船舶过闸辅助调度系统

Ship Locked Auxiliary Scheduling System

Wu Dongpeng；Yuan Ye；Zhang Zhengli；Liu Xitong；Wang Jian

（Hohai University，Nanjing 210098，China）

摘要： 针对现有内河航运船舶过闸管理存在工作效率较低，安全性较差，服务不到位等问题，提出基于RFID和GSM的船舶过闸辅助调度系统。以船舶预调度和自动过闸方式对带有芯片的船舶进行自动识别，读取数据；对遇到相关异常情况及时进行处理；根据船舶相关属性信息安排过闸调度，实现自动收费。并对该系统的基本工作原理、整体结构和实现方案等问题进行论述。

Abstract: The inland shipping locked management work efficiency is low, there are less secure, service does not reach the designated position, ship locked auxiliary scheduling system based on RFID and GSM is proposed. Ships with chips are carried out automatic identification, and read the data taking the way of the pre scheduling and automatically locked mode; to dispose when meeting relevant abnormalities; to realize automatic charges according to ship related attribute information to arrange locked scheduling, and problems, such as the basic operation principle of the system, the structure and the implementation scheme were discussed.

关键词： RFID GSM 船舶过闸 预调度 自动收费

Key words: RFID；GSM；ship locked；pre scheduling；automatic charges

中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0160-02

1背景

在内河船舶通航过程中，航道的畅通性，很大程度上取决于船闸的运行效率。船闸智能化、自动化程度的高低，直接关系到能否实现全航道的畅通。

当前船舶过闸存在很多问题：船闸通过量远远超过设计水平；船舶违规现象严重，仍存在部分“三无”船舶及“证照不全”的船舶在营运；有些船舶为提早过闸，以不正当手段谋求方便，严重影响了航道秩序和行业管理的形象。另外，新技术运用及适应新技术环境的管理流程变革滞后。

合理运用信息技术，可提高航闸管理及安全通行能力，降低成本，提高船舶所有者和经营者的效率和效益。国内目前偶有将红外、GIS、GPS等技术用于船舶过闸管理、收费，但将RFID技术和SMG技术应用到航道管理和船只识别方面还比较少，尤其用于船舶过闸预调度、自动收费还没有先例。以RFID技术和SMG技术手段来辅助船闸通航管理，解决船闸通航效率低下、现场工作安排不合理等问题将是一种必然趋势。

2系统功能设计本系统通过RFID技术，实现船舶的自动离岸登记、收费，方便船员，简化工作，提高效率。通过短信交互平台，实现船舶过闸提前预申报，船舶动态信息自动登记和预调度，加快船舶过闸速度，减少船舶待闸时间。通过图像模式识别技术，实现船舶尺寸数据自动提取，实现船舶实载吨位的测量。并将上述几种技术结合管理信息系统技术、数据仓库技术有机集成，依据行业管理特点对新技术运用后的管理流程进行再造，形成船舶过闸辅助调度系统，以配合现行的船舶过闸收费与调度系统。

2.1 船载终端设备

2.1.1 短信终端短信终端采用基于GSM网络实现，由GSM收发模块、显示屏组成。如图1所示。

短信终端中的GSM收发模块负责短信的收发，并且可以支持语音业务；显示屏用于显示相应信息。为了便于阅读和操作，采用较大的（5英寸或7英寸，或者更大）的触摸屏。采用室外天线，采用防水、抗震动、防雷击的外部封装。

2.1.2 RFID标签卡采用有源RFID（功放型标签），以保证在各种天气条件下150米的可靠工作距离。使用电池供电，也支持使用船舶电源进行供电。采用防水、抗震动、防雷击的外部封装，考虑与短信终端集成封装。

2.2 调度中心系统

2.2.1 短信收发系统短信收发系统承担调度中心与用户之间的短信交互。GSM收发模块和操作维护系统构成，如图2所示。其中GSM收发模块负责短信的发送和接收，操作维护系统是运行在计算机上的软件，它负责短信的编辑、维护、统计等管理功能，以及与调度中心其它部分（如过闸收费操作系统、收费充值系统）的接口，以便将短信中包含的有关信息与与自动收费管理系统进行交互。GSM收发模块与操作维护系统之间可以采用USB接口或以太网接口进行连接。操作维护系统采用以太网接口与调度中心其它部分进行连接。短信收发系统可以实现短信的群发、单用户的逐个发送。

2.2.2 RFID读卡系统RFID读卡系统由读写卡模块、主控模块等组成，如图3所示。读写卡模块负责对RFID标签的操作，包括读和写的操作。主控模块负责系统的控制，并提供系统的外部接口。RFID读卡系统与调度中心其它部分（自动收费管理系统）的接口将采用RS485接口或者以太网接口。采用防水、抗震动、防雷击的外部封装。

2.2.3 自动收费管理系统含收费管理、办卡充值、信息查询子系统、状态检测系统及其他系统接口。采用编程环境，标准WINDOWS界面，CS架构，分布式部署。各子系统说明如下：

①过闸收费操作系统。主流程：读取数据后，以id为索引，检索船舶信息，据船舶总吨数据，核算应收费用，扣金额，更新数据库中余额信息，短信系统通知船舶收费成功，打印结算单及发票寄发船主单位，系统将已缴费船舶纳入调度系统。

②信息查询系统。用户可查询船舶静态信息、交通状况信息、不良记录信息等。船舶静态信息：船名、船号、总吨、尺寸、联系人、联系方式、办卡时间等信息。船舶动态信息：1）过闸记录（本航次经过淮安处其他闸情况、收费情况、欠费情况）；2）货运信息（货运品种、数量、流向、是否危险品）。账户信息：用户预储值。

③办退卡及充值系统。1）船舶新办账户，领取终端，同时预交费用。2）已有终端办理缴费，用户银行办理转帐，管理岗查询到费用已入账后，更改用户账户余额信息。3）船舶退卡销户，用户提交申请，将金额转帐至用户指定账户，管理人员接受退还的终端，数据库中销户。

④状态检测系统。检测三种状态：1）费用不足，触发短信通知船舶缴费过闸，不纳入调度。2）欠费征补，短信通知、不纳入调度，收费系统提供补交功能或由省航道收费系统收费。3）终端故障，转人工缴费。或用户至远调站申报，人工服务，系统收费。

2.2.4 数据库系统设计采用微软MSSQL数据库，含数据库结构设计、部署工作。

3系统部署设计

3.1 系统网络部署船舶上安装有源电子标签，实现防拆卸要求。RFID射频读卡设备通过标准串口RS232/485接口转以太网与后台链接，上位机对读取过来的数据进行分析处理。调度中心设备包括RFID读卡系统、信息系统和后台数据库。信息系统包含：短信收发系统、读卡与通信系统、过闸扣费操作系统、信息查询系统、办退卡及充值系统等，其中读卡系统安装在上下游远调站或更远的位置，其它部分安装在调度中心。读卡系统与其它子系统以通信接口进行连接。防止设备故障，至少备两台。

3.2 典型应用部署各个单位发展参差不齐。部分地区探索建立了船闸自动化管理系统和收费系统等信息系统，本系统考虑与原系统通过接口对接，尽量维持原系统功能，在此基础上增加新的功能应用。对于已建系统（包括已建部分模块），应根据实际情况，在现有系统基础上进行数据转换、功能改造、系统完善，互联等手段，和已有的船闸调度系统、收费系统进行无缝连接。实现应用系统之间的数据互联和信息共享。上下游闸口之间通过短信等通信平台进行航运信息共享，进行统一的电子化管理，每个闸口可以随时获取来闸的船只的始发时间、货物多少、货物目的地、到船闸时间等。

4业务流程描述

4.1 船舶初始化第一次进入辖区的船舶（称为船舶初始化），要在各首闸登记船舶信息、船闸管理人员检查核定船舶状况后，船主办理预缴费账户，领取标签及短信终端。系统确认预缴费成功后，将预缴金额更新入数据库。

4.2 常态过闸流程当用户离开某个船闸一定的时间后，用短信终端向下一个船闸发出过闸请求短信，通知船闸将过闸；船闸调度中心接到短信后，作好准备。短信终端也用于了解船闸的动态等；用户RFID标签卡用于标示船舶的身份。当船舶到达岸上安装的RFID读卡系统识别范围内时，读取RFID标签，识别该船，并与已收到数据进行对比，确认身份，进行调度。位于调度中心上下游远调站或更远的位置的RFID读卡系统将信息发送到自动扣费管理系统，对船舶进行身份识别；自动收费管理系统实现对用户（船舶）身份数据库的读写操作和其它管理，以完成用户（船舶）信息数据的建立和删除、身份核对、船舶调度等；收费充值系统负责对过往船只的费用扣除、费用预充、费用统计等。

5总结

船舶过闸辅助调度系统针对目前船舶过闸的问题利用RFID和GSM技术，有效提高船舶过闸效率，节省管理投入，规范现有过闸流程。本文从系统基本工作原理出发，具体介绍整体结构和实现方案，阐述系统是对航道管理质量提升的有益探索，对提升管理服务水平，提高航道通过能力将产生深远影响。

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