和RFID 讀寫器自身的安裝位置，可以判斷出船舶通航軌跡和航向。同時根據(jù)業(yè)務需要可以由監(jiān)控點的讀寫器將船舶軌跡寫入主動標簽，為船舶的安全航行提供基礎數(shù)據(jù)。

2、定義RFID電子數(shù)據(jù)交換標準，采用信息融合技術，實現(xiàn)全航道的實時監(jiān)控和不停船檢查。

通過主動式RFID設備獲取的ID信息后，便可知曉船舶的航行方向和相關信息，巡邏艇可利用便攜式讀寫器實現(xiàn)對航行船舶的跟蹤和不停船檢查。該類檢查以金屬標簽和便攜式讀寫器為主。

3、建立管理信息系統(tǒng)的模型和實時信息交換平臺，實現(xiàn)問題船舶的黑名單管理。

讀寫器接收到船舶信息，可以由控制計算機實時向中心數(shù)據(jù)庫查詢船舶資料。如違章船舶、年檢過期、證書過期等問題船舶將無所遁形。具體來說，當主動式RFID 識別出問題船舶時，會通知監(jiān)控中心，此時巡檢人員可以攜帶手持被動式讀寫器跟蹤船只進行近距離確認檢查。

4、采用多種類數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)量情況下的信息融合技術實現(xiàn)轄區(qū)流量和運量統(tǒng)計?？删_統(tǒng)計出過往船舶的流量以及貨運量。

結語

鑒于RFID 技術在內河航道管理的廣闊應用空間，可以在內河航道及重要碼頭上部署RFID 讀寫器，并連接Internet構成一個大的網(wǎng)絡，實現(xiàn)對內河船舶監(jiān)控、船舶通航信息共享，有效解決通航中的“信息孤島”。主動式RFID技術將在內河船舶監(jiān)控、流量控制、簽證繳費等業(yè)務處理等領域實現(xiàn)有效的應用，特別是在重要航道、重要碼頭，通過部署RFID讀寫器實現(xiàn)通航信息的采集、簽證繳費等業(yè)務處理、加強航運管理、提高海事管理水平?？傊?，將主動式RFID技術與金屬標簽的結合是我國內河航道信息化工作未來發(fā)展的必然趨勢，是實現(xiàn)“數(shù)字海事”的有效途徑。（作者單位：廣西海事局）