一、概述
近年來，隨著陸路交通逐步顯現(xiàn)物流運(yùn)量瓶頸，提高水運(yùn)效率，改善海運(yùn)、漁船監(jiān)管環(huán)境逐步成為沿海各城市的發(fā)展戰(zhàn)略。在傳統(tǒng)“黃金水道”的長三角和運(yùn)河沿線地區(qū)，各個(gè)主要城市都在制定雄心勃勃的“水運(yùn)強(qiáng)市”、“數(shù)字港航”工程計(jì)劃，充分發(fā)揮其航運(yùn)的優(yōu)勢，降低物流運(yùn)輸成本，提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合競爭力，以利于進(jìn)一步支持經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展。
在實(shí)際業(yè)務(wù)環(huán)境中，信息技術(shù)獲得了廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用。各個(gè)內(nèi)河港航城市均已投入大量人力物力加快信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)步伐和科技投入力度，例如建立健全整個(gè)航區(qū)的船舶中心數(shù)據(jù)庫，依據(jù)港航管理業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)船舶年審、進(jìn)出港簽證、稽征繳費(fèi)、現(xiàn)場監(jiān)管、信息綜合利用等業(yè)務(wù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)管理。這些依靠先進(jìn)信息技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了不停航檢查，打破了“屬地管理”的傳統(tǒng)模式，為打造“數(shù)字港航”奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，但在這些系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)管模塊中，仍然采用人工錄入船名船號(hào)的采集方式。如果出現(xiàn)船名船號(hào)被遮蓋、夜間看不清、船舶流量過大及操作者困乏的狀況，這就可能造成船名船號(hào)無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，成為打造“數(shù)字港航”的最大瓶頸。那么，有沒有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的辦法解決船舶船號(hào)的自動(dòng)識(shí)別呢?有，這就是近幾年走向成熟的新技術(shù)，即射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)。
RFID是起源于上世紀(jì)50年代的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。一個(gè)典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng)通常由標(biāo)識(shí)特定目標(biāo)物體的電子標(biāo)簽、接收電子標(biāo)簽信號(hào)的閱讀器以及應(yīng)用軟件組成。與傳統(tǒng)的磁卡、接觸式IC卡相比，RFID技術(shù)完成識(shí)別工作時(shí)無須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化操作且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。電子標(biāo)簽可以采用特殊的封裝方式，有效抵御油漬、灰塵污染等惡劣環(huán)境的腐蝕和侵襲。
射頻識(shí)別系統(tǒng)按電子標(biāo)簽的供電方式可分為有源和無源兩類。無源標(biāo)簽所需工作能量需要從讀寫器發(fā)出的射頻波束中獲取，經(jīng)過整流、存儲(chǔ)后提供，成本較低，但射頻功率較大。有源標(biāo)簽本身帶有微型電池，由于不需要射頻供電，其識(shí)別距離更遠(yuǎn)，讀寫器需要的功率較小，具有讀寫穩(wěn)定、防沖突性能佳、攜帶物品信息量大等優(yōu)點(diǎn)，這在船舶識(shí)別應(yīng)用中都是關(guān)鍵的性能要求。
二、系統(tǒng)介紹
內(nèi)河港航船舶識(shí)別中的應(yīng)用示意圖
如上圖所示，在進(jìn)出港區(qū)的船舶上安裝有源電子標(biāo)簽(為防止挪用，安裝方式可以采取特殊措施，實(shí)現(xiàn)防拆卸要求)，標(biāo)簽內(nèi)可以存儲(chǔ)與船舶有關(guān)的個(gè)體信息或者貨運(yùn)信息。航道上安裝遠(yuǎn)距離閱讀器，通過標(biāo)準(zhǔn)串口RS232/485接口與后臺(tái)鏈接，在不易布線的區(qū)域還可以鏈接無線數(shù)傳模塊(GPRS/CDMA)與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)通訊。此時(shí)，安裝了電子標(biāo)簽的船舶通過航道時(shí)就會(huì)在最遠(yuǎn)1000米的范圍內(nèi)被閱讀器識(shí)別和讀取數(shù)據(jù)。
港監(jiān)管理艇內(nèi)的計(jì)算機(jī)通過無線上網(wǎng)系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫保持聯(lián)機(jī)狀態(tài)，現(xiàn)場監(jiān)管人員就可通過顯示的結(jié)果有針對性地隨時(shí)實(shí)施對重載船舶的不停航檢查。如結(jié)合攝像監(jiān)控系統(tǒng)，即可對船只進(jìn)行圖象辨別和現(xiàn)場情況遠(yuǎn)程觀看。如果通過的是一艘證照不齊或證照過期的問題船舶，港監(jiān)管理艇就可以迅速出艇檢查。當(dāng)然，港監(jiān)管理艇也可以使用便攜式的移動(dòng)閱讀器實(shí)現(xiàn)對所有相關(guān)船只的稽查管理目標(biāo)。
三、系統(tǒng)功能
基于有源RFID技術(shù)的船舶身份識(shí)別及進(jìn)出港自動(dòng)監(jiān)管系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能：
自動(dòng)記錄船舶進(jìn)出港：系統(tǒng)無需船舶工作人員進(jìn)行手動(dòng)操作能自動(dòng)將身份信息反饋到監(jiān)控中心。船舶主管部門可 以通過管理(監(jiān)控)中心清楚地掌握每艘船舶地進(jìn)出港的狀態(tài)，此外，還可以通過安裝在港口的視頻監(jiān)控觀看實(shí)時(shí)進(jìn)出港情況，并進(jìn)行視頻圖象記錄，以備后續(xù)查詢。
防止船舶帶病出港：當(dāng)帶病船舶出港時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)提醒主管部門，從而采取有效措施阻止其外出作業(yè)。
船舶出港時(shí)，系統(tǒng)通過通信鏈路自動(dòng)提醒船舶開啟AIS系統(tǒng)及衛(wèi)星船位監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)向出港船只發(fā)送各種重要信息，包括出港問候，船舶注意航行安全提醒，主管部門的各種通知和通告等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)船只未開啟相應(yīng)AIS系統(tǒng)或衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提醒主管部門采取措施。
當(dāng)船舶進(jìn)港時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)通過通信鏈路向船只發(fā)送回港問候，主管部門的通知公告等各種信息。
不停船檢查及問題船舶管理。通過遠(yuǎn)距離射頻的數(shù)據(jù)傳輸，主管部門的執(zhí)法船可實(shí)現(xiàn)對航行船舶的不停船檢查。在檢查過程中，由于執(zhí)法船的系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)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有效杜絕黑名單船舶出海生產(chǎn)。
錨地統(tǒng)計(jì)：在各個(gè)錨地統(tǒng)計(jì)錨地內(nèi)船舶數(shù)量，從而有效的管理船只停泊。
流量統(tǒng)計(jì)：可精確統(tǒng)計(jì)過往船舶的流量。
四、方案特點(diǎn)
1、大流量：極高的防沖突性，采用多種防沖突方案，可支持200個(gè)以上標(biāo)簽的同時(shí)讀取;
2、支持高速度移動(dòng)讀取，標(biāo)識(shí)卡的移動(dòng)時(shí)速可達(dá)200公里/小時(shí)以上。
3、高可靠性，工作溫度-40℃~85℃，防水，防沖擊，滿足工業(yè)級(jí)環(huán)境的應(yīng)用。
4、高抗干擾：對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求，安裝方便簡單。
5、全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費(fèi)。
6、超低功耗：對人體很安全，無健康損害。
7、船舶通行記錄。船舶每次經(jīng)過監(jiān)控點(diǎn)，都會(huì)自動(dòng)地100%地被記錄到中心數(shù)據(jù)庫中。
8、不停船檢查。港監(jiān)管理艇可實(shí)現(xiàn)對航行船舶的不停船檢查，極大方便監(jiān)管工作。
9、過閘費(fèi)管理。按航次收取過閘費(fèi)的船閘，使用該識(shí)別系統(tǒng)結(jié)合收費(fèi)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對信用船戶的不停船收費(fèi)，有效提高船閘通過率和減少堵航幾率。
10、“四自”航道的收費(fèi)管理。在“四自”航道入口處安裝該識(shí)別系統(tǒng)能有效記錄進(jìn)入“四自”航道的船舶，結(jié)合船舶的信用帳戶，可實(shí)現(xiàn)費(fèi)用代扣代繳。
11、船舶證書防偽。為逃避處罰和逃避繳費(fèi)，船舶證書資料、船名船號(hào)造假猖獗。采用RFID技術(shù)后，由于電子標(biāo)簽ID號(hào)碼的全球唯一性，加上電子標(biāo)簽的防拆卸措施，能徹底消除此類問題。
12、問題船舶管理。由于識(shí)別控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)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。
13、流量、運(yùn)量統(tǒng)計(jì)。可精確自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出過往船舶的流量以及貨運(yùn)量。
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