北斗高精度定位技术在船舶运输和安全监控管理中的应用研究
时间：2020-12-16 16:05:59 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】文章以智能水运为研究方向，以广西区域港口、西江流域船舶及危险品船舶为应用对象，以“互联网+北斗高精度定位技术”为研究突破口，通过分析北斗卫星导航定位系统、互联网及水运运输业的发展现状，提出实现智能化船舶运输和安全监控管理的解决方案，推动“北斗+水运”“互联网+水运”的发展应用。
【关键词】北斗高精度；“互联网+”；船舶运输；安全监控
【中图分类号】U698 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0092-03
0 引言
智能化技术的应用是我国传统行业转型的重要实现手段，其中以中国北斗卫星导航定位系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）与“互联网+”为主的技术手段更是成为目前传统行业实现智能转型的重要实现措施。在此基础上，以水运业为主的交通运输行业对实现智慧交通的需求日益变大，如何实现运输智能管理和安全智能监控管理成为交通运输业当下需解决的重点问题。
在此背景下，本文以智能水运为研究方向，以广西区域港口、西江流域船舶及危险品船舶为应用研究对象，以北斗高精度定位技术和“互联网+”技术为关键技术，以解决船舶运输和安全监控问题、提高港航监管效率及预防水上客货运交通事故为主要目的，围绕实现智能化船舶流域运输监控管理、危险品船舶安全预警管理和渡口安全监控管理展开研究。
1 现状分析
1.1 北斗卫星导航定位系统发展现状
我国自行研制的“北斗卫星导航定位系统”在森林防火、水利防汛、交通运输等民用、军用领域产生了显著的社会效益[1]，并在我国的水文监测、地质勘探、气象预测、海洋观测、灾害情报、救援调度、生产安全监测、农业生产墒情监测、危险品储存及运输监控等方面都发挥了重要的作用[2]。
由此可知，北斗卫星导航定位系统逐渐融入民众的生活中，在各个传统行业的发展不断被创新应用，逐渐形成“北斗+传统行业”的应用发展模式。
1.2 互联网发展现状
中国互联网的发展至今从最初的门户、游戏、搜索的时代，到人们深度应用互联网进行信息的获取、发布、互动，中国企业逐渐演变成通用型互联网应用企业[3]。目前，中国的互联网进入“互联网+”时代，以移动互联网、云计算、大数据技术的应用为基础，互联网进入商业生态的系统中[4]，形成“互联网+”传统行业模式，并在水运、农业、工业、金融、交通、旅游等领域展开应用，逐渐实现传统行业向智慧行业的创新驱动发展。
1.3 水运业发展现状
船舶运输是水运业从开始至今最主要的交通运输方式，其水运运输的发展主要围绕客运、货源、船舶、港口、航道等方面展开。
中国水运经历了600年前的辉煌、明清的衰落、新中国成立后的复兴、改革开放以来的壮大等阶段，形成其曲折向上的发展轨迹[5]。目前，水运业发展面临智能化技术体系改革的挑战，传统的运输管理方式已经无法满足当下水路运输的智能化需求，水路运输未来的发展方向将围绕船舶智能化、航道智能化、港口智能化、海事监管智能化展开[6]。
2 北斗高精度定位技术在船舶运输和安全监控管理的应用研究
2.1 研究思路
本文围绕“互联网+北斗高精度定位技术”联合视频监控技术、GIS（Geographic Information System，地理信息系统）等关键技术的集成应用展开研究，其目的是构建一个适用于船舶运输和安全监控管理的平台，并通过软硬件结合的方式实现北斗高精度定位技术在船舶流域运输监控管理、危险品船舶安全预警管理和渡口安全监控管理上的应用。初步的平台建设架构图如图1所示。
平台的建设思路如下。
（1）平台主要面向广西港航运输相关管理部门提供服务，满足相关管理部门对西江流域船舶的运输监控和安全管理的综合性需求。
（2）通过研究构建大数据服务体系，接入管理部门数据，完成跨区域、跨部门、跨政企、跨业务数据之间的互联互通。
（3）平台在满足使用人员对管理智能化的需求的基础上展开建设，依托具备亚米级定位的高精度船载北斗终端完成船舶的精准位置定位，联合摄像机和多传感器设备共同应用完成对西江流域船舶、危险品船舶和渡口的安全监控管理研究。
2.2 北斗高精度定位与船舶流域运输监控管理
船舶流域监控管理由港航相关管理部门通过监控中心和监控管理平台对西江流域船舶进行监控管理（如图2所示）。
以监控平台为软件支撑，以船载北斗终端为硬件支撑，以GIS电子地图为信息显示支撑，构建无线自组网络，形成监控专网，对航道、港口等各监控点布置视频监控节点，實现对船舶流域的运输监控管理。
（1）联合摄像机、高精度船载北斗终端、传感器设备完成船舶航运过程中的精准数据采集，采用3G/4G/WIFI等传输网络完成数据传输。
（2）采集的船舶分布情况、航行情况、船舶位置信息、运输路线等数据信息在GIS电子地图上精准展示。
（3）管理人员通过点击平台系统上的GIS电子地图，将直观地显示出某个区域的船舶的位置信息及航行情况，便于管理人员及时发现船舶是否行驶正常，如偏离既定轨迹，将由平台自动响应向船舶驾驶员传递提醒信息。
2.3 北斗高精度定位与危险品船舶安全预警管理
研究所有入网危险品运输船舶的安全监控管理。
（1）船舶安装重力传感器，对油的重量进行实时监测，配合液面增减感应装置对船舶漏油、危险品泄露等情况进行实时感应。
（2）船舶、主干航道和危险品码头安装视频监控设备，实现对危险品船舶运输、装卸作业等流程纳入全程监控范围。
（3）通过高精度船载北斗终端、多传感器设备和摄像头视频设备对危险品船舶的位置、外部环境和内部环境数据、船长/船员行为数据、运输货物状态数据和危险信号进行数据采集，根据监控的数据指标分析判断危险信号、安全隐患等，预先进行船舶运输风险的提前预警。
