黃性忠

摘 要：目前信息化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到社會(huì)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，在內(nèi)河航道的管理中也已經(jīng)開始逐漸實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)。在此過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上幫助內(nèi)河航道信息化系統(tǒng)提供了良好的技術(shù)支持，提高了其數(shù)據(jù)傳遞和應(yīng)用效率?，F(xiàn)本文就主要探討了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)河航道信息化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；內(nèi)河航道；智能航道

上世紀(jì)末在信息技術(shù)的催生下，物聯(lián)網(wǎng)的概念逐漸形成，并且成為互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要拓展。可以說，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)延伸，在物聯(lián)網(wǎng)中，創(chuàng)新十分重要，而重視用戶使用體驗(yàn)則是所有創(chuàng)新的基礎(chǔ)。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個(gè)比較準(zhǔn)確的定義按照當(dāng)前的特點(diǎn)和知識(shí)水平，比較普遍的一個(gè)定義是在互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)之上，對不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求采取各種信息，將所有的相關(guān)因素全部聯(lián)系在一起，這樣就可以十分有效的保證智能分析和可靠傳輸功能的系統(tǒng)。

一、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在內(nèi)河航道信息化建設(shè)中所發(fā)揮的作用也日益明顯。其中所使用到的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點(diǎn)：

1、智能感知技術(shù)

1）RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)

這種技術(shù)本身是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其主要是根據(jù)射頻信號對目標(biāo)對象的相關(guān)數(shù)據(jù)和相關(guān)信息進(jìn)行全面的識(shí)別。RFID技術(shù)喜能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)電子標(biāo)簽的同時(shí)識(shí)別，同時(shí)操作的方法也相對簡單，這一技術(shù)主要是用在產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域當(dāng)中，同時(shí)其所涉及的范圍也十分廣泛。

2）傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳感器自身是一種非常重要的檢測裝置，同時(shí)它還能非常準(zhǔn)確的感知到被測量系統(tǒng)當(dāng)中的信息，其會(huì)根據(jù)特定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)變成電信號或者是其他形式的信息，完成內(nèi)容的輸出，這樣才能滿足信息處理過程中的各項(xiàng)要求，它也成為了自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制過程中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。傳感器技術(shù)在發(fā)展的過程主要有兩個(gè)趨勢，一個(gè)是無線傳感器，一個(gè)是智能傳感器，在智能傳感器當(dāng)中，最為重要的就是傳感器自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，我們需要有自行學(xué)習(xí)、獨(dú)立診斷以及獨(dú)立補(bǔ)償?shù)墓δ?，同時(shí)在通信能力方面也要具有非常強(qiáng)的靈活性，同時(shí)其也成為了研究中十分熱點(diǎn)的一個(gè)問題。而當(dāng)前也出現(xiàn)了很多新的技術(shù)，比如節(jié)點(diǎn)定位、時(shí)鐘同步等等。

2、嵌入式技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)相對比較專業(yè)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，其是裝置和設(shè)備當(dāng)中非常關(guān)鍵的一個(gè)部分，一般來說，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)完整的控制程序，其存儲(chǔ)在了ROM當(dāng)中的恰如是處理器控制板上。所有帶有數(shù)字的接口設(shè)備都采用了嵌入式系統(tǒng)，但是很多嵌入式系統(tǒng)都采用了單個(gè)程序來對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的控制。嵌入式技術(shù)在研究的過程中主要研究的是專用芯片的設(shè)計(jì)和制造以及嵌入式應(yīng)用軟件的編程技術(shù)。當(dāng)前，信息化技術(shù)的發(fā)展十分的迅速，嵌入式技術(shù)也在不斷的發(fā)展，這些新型的技術(shù)會(huì)為社會(huì)的發(fā)展提供更多的便利條件。

3、海量數(shù)據(jù)處理與融合技術(shù)分析

面對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)海量、多態(tài)、動(dòng)態(tài)與關(guān)聯(lián)的特征，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理需要重點(diǎn)解決以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，分別是數(shù)據(jù)格式與標(biāo)準(zhǔn)化、信息融合技術(shù)、中間件與應(yīng)用軟件編程技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與搜索技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)算法。物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)除了來自傳感器節(jié)點(diǎn)、RFID節(jié)點(diǎn)以及其他各種智能終端設(shè)備全天候產(chǎn)生的數(shù)據(jù)外，各種物理對象在參與物聯(lián)網(wǎng)事務(wù)處理的過程中也會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，在進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)需要數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)中心和云存儲(chǔ)技術(shù)的支撐。數(shù)據(jù)融合中心對來自多個(gè)傳感器的信息進(jìn)行融合，也可以將來自多個(gè)傳感器的信息和人機(jī)界面的觀測事實(shí)進(jìn)行信息融合（通常是決策級融合）。提取征兆信息，在推理機(jī)作用下，將征兆與知識(shí)庫中的知識(shí)匹配，做出故障診斷決策，提供給用戶。在基于信息融合的故障診斷系統(tǒng)中可以加入自學(xué)習(xí)模塊，故障決策經(jīng)自學(xué)習(xí)模塊反饋給知識(shí)庫，并對相應(yīng)的置信度因子進(jìn)行修改，更新知識(shí)庫。同時(shí)，自學(xué)習(xí)模塊能根據(jù)知識(shí)庫中的知識(shí)和用戶對系統(tǒng)提問的動(dòng)態(tài)應(yīng)答進(jìn)行推理，以獲得新知識(shí)?？偨Y(jié)新經(jīng)驗(yàn)，不斷擴(kuò)充知識(shí)庫，實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能。

二、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在內(nèi)河航道信息化建中的應(yīng)用

1、應(yīng)用RFID技術(shù)可以進(jìn)行通航船舶流量的統(tǒng)計(jì)

內(nèi)河航道尤其是長江中下游，船舶運(yùn)量非常繁忙，如何有效地分析統(tǒng)計(jì)某時(shí)段通過的船舶數(shù)量、船型、噸位和實(shí)際載貨量，成為一個(gè)重要課題。運(yùn)用智能感知技術(shù)，在通航船舶上安裝RFID電子標(biāo)簽，在航道上安裝讀卡器，RFID電子標(biāo)簽內(nèi)記載船舶的基本信息數(shù)據(jù)，以此建立一個(gè)基于RFID射頻技術(shù)的船舶狀態(tài)信息采集平臺(tái)，就可以很好地解決船舶流量統(tǒng)計(jì)問題。若將其與電子航道圖系統(tǒng)集成，應(yīng)用效果會(huì)更好。

2、應(yīng)用ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以開展航道數(shù)據(jù)的采集，構(gòu)建“感知航道”

利用航道沿線的固定監(jiān)控點(diǎn)作為基干，建立一個(gè)有線光纖基干網(wǎng)絡(luò)，供視頻數(shù)據(jù)傳輸。以基干網(wǎng)絡(luò)的各監(jiān)控點(diǎn)為中心，在每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的航道沿岸周邊，建立起由ZigBee技術(shù)構(gòu)成的近地、自組織、低功耗的無線自組織網(wǎng)絡(luò)（即無線傳感網(wǎng)）。將各種傳感設(shè)備（水位、值守傳感器等）通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)以無線方式進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)航段的無線覆蓋和傳感器熱插拔。無線傳感數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)由最近的監(jiān)控點(diǎn)傳入有線基干光纖網(wǎng)絡(luò)匯聚至設(shè)在指揮中心的傳感前端服務(wù)器。這樣，通過感知數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和傳輸，就可以在航段構(gòu)建一個(gè)航道感知網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)航道感知。

3、應(yīng)用位置服務(wù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)航道維護(hù)船舶的動(dòng)態(tài)監(jiān)控

將GIS地圖顯示技術(shù)和GPS定位技術(shù)結(jié)合，利用位置服務(wù)技術(shù)對船舶當(dāng)前所在的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過GPRS/CDMA無線通信技術(shù)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到航道管理中心服務(wù)器，管理中心的航道船舶監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)用位置數(shù)據(jù)對航道船舶進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，在地圖上實(shí)時(shí)了解轄區(qū)維護(hù)船舶的工作動(dòng)態(tài)，可以達(dá)到很好的監(jiān)管效果。

4、應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)航道數(shù)據(jù)的分析和處理

隨著物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于航道方方面面，各種傳感器、船舶終端之間不可避免會(huì)產(chǎn)生大量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。位于終端的數(shù)據(jù)處理單元配置相對較低，處理大量數(shù)據(jù)必然會(huì)力不從心，可能會(huì)達(dá)不到要求的時(shí)效性。通過應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，讓云端處理數(shù)據(jù)并將結(jié)果回傳或直接傳至航道數(shù)據(jù)中心，就可以快速準(zhǔn)確地解決航道終端數(shù)據(jù)分析和處理的問題。

三、結(jié)束語

總之，在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展下，信息化和網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢，物聯(lián)網(wǎng)就是在這種趨勢和潮流中產(chǎn)生并得到發(fā)展的。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為人們更好的了解外界提供了很好的平臺(tái)，也為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要技術(shù)支持。在實(shí)際的發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)擁有十分深厚的理論基礎(chǔ)，并且主要的技術(shù)也已經(jīng)逐漸成熟，社會(huì)對其的需求較為強(qiáng)烈。在內(nèi)河航道信息化建設(shè)中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以加強(qiáng)各航道之間的聯(lián)系，為統(tǒng)籌規(guī)劃和管理內(nèi)河航道提供了更加先進(jìn)的管理工具，提高了管理效率。

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