海运中的物联网大数据协同处理系统研究

发布时间：2019-08-28 21:51

【摘要】：由于海洋运输中的管理和调度不当,每年有数以百计的船舶遭到损坏或沉没,不仅造成了巨大的经济损失,同时也带来了不可挽回的环境影响和生命损失。随着海洋运输业的不断扩张和港口繁忙程度地不断加重,当前使用的海洋交通调度、管理技术,越来越难以防止海上事故的发生,造成了极大的安全隐患。因此,船运公司、政府部门、海军港口等都急需一种新的技术来提高海洋交通管理的可靠性和安全性。为此本文提出一种应用于海运的物联网大数据协同处理系统。通过物联网技术提供的实时监测数据,以及基于大数据分析的事件认知过程,该系统能够智能化地处理大量的船舶调度需求,为未来船舶和海运的发展,提供一定的借鉴。
【图文】：

海洋运输,子系统,传感器,船舶

浅：由于接触海底、沙洲或海滨以及水下残骸等而损失的船舶。基于以上因素，政府和国际组织必须继续努力制定新的航行安全标准，帮助船舶交通中心（VTC）、搜救机构（SAR）、船长和舵手、港口交通中心（PTC）和飞行员适应更加复杂的海上交通流量管理工作。同时，也需要向船舶提供更加智能的工具和技术。1物联网大数据系统处理系统为解决以上问题，本文提出一种应用于海洋运输流量调度和管理的物联网大数据协同处理系统。该系统采用模块化结构，每个模块间采用松耦合方式进行设计，本文提出的协同处理系统的整体架构如图1所示。设系统包含以下4个子系统：1）传感器子系统主要部署在船舶上和航道中，与船舶使用的AIS系统配合使用[5]，用来识别和采集当前船舶的实时信息，包括当前船舶的名称、位置、航向、航速、吨位等。同时，结合一些环境监测传感器，如洋流传感器、风速传感器等，综合自然环境和海运现状，为海洋运输调度和管理提供更加全面和科学的决策。在该系统中，每个传感器子系统均独立部署，且通常分布在不同的地理位置，执行不同的任务，并能够根据当前环境和需求的变化，进行动态的调整，具有较好的灵活性和可扩展性。2）物联网子系统连接各个传感器子系统，并通过标准化的协议，将各个子系统接入统一的物联网，从而完成数据的传输和采集。在本文提出的系统中，物联网子系统具有控制层和传输层2层结构。其中控制层主要对海洋运输物联网大数据协同处理系统中的多种传感器进行维护，实时了解当前传感器的工作状态，统一不同传感器子系统，接入物联网的接口。而传输层则主要完成数据的传输，根据控制层规定的传输协议，将数据发送给数据收集设备和岸基控制中心。3）云计算与大数据处理平台是整个系统的核心，

架构图,处理平台,架构,子系统

剐浴?2）物联网子系统连接各个传感器子系统，并通过标准化的协议，将各个子系统接入统一的物联网，从而完成数据的传输和采集。在本文提出的系统中，物联网子系统具有控制层和传输层2层结构。其中控制层主要对海洋运输物联网大数据协同处理系统中的多种传感器进行维护，实时了解当前传感器的工作状态，统一不同传感器子系统，接入物联网的接口。而传输层则主要完成数据的传输，根据控制层规定的传输协议，将数据发送给数据收集设备和岸基控制中心。3）云计算与大数据处理平台是整个系统的核心，其主要包含的组件如图2所示。如图2所示，云计算与大数据处理平台共有数据收集层次、数据准备层次及数据分析层次3个层次。在数据收集层次，通过提供标准化的接口，接收不同物联网组件和传感器子系统，通过Internet提供给平台多种数据。这种数据通常是详细的量化数据，没有任何语义。在数据准备层次，上层提供的原始数据，通过数据模型的匹配和转译，形成了能够进行处理和分析的数据模型；在数据分析层次，具有服务多种不同应用的机器学习算法，这些学习算法根据不同应用的具体需求，对数据模型进行分析，最终得出需要的分析结果。4）用户终端子系统根据用户终端的不同类别，分为移动终端、专用终端和桌面终端等。用户终端子系统通过软件实现，能够大大节省设计和使用成本。利用云计算与大数据处理平台的开放接口，不同的企业和个人，能够根据自身的不同需求，定制化地设计用户终端子系统，从而适应不同的需求。同时，由于当前移动终端的普及，使得系统的用户终端子系统更加小型化和便携化，同时也使得其保有成本较为低廉，因此能够在小型船舶和普通渔民中得到较为广泛的应用。长期以来，，小型船舶一直是航运安全地重大隐患，因此
【作者单位】：武汉职业技术学院;
【分类号】：TP391.44;TN929.5

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