一、概述
近年來，隨著陸路交通逐步顯現(xiàn)物流運量瓶頸，提高水運效率，改善海運、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”的長三角和運河沿線地區(qū)，各個主要城市都在制定雄心勃勃的“水運強市”、“數(shù)字港航”工程計劃，充分發(fā)揮其航運的優(yōu)勢，降低物流運輸成本，提高經(jīng)濟社會的綜合競爭力，以利于進一步支持經(jīng)濟建設的快速發(fā)展。
在實際業(yè)務環(huán)境中，信息技術獲得了廣泛和深遠的應用。各個內河港航城市均已投入大量人力物力加快信息網(wǎng)絡化建設步伐和科技投入力度，例如建立健全整個航區(qū)的船舶中心數(shù)據(jù)庫，依據(jù)港航管理業(yè)務實現(xiàn)船舶年審、進出港簽證、稽征繳費、現(xiàn)場監(jiān)管、信息綜合利用等業(yè)務的信息化、網(wǎng)絡化動態(tài)管理。這些依靠先進信息技術的系統(tǒng)應用，實現(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”奠定了扎實的基礎，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的采集方式。如果出現(xiàn)船名船號被遮蓋、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無法實現(xiàn)自動識別，成為打造“數(shù)字港航”的最大瓶頸。那么，有沒有經(jīng)濟實用的辦法解決船舶船號的自動識別呢?有，這就是近幾年走向成熟的新技術，即射頻識別技術(RFID)。
RFID是起源于上世紀50年代的一項自動識別技術。它利用射頻方式進行非接觸式通信交換數(shù)據(jù)以達到識別目的。一個典型的RFID應用系統(tǒng)通常由標識特定目標物體的電子標簽、接收電子標簽信號的閱讀器以及應用軟件組成。與傳統(tǒng)的磁卡、接觸式IC卡相比，RFID技術完成識別工作時無須人工干預，適合于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化操作且不易損壞，可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡，操作快捷方便。電子標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。
射頻識別系統(tǒng)按電子標簽的供電方式可分為有源和無源兩類。無源標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、存儲后提供，成本較低，但射頻功率較大。有源標簽本身帶有微型電池，由于不需要射頻供電，其識別距離更遠，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，這在船舶識別應用中都是關鍵的性能要求。
二、系統(tǒng)介紹
內河港航船舶識別中的應用示意圖
如上圖所示，在進出港區(qū)的船舶上安裝有源電子標簽(為防止挪用，安裝方式可以采取特殊措施，實現(xiàn)防拆卸要求)，標簽內可以存儲與船舶有關的個體信息或者貨運信息。航道上安裝遠距離閱讀器，通過標準串口RS232/485接口與后臺鏈接，在不易布線的區(qū)域還可以鏈接無線數(shù)傳模塊(GPRS/CDMA)與后臺應用系統(tǒng)保持實時通訊。此時，安裝了電子標簽的船舶通過航道時就會在最遠1000米的范圍內被閱讀器識別和讀取數(shù)據(jù)。
港監(jiān)管理艇內的計算機通過無線上網(wǎng)系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫保持聯(lián)機狀態(tài)，現(xiàn)場監(jiān)管人員就可通過顯示的結果有針對性地隨時實施對重載船舶的不停航檢查。如結合攝像監(jiān)控系統(tǒng)，即可對船只進行圖象辨別和現(xiàn)場情況遠程觀看。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。當然，港監(jiān)管理艇也可以使用便攜式的移動閱讀器實現(xiàn)對所有相關船只的稽查管理目標。
三、系統(tǒng)功能
基于有源RFID技術的船舶身份識別及進出港自動監(jiān)管系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能：
自動記錄船舶進出港：系統(tǒng)無需船舶工作人員進行手動操作能自動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)控觀看實時進出港情況，并進行視頻圖象記錄，以備后續(xù)查詢。
防止船舶帶病出港：當帶病船舶出港時，系統(tǒng)可以自動提醒主管部門，從而采取有效措施阻止其外出作業(yè)。
船舶出港時，系統(tǒng)通過通信鏈路自動提醒船舶開啟AIS系統(tǒng)及衛(wèi)星船位監(jiān)控系統(tǒng)，同時向出港船只發(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。當發(fā)現(xiàn)船只未開啟相應AIS系統(tǒng)或衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)時，系統(tǒng)會自動提醒主管部門采取措施。
當船舶進港時，系統(tǒng)可以自動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。通過遠距離射頻的數(shù)據(jù)傳輸，主管部門的執(zhí)法船可實現(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)可以實時向中心數(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：在各個錨地統(tǒng)計錨地內船舶數(shù)量，從而有效的管理船只停泊。
流量統(tǒng)計：可精確統(tǒng)計過往船舶的流量。
四、方案特點
1、大流量：極高的防沖突性，采用多種防沖突方案，可支持200個以上標簽的同時讀取;
2、支持高速度移動讀取，標識卡的移動時速可達200公里/小時以上。
3、高可靠性，工作溫度-40℃~85℃，防水，防沖擊，滿足工業(yè)級環(huán)境的應用。
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。
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，都會自動地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、過閘費管理。按航次收取過閘費的船閘，使用該識別系統(tǒng)結合收費系統(tǒng)，可實現(xiàn)對信用船戶的不停船收費，有效提高船閘通過率和減少堵航幾率。
10、“四自”航道的收費管理。在“四自”航道入口處安裝該識別系統(tǒng)能有效記錄進入“四自”航道的船舶，結合船舶的信用帳戶，可實現(xiàn)費用代扣代繳。
11、船舶證書防偽。為逃避處罰和逃避繳費，船舶證書資料、船名船號造假猖獗。采用RFID技術后，由于電子標簽ID號碼的全球唯一性，加上電子標簽的防拆卸措施，能徹底消除此類問題。
12、問題船舶管理。由于識別控制計算機實時向中心數(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、運量統(tǒng)計。可精確自動統(tǒng)計出過往船舶的流量以及貨運量。
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