自2011年國務院提出建立現代化內河水運體系和現代化內河海事監管體系,并提出具體的10年目標以來,完善內河管理基礎設施,保障內河運輸,提高河運效率,保障水網暢通已成為內河監管的重要任務。為此,這里提出利用LDSW新一代智能有源電子標簽技術,結合物聯網、云計算等現有技術建立系統完善的內河海事監管系統。
內河監管系統設計如下:
所有內河航行的船只必須安裝1只LDSW智能電子標簽,安裝位置位于船只高處(如桅桿),如果條件受到限制,則可通過增加天線饋線長度,將標簽天線安裝在高處。標簽通過USB(或RS485/RS232)與船上的平板電腦連接,或一個簡單的顯示屏連接,用于顯示河監讀寫器發來的航行安全信息,或管理相關的指令信息。需要時標簽還將與一個語音播報設備連接,用于將接收到的河監語音指令代碼信息,通過播報設備向船上人員廣播。
一般情況下,除非在緊急求助報警的情況下(通過標簽按鍵)標簽將主動向河監讀寫器發送求助報警信息外,標簽平常并不向外發射任何信號。為了省電的目的,標簽平常處于周期性睡眠的低功耗方式。只有在船只進入到河監讀寫器的通信距離范圍內,接收到讀寫器發來的指令信息后,才會根據要求向讀寫器返回信息。LDSW智能標簽采用船舶供電加電池備電工作方式,斷電模式下,保證標簽工作1個月。在數據傳輸量不大,工作不頻繁的情況下,也可使用電池供電。
渡口選擇一固定位置作為檢測過往船只監測點,該點選擇務必以無遮擋、無屏蔽,視野開闊,讀寫器天線與被檢船只之間不易有任何遮擋。盡量靠近河邊,或安裝在河邊建筑物頂上,以容易保持與被測船只最佳距離為最好。立桿安裝讀寫器。
渡口如有監管單位、并有監管服務器或服務管理終端系統,讀寫器可通過網線/光纖/3G/RS485/RS232等接入渡口本地服務系統。本地服務系統接到數據后,經過相應處理,實行監管或服務,同時通過公網(INTERNET/光纖)與云平臺或大數據平臺相連,形成一個更大的一個跨地域,跨平臺的物聯網處理平臺。
渡口如沒有監管單位部門駐扎,又必須監管該點內河服務,可按渡口讀寫器固定安裝選點原則,安裝讀寫器,就近使用網線/光纖/3G等便捷方式,直接將讀寫器與云平臺或大數據平臺相連,形成一個更大的一個跨地域,跨平臺的物聯網、云處理平臺。
每個渡口的監管人員,可每人配備1臺移動讀卡辦公設備。該設備通過3G/GPRS與本地系統或云平臺直接相連。處理結果存于本地或與后臺驗證交互,保證安全
執法船安裝1讀寫器,安裝需求原則上與地面安裝相同,讀寫器與執法船上的服務器(計算機)相連。接口選擇USB(RS485/RS232).執法船同時也按民用船只要求安裝1標簽,執法人員同時配備移動讀寫器,以方便多方式執法。執法船通過GPRS/3G等方式接入本地管理系統 或直接入云平臺。
1. 系統架構
采用在新一代LDSW技術,標簽和讀寫器之間的通訊距離可達1.5km,采用高增益天線,增加天線的架設高度,降低射頻通信速率,還可進一步增加標簽與讀寫器之間的通信距離。標簽與讀寫器之間可在遠距離實現讀/寫/傳輸操作。標簽內有32Kbytes數據存儲空間,供用戶用于數據庫存儲。標簽本身訪問可有多種密級,保證標簽數據安全。
系統在LDSW技術的支持下,分別建有渡船證書數據庫、渡船船員數據庫、簽證信息數據庫、安檢信息數據庫,內外監管網絡數據庫,并將上述信息分別寫入對應LDSW標簽和后臺計算機中。海事執法人員、船方需要辦理業務、查詢數據、遠程糾違時可以激活相應標簽進行數據交換并在終端平臺上顯示,完成整個管理流程。
2.系統功能
實現在航船舶遠程電子簽證、船舶不停船繳納稅費、巡航不登輪檢查、安全信息自動播報、船舶安檢自動選船/缺陷督促整改、船舶在航糾違等功能
2.1 遠程安全信息發布
可針對轄段航道信息、水文信息、氣象信息、航行注意事項以及特殊要求等通過海事處LDSW讀寫器向過往的船只廣播。當船只RFID進入到河監讀寫器與標簽的通信范圍,(上下游1.5公里),即可自動接收到這些信息,并通過與船載LDSW標簽連接的顯示屏顯示出來,或通過語音播放器播放出來。這樣在惡劣天氣情況、高洪水位、突發濃霧能做到及時提示并采取禁、限航措施,確保渡運安全。此外,系統數據庫自動核對渡船證書有效期信息,通過海事處LDSW讀寫器為各渡船LDSW標簽傳送提示信息,并通過顯示器顯示。
2.2 遠程辦理船舶簽證
按照目前渡船管理模式,渡船需每十天由海事執法人員到各渡口現場為其辦理并跟船檢查,耗費人力、物力資源眾多。基于LDSW技術的渡船管理系統可由渡船船員或者鄉鎮渡運管理員遠程激發簽證信號并尋找就近LDSW讀寫器,系統接收信號后后臺自動核對簽證信息并形成簽證報告在終端平臺上顯示,監控室執法人員接到報告后辦理簽證并由系統自動將簽證信息寫入船載LDSW標簽中存儲。
2.3 安檢缺陷遠程跟蹤
海事執法人員對客渡船進行登輪安檢,安檢結束后將安檢缺陷錄入動態系統后,系統自動在后臺通過LDSW讀寫器將缺陷信息寫入船載LDSW標簽中,并由顯示終端向船方自動顯示缺陷項目,缺陷整改后再由終端通過LDSW讀寫器回傳,執法人員可遠程監控渡船安全缺陷整改情況,督促整改,若有疑問可派員現場監督檢查。
2.4 航行行為遠程監控
近年來因客渡船搶航,不遵守禁、限航管理規定導致的群死群傷事故時有發生,長江局為防止類似事故發生分別制定了“客渡船航行行為規范”、“劃定渡船斑馬線”等制度措施,但這一切的實施均依賴于船位信息的準確回傳,現有的AIS系統因信號刷新率低、信道帶寬窄的原因導致電子巡航系統所監控的船位信息失真,RFID技術可以協同現有的AIS系統,通過后臺自主詢問的方式及時傳送渡船船位信息,便于監控室執法人員及時規范渡船船員航行行為,嚴格遵守相關管理規定。
2.5 航次信息遠程報告
渡船船員開航前可以通過船載LDSW標簽錄入相關航次信息,系統讀寫器定時讀寫相關信息并自動記錄入數據庫進行后臺處理,監控室執法人員可專注于處理其它信息。
2.6 考核、評先情況公示
每一渡船船員服務簿末頁張貼無源RFID芯片,其記錄船員證書相關信息,包括渡船船員特培、記分、考核、評先信息,通過船載LDSW 標簽自動讀取并記錄船員變動、任職、考核評估情況,由監控室LDSW讀寫器定時讀取,供監控室執法人員及時了解船員情況并使用系統實時將考核、評先情況通過各船與LDSW 標簽連接的顯示設備顯示。
3.系統與電子巡航平臺的整合
基于LDSW技術的渡船管理系統為開源系統,其為電子巡航平臺提供數據端口,平臺可讀取系統數據并由平臺自身根據需要開發相應特定功能,最終在監控屏幕上顯示相關信息,方便執法人員開展管理工作。