浅谈GPRS技术在船舶参数采集过程中的应用

摘 要 在我国传统形式的船舶里面，岸基管理者、船东及船舶工作者无法随时掌握在外航行、锚泊的船舶重要运行数据信息，例如：油耗、主机转速、扭矩等等，不能针对船舶的运行状况实施合理分析与远程管控。所以，开发满足船舶运用的参数采集设备将为实现船舶信息化和陆海资源共享打下坚实的基础。因此，本文就GPRS技术在船舶参数采集中的应用进行简要概述。

关键词 GPRS技术；船舶参数采集；应用

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）185-0068-02

党的十八大之后，党中央提出了“海洋强国战略”和“海上丝绸之路战略”。众所周知，我国已经发展为名副其实的海洋运输大国，船舶制造业在全球居首，然而就造船技术与综合水平层面而言，其与世界上其他造船强国之间依然有着较大的差距。当前，船舶信息化与自动化是航运业不断发展的必然态势，其自动化系统逐渐向信息集成化转变，所以造出具备较高附加值、较高技术含量的信息化船舶是我国由海洋运输大国迈向海洋运输强国的核心战略之一。

1 当前船舶参数采集所存在的问题

当前，船舶工作者对于船舶运营参数的采集归纳而言主要存在着以下4个不同的问题。

第一，船岸无法达到及时性的沟通与监管。岸基工作人员对于船舶运行的数据信息以及各类参数的统计往往缺乏时效性，对航运周转速率造成了非常大的影响。而且因无法及时地了解船舶运行的实际情况，所以跨地区对船舶进行监测与调控就存在较大困难。

第二，数据采集技术较为落伍，需消耗大量的物力与人力。以油耗为例进行分析，船舶管理企业对于所拥有的船只大都是按照所限定的时间范畴实施收集，由船舶工作人员进行读取、登记，以邮件的方式将其反馈给企业，企业再针对所有的数据实施归纳与研究。此形式所造成的消极影响便是即时性较差，数据不够精准，同时采集费用较高。

第三，船舶参数采集区域具有强辐射、高温度、大噪声等特点，此类区域并不适宜船舶工作人员进行长时间操作，因此传统形式的数据采集对于船员的身体健康影响很大。

第四，目前所运用的船舶参数采集技术无法达到即时性的采集与保存，因此数据保存、调取历史性数据存在阻碍。

因此，出于对安全性与经济性等要素的考量，达到对船舶运行参数的智能采集、监测、统计有着较大的现实意义，也是当前船舶领域不断进步的必然。

2 船舶参数采集、监控技术发展现状

2.1 国外船舶参数采集、监控技术发展现状

国外的船舶远程监管与运行参数采集系统主要有：OceanView系统、FleetView系统等。

OceanView是挪威C—MAP企业所研发的一个功能较为齐全的地理信息系统，其以CM—93/3海图数据库为基础，船舶所处地理位置、数据、图片等信息均会标示在电子海图上，用户能经过网络又或是其它形式链接至C—MAP数据库来不断更新数据。

FleetView系统是英国船商有限公司所研发出的船舶监管系统。此系统具备了以下几个特点：1）用电子海图来标出船舶所处的位置信息、当地气象信息；2）岸基可以各种方式查询船舶运行参数；3）提供船舶航行线路规划、航线改善以及航行计划推演等相关功能；4）危险信息的预警；5）即时、迅速回播船舶的历史状态。

英国商船公司在FleetView之后又研发出了一款全新的基于船舶在线的监管体系—FleetViewonline，该系统是以B/S架构为基础的船舶监管体系。其能够使得使用者仅仅经过Web浏览器和Internet来达到对船舶的远程监管。

在最近几年时间内，国外较为领先的航运企业逐渐尝试运用更加先进的监管体系来对船舶工况进行即时性的监控，例如：德国Held航运企业已经选取运用ShipManager系统对油耗及其它数据信息进行管理。

2.2 国内船舶参数采集、监控技术发展现状

当前，涵盖我国重要水道与港口的船舶监管体系初步由船舶自动辨别体系、船舶交通管理体系、船舶追踪体系构成。

1）船舶自动辨别体系（AIS）应用于邻近海岸区域的船舶管理、船舶避碰等。船舶与岸上的站点经过VHF接收器自行链接并播发船名、船位、目的地、船舶工况等相关信息，辨别信息播发船只的具体状况。船舶自动辨别体系往往是由数量较多的基站与一个调节中心所构成，所有基站涵盖范畴大约为35海里。其涵盖卫星定位、甚高频通信以及计算机等多领域应用。

2）船舶交通管理體系（VTS）与道路交通监管体系、民航交通管制体系相类似，大都应用于交通复杂、敏感以及事故多发的水道与港口区域的船舶管理。现如今，我国已完成涵盖重要港口以及周围地区的船舶监督网络体系，监管技术水平已经接近和达到了全球领先的水平。然而VTS依然有着覆盖范畴不广、无法针对船舶实施自行辨别等问题。

3）船舶追踪体系运用公共移动通信网络，将船舶所处具体位置等其它相关的信息反馈至监管中心，达到对船舶的动态化监管，其功能和AIS系统大致相同。船舶追踪体系当前所存在的不足也是覆盖范畴较为狭窄，在公用通信网络所无法覆盖的区域，无法达到船岸间的数据信息传递。

3 GPRS在船舶参数采集过程中的应用

3.1 GPRS无线数据通信方式采集船舶参数的优势

GPRS是当前处理移动通信服务问题最为有效的技术手段，其以具体的数据流量为参考进行费用计算，其速率快、不受空间约束以及移动办公等优势为船舶行业与用户开展远程工作提供了设施平台，创造了极为有利的环境。

1）较快的数据传输速度。所有监测信息收集点每一次的数据传输速率在10Kbi/s以内，而当前GPRS数据传递的速率是40Kbi/s左右，完全可以达到此系统对于数据传递速率的要求（≥10Kbi/s）。

2）较大的传输容量。如果航运公司想要与所有船只信息采集点实时链接，因采集点数目多，系统必须满足可传递突发性数据，GPRS技术的应用能够符合对于突发性数据进行集中性收集、传输的需求。

3）较低的通信费用。运用传统形式的卫星通道所创建的信息采集传递体系成本相对较高。在GPRS信号完全覆盖的区域运用GPRS通信形式，因其乃根据具体数据流量来对费用进行计算，资源运用率相对较高，通信成本低廉（每月能够调控在200元之内）。

4）较好的实时响应。和短消息、电话又或是卫星通导所提供的服务对比而言，GPRS具备较强的实时在线特征，系统不会产生时间的延迟，可以达到系统对于数据收发及时性的需求。

3.2 基于GPRS无线数据通信方式采集船舶参数的构想

在此设想里面，该系统主要是由底层数据采集传感器、采集智能设备（涵盖RS-485采集模块、CPU处理模块、存储模块、电源电路及GPRS传送模块）以及数据库/服务器等所构成。服务器经过GPRS网络和Internet网络与采集智能设备创建链接，采集智能设备经过串口（RS-485）和传感器直接连接到一起，通过数据采集（包括通信数据多点、多接口的实现、协议解析、信号处理）、数据暂存（即通过存储芯片实现数据获取、数据存储和数据传输）、数据发送，达到对于远程数据信息的采集与监测。

4 结论

随着通信技术的不断发展，以GPRS为基础的船舶参数采集智能设备将会应用至广域网远程通信与监控。其融合了无线传输技术与监测系统，如果在不久的将来将此设计大量运用于船舶之中，将不同区域的现场数据信息经过无线通信技术即时传递，必将在一定程度上提高船员的生活品质与工作效率，有利于航运公司充分了解船舶的运行状况。

参考文献

[1]吴正.船用数据采集系统远程应用的实现方案[J].上海船舶运输科学研究所学报，2016，6（2）：3-4.

[2]郭建国，陈亮.中海货运宁安轮系列船舶油耗远程监控系统设计[J].科技风，2013（13）：48.

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