科学技术 基于物联网技术的船舶过闸智能调度系统 靳智 （重庆电子工程职业学院，重庆４０１３３１） 摘要：内河航道传统过闸调度管理手续繁琐，严重影响船舶通航效率。论文引入物联网技术，结合计算机及软件技术，根据船舶类型及进入待 闸区的顺序设计了船舶过闸智能调度管理系统。本系统可简化过闸手续，节约人力物力，极大地提高了通航效率。 关键词：物联网；船舶；过闸；智能调度 随着数字航道建设的有序推进，我国内河航运信息化管控初显成 效，但是信息资源未得到充分有效利用，业务应用系统的功能未能完 全发挥。据现有的船舶过闸流程显示，船舶过闸涉及登记、缴费、调 度、过闸等环节。船舶过闸完全由人工管控，手续繁琐，极度耗费船 调度管理流程如图３所示。 员的通行时间，同时造成大量船舶处于等待状态，航道拥堵加剧。 上海市船闸计算机收费系统，迈出了计算机票据逐渐取代手工票 据坚实的一步，但是过闸调度的信息化未能完全实现。江苏省交通 运输厅在口岸船闸展开“船舶便捷过闸系统（水上ＥＴＣ）”的试点研 究。通过创新船闸收费管理机制并融合ＲＦＩＤ技术，优化收费管理模式 和流程，减少船舶过闸等候时间，提高船闸调度效率。 船载电子标签只能储存船舶的静态信息，且局限于地方船舶使 用。为了达到航运数字化管理的先进水平，论文将物联网技术成功运 用于船舶过闸智能调度系统。 １物联网技术 随着物联网技术在智能交通领域应用的深入，船联网已具备相应 的条件。２００４年以来，国际海事组织和中国海事局分别要求达到一定 吨位的船舶必须安装自动识别系统［４］。在内河航行且不满足强制安装 ＡＩＳ条件的船只可通过地方海事局安装ＲＦＩＤ。为此，可利用ＡＩＳ与船载 ＲｎＤ互补融合而构成船联网。 １．１ ＡＩＳ技术 船舶自动识别系统由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，通 过ＶＨＦ频段自动广播或接收船舶的静态信息（人工输人）、动态信息 （自动更新）、航次信息（人工输入）、安全消息。ＡＩｓ信息报告发布 时间间隔为２ｓ一３ｍｉｎ，具体时间由船舶航行状态确定【５］。船载ＡＩＳ与安 装在过闸指挥部的ＡＩｓ基站能够顺利进行信息传递，实现船联网。 １．２ ＲＦＩＤ技术 射频识别技术是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标 并读写相关数据。射频识别主要由船载电子标签与待闸区ＲＦＩＤ阅读器 组成。船载ＲＦＩＤ选用２．４５ＧＨｚ卡片式有源ＲＦＩＤ标签，其有效识别距离 接近１００；￣，可存储船舶名称、代码、船型、吨位、吃水及货物种类等 信息。由于ＲＦＩＤ只能存储船舶的静态信息，每次出航前均需到航道管 理部门重新写入吃水及货物等信息。 ２船舶过闸智能调度系统总体设计 ２．１系统功能分析 船舶一般的过闸程序分为的上岸、登记、缴费、调度、过闸等环 节，需要船员按照顺序走完所有环节办理手续。船舶过闸智能调度系 统旨在借助信息技术优化船舶过闸程序，该系统应具备船舶信息自动 获取、过闸调度、收费结算、过闸及水文信｜息发布等功能。 ２．２智能调度系统结构 根据船舶过闸智能调度系统的功能分析，可将各功能分模块并按 照一定的逻辑关系整合在系统中。船舶过闸智能调度系统的结构如图１ 所示。 ３智能调度系统实现 ３．１软件数据库选择 船舶过闸智能调度系统选用ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００８￣为系统数据库，用于 存储船舶的动静态信息、过闸调度信息、收费数据、过闸日志等。系 统数据库可同时存储通过ＡＩｓ或船载ＲＦＩＤ￣的船舶信息，并以识别设 备类型进行区别。 ３．２船舶过闸智能调度管理软件设计 待闸船舶驶入待闸区域后，过闸智能调度系统会自动识别船舶的 静态和动态信息，系统根据船舶类型及进人待闸区的顺序进行调度， 在水文条件符合的情况下对普通船舶与特殊船舶进行统一调度。具体 蕊壤） 鲥）（ 蛙 ） 囊姥） 孽镪箍糍簸 图１船舶过闸智能指挥系统 圈２船舶过闸调度管理流程 在船舶过闸费用扣取前要判断船主账户余额，如果余额不足，系 统会将差额费用数据存入本地数据库，并与船舶管理系统进行数据共 享，以便及时扣费。 ４结束语 在船舶物联网技术的基础上，论文设计的船舶过闸智能调度系统 能够取代传统的人工调度管理，极大地节约人力物力，提高通航效 率。管理系统融合调度、扣费、日志记录等功能，为数字航道的建设 起着推动作用。 参考文献 【ｌ】金鹏飞，何斌，等．船闸计算机收费系统应用研究［Ｊ】．水利规划与设 计，２００７，（５）． 一３８１— 科学技术 软件无线电的应用 武颖杨征王晋 （石家庄士官学校，石家庄，０５００６１） 摘要：软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。 关键词：软件无线电；数字信号处理；调制解调；数字广播；世界数字广播 软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而 发展起来的，其基本思想就是将宽带ＭＤ／Ａ变换器尽可能地靠近天线， 将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定 和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调 制码型等系统工作参数具有完全的可编程性 调幅广播的试验。 目前，欧洲和北美的一些国家均研制了ＤＲＭ接收设备，这些接收 设备更接近于专业接收设备，主要采用计算机插板方式，绝大多数的 １用软件无线电技术实现卫星控制平台 传统的卫星测控平台存在着性能不完善，调制方式、副载波、码 速率组态不灵活，体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智 能化的测控平台，通过注入不同的软件，实现对调制载频、调制方 式、传输码速率等参数的改变，应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控 任务。 软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。随着 Ａ／Ｄ／Ａ器件与ＤｓＰ处理器的迅速发展，使得软件无线电技术广泛地应 用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。 用软件无线电技术实现卫星控制平台包括软件无线电通用平台的 ＤｓＰ技术和ＤＳＰ实现信号调制和解调。其中软件无线电通用平台的ＤＳＰ 技术又包括ＴＭＳ３２０Ｃ６７０１ ＤＳＰ芯片，ＤＳＰ技术在软件平台中的应用， 调制器与解调器。ＤＳＰ实现信号调制和解调又包括信号调制，信号解 调。 解调、解码工作均由基于ＤＳＰ和计算机ＣＰＵ的软件完成，它们具有便于 软件更新，可以方便适应不同标准和新业务，便于在线测试，可以方 便地使用各种分析工具等优点。 我国在数字广播领域与国际完全同步，国内已经有了类似的产 品，水平与国外产品没有明显的差距。 ＤＲＭ系统已基本成熟，即将进人实施阶段。但是，一项新技术能 否在全球推广，技术本身的先进性与可行性虽是前提，却远非决定因 素，市场条件和消费者的接受程度十分关键。历史上已经有不少成功 的经验与失败的教训，ＤＲＭ也把实施问题看作为严重挑战。为使ＤＲＭ 取得成功，需要处理好＿一个关键ｌ生因素，即广播机构，网络运行者、接 收机制造商与听众之间的关系。 为软件无线电技术载体的软件无线电电台是“用软件定义波段、 软件无线电通用测控平台是卫星测控平台发展的方向，可以很好 地解决原来平台开发成本高、周期长、通用性差的问题。以新一代 ＤｓＰ芯片ＴＭｓ３２ｏｃ６ｏｏｏ￣为软件无线电平台的核心，可以很好地满足需 要，且有较大的冗余度，利用升级。 ２用软件无线电技术实现数字调幅广播系统 数字广播是继调幅广播、调频广播之后的第三代广播方式，它的 出现标志着广播系统正由模拟向数字过渡。目前比较成熟的数字 调幅广播（ＤＡＢ）技术被认为是近期发展的重点，基于软件无线电技 术的ＤＲＭ系统，该系统就可以实现从当前的模拟广播到数字广播的平 滑过渡。 从２０Ｉ］￣纪二十年代开始，商业广播先后在美、苏、英、德、法、 中等国开播，在此后的近百年时间，广播作为重要的传媒工具，受到 各国的重视。广播无后经历了中波调幅、短波调幅、调频、调频立体 声几个阶段。 尽管调幅广播的带宽只有９ｋＨｚ或１０ｋＨｚ，音质无法与调频立体声相 比，但是由于调幅广播发展时间最久，全球标准统一，在任何地方购 买的收音机在全球各地都能使用，接收工具简单，而且可以方便地进 行室内、外的便携接收与车、船中的移动接收。因此至今它仍然是世 界上使用最广泛的广播媒体。 由于调制广播的竞争，音、视频数字化的发展，传媒手段的多样 化和九十年代开始的全球数字化浪潮，使许多广播机构认识到，调幅 广播必须数字化才能适应竞争日益激烈的传媒环境，纷纷开始了数字 调制方式、信号波形的电台。信号波形由数字信号采样产生，用宽带 的数模转换器转换成模拟信号，可能还要由中频上变频到射频。类似 地，接收机使用宽带的模数转换器获得该软件无线电电台节点所有波 段的信号。接收机用通用处理器上的软件完成信号的提取。下变频和 解调。”（约瑟夫・米托拉给软件无线电电台做的定义。） 理想的软件无线电电台应该拥有在全频带工作的能力，具有极大 的灵活性，任何功能的改变或增加都可以通过软件升级来完成。由于 实际条件的，比如宽带前端射频模块的性能不够理想、宽带Ａ／Ｄ／ Ａ的工作带宽和采样速率有限、ＤＳＰ的处理能力不足、总线数据受限 等，导致在目前的技术条件下无线实现上述理想软件无线电系统。为 了使得软件无线电技术可以应用于实践，就在理想软件无线电系统的 基础上增加了若干条件，使得软件无线电牺牲了一些灵活性，换 来了可实现性。 软件无线电技术一经提出就被认为是无线电领域的一场，近 年来“软件无线电”的思想已经渗透进入了仪器仪表、自动控制、信 号处理等诸多领域。我国在这一领域的研究也得取了显著的成果。 将软件无线电技术与数字广播技术结合在一起，对于数字广播技 术发展和数字广播设备的推广具有巨大的推动作用。 参考文献 ［１］．郭彩丽，张天魁，曾志民，等．认知无线电关键技术及应用的研究现 状【Ｊ】．电信科学，２００６（８） 【２］．王翔．无线通信技术发展分析【Ｊ１．通信技术．２００７ 【３】．杨小牛．从软件无线电到认知无线电，走向终极无线电一无线通信发 展展望［Ｊ］．中国电子科学研宄院学报，２００８，２（０１） 【４．１尤文坚，黄欣，刘桂英．认知无线电的相关技术研宄［Ｊ】．通信技术，２００８， ４１（１２） 【２】袁学忠．江苏内河船舶便捷过闸系统的试点应用【Ｊ］．中国水运， ２０１３（￣４４：４５． ， 【３］Ｌｅｉ Ｚｈｏｕ，Ｈｕ Ｌｉｕ，ｅｔｃ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｉｎｔｅｍｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ ｉｎ Ｓｈｉｐ Ｌｏｃｋａｇｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ［ｅ１．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ．２０１２． ［５】船载自动识别系统（ＡＩＳ）技术要求ＧＢ／Ｔ ２００６８—２００６［Ｓ］．中华人民共和国 国家标准．２００６． 作者简介 靳智（１９８３一），男，汉族，四川巴中人，硕士，助教，主要研究方 向为物联网应用技术、计算机控制。 ［４】国内航行船舶船载电子海图系统和自动识别系统设备管理规定【ＥＢ］．中 国海事局，２０１０－４—１２． ．．３８２—．
