基于GIS的遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭兵 顏仁聰 張?jiān)?/p>

摘要：目前來說，船舶管理智能化是現(xiàn)代船舶管理信息化的主要趨勢。GPS（全球定位系統(tǒng)）、AIS（自動(dòng)船舶識別系統(tǒng)）以及GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)的相互結(jié)合對智能化管理船舶十分有利，所以本文將采取這幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行基于GIS的遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)。積極開展信息化建設(shè)以及技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)遠(yuǎn)洋船舶管理的智能化管理，強(qiáng)化遠(yuǎn)洋船舶的管理、監(jiān)測以及應(yīng)急救援能力，有效保障船舶航行的穩(wěn)定與安全。以下本文筆者分析了遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對系統(tǒng)實(shí)施進(jìn)行研究，可供參考！

關(guān)鍵詞：AIS;GIS;GPS;系統(tǒng)設(shè)計(jì);船舶管理

引言

伴隨信息化的迅猛發(fā)展，船舶管理發(fā)生了巨大變化，由傳統(tǒng)的“保證”管理實(shí)現(xiàn)了向“效率”管理的過渡，由經(jīng)驗(yàn)管理實(shí)現(xiàn)了向系統(tǒng)管理的過渡。船舶管理規(guī)范以及船舶技術(shù)具有不可預(yù)測的特點(diǎn)，船舶綜合信息管理的綜合價(jià)值目標(biāo)也發(fā)生了變化，由過去的一味追求商業(yè)利益變成了安全與效率并舉。但是，因?yàn)槲覈孀阌诖靶畔⒐芾砑夹g(shù)的研究的時(shí)間并不長，在研究我國船舶行業(yè)信息管理方面我國和海洋國家、國外沿海國家之間存在顯著差距。

高速發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)賦予了優(yōu)化船舶管理以較大可能性，本文采取GPS、AIS等諸多技術(shù)進(jìn)行基于GIS的遠(yuǎn)洋船舶管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，試圖使該系統(tǒng)兼具GIS系統(tǒng)的空間分析功能與MIS系統(tǒng)的管理功能。該系統(tǒng)可以搜集大量與船舶運(yùn)行相關(guān)的信息，并以電子海圖為載體呈現(xiàn)出來，以供查詢船員、航行信息、船舶設(shè)備、貨物信息的動(dòng)態(tài)信息。此外，可跟蹤管理會對船舶航行安全產(chǎn)生影響的氣象信息，尤其是臺風(fēng)信息，從而精準(zhǔn)把握船舶運(yùn)行狀況，是船舶應(yīng)急救援、動(dòng)態(tài)跟蹤以及安全監(jiān)控等的有效路徑。

1遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)采用B/S模式，采用經(jīng)典的三層體系結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)訪問層（DAL）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）和表示層（webui），所有這些都是用面向?qū)ο蟮乃枷腴_發(fā)的。

在DAL層中，ADO包含在中。Net用于連接和操作底層數(shù)據(jù)庫，以供Bll層調(diào)用;在Bll層，封裝DAL層實(shí)現(xiàn)特定功能模塊的方法;在web層，實(shí)現(xiàn)了地圖顯示和GIS分析功能。

數(shù)據(jù)訪問層：多為原始數(shù)據(jù)的操作層，詳細(xì)而言，在數(shù)據(jù)層面給表示層或者業(yè)務(wù)邏輯層提供服務(wù)。業(yè)務(wù)邏輯層：重點(diǎn)對詳細(xì)問題進(jìn)行操作，具體而言，就是處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯、操作數(shù)據(jù)層。此外，還涵蓋了MVC結(jié)構(gòu)內(nèi)控制層的功能，如完整性驗(yàn)證、安全性驗(yàn)證、類別判定等。Web表示層：接受用戶請求，將數(shù)據(jù)返回，為客戶端提供訪問應(yīng)用程序的服務(wù)。

1.2遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)一般把SQL Serve當(dāng)成后臺數(shù)據(jù)庫，主要牽扯到的數(shù)據(jù)表有船員（船員表）、港口（港口表）、船舶（船舶表）、臺風(fēng)記錄表（臺風(fēng)）、航跡（航跡記錄表）等。

2遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)施

2.1系統(tǒng)實(shí)施相關(guān)技術(shù)

2.1.1系統(tǒng)集成技術(shù)

基于webgis的遠(yuǎn)洋船舶信息管理系統(tǒng)是一個(gè)綜合信息集成系統(tǒng)。綜合信息包括基于Web service技術(shù)提取的船舶AIS信息、基于ArcGIS Server發(fā)布的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)、MIS系統(tǒng)中的船隊(duì)管理數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)氣象監(jiān)測和氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)。它們的信息數(shù)據(jù)處理和基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)采集集成在一個(gè)平臺上，因此系統(tǒng)集成技術(shù)是系統(tǒng)的關(guān)鍵和必要。

2.1.2 AIS技術(shù)

自動(dòng)識別系統(tǒng)（AIS）由岸基（基站）設(shè)施和船載設(shè)備組成，其具有計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)。AIS消息內(nèi)容內(nèi)含三種數(shù)據(jù)，即：（1）船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如船首方向、經(jīng)度、航行速度、緯度等;（2）船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)，如：船長、MMSI、船舶寬度、船舶名等;（3）船舶航行數(shù)據(jù)，具體有吃水、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間、船舶狀態(tài)等。

2.1.3 ArcGIS服務(wù)器服務(wù)

Arcgisserver給web空間數(shù)據(jù)服務(wù)打造一個(gè)GIS軟件平臺，給建立GIS應(yīng)用程序及相關(guān)服務(wù)的配置建立了框架。此系統(tǒng)依靠arcgisserver采取多事務(wù)、多用戶的手段對地圖發(fā)布服務(wù)與地理空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理與優(yōu)化。

2.2系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)系統(tǒng)的總體功能模塊，系統(tǒng)所涉及的基于GIS的船舶管理信息系統(tǒng)是基于Web平臺開發(fā)的WebGIS系統(tǒng)。另外，Net框架平臺，具有MIS系統(tǒng)的管理功能和GIS系統(tǒng)的查詢分析功能。

2.2.1船舶查詢

船舶查詢主要針對普通用戶。基于此子系統(tǒng)內(nèi)，用戶可對全部注冊船舶的基本資料與信息進(jìn)行查詢，具體有船舶所處位置、船舶名、圖片以及國籍等。同時(shí)，可結(jié)合條件進(jìn)行船舶信息過濾，比方說選定某種船舶，亦可結(jié)合用戶的習(xí)慣與愛好對顯示樣式作出變更，比方說是否顯示地圖底圖樣式、港口信息等。

2.2.2船隊(duì)管理

船隊(duì)管理主要針對航運(yùn)公司和船員公司等盈利企業(yè)的用戶。對其船舶和船員進(jìn)行專項(xiàng)信息管理。

2.2.3實(shí)時(shí)氣象監(jiān)測和氣象服務(wù)功能

遠(yuǎn)洋船舶信息系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)天氣顯示功能，對船舶位置以及天氣進(jìn)行全天候監(jiān)控，能及時(shí)獲取到船舶所處區(qū)域的天氣情況，減小船舶發(fā)生安全故障的可能性，有效保障船舶行駛的穩(wěn)定與安全。

3系統(tǒng)評估

AIS、GIS和GPS技術(shù)的結(jié)合對船舶管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣具有重要意義。隨著AIS國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布，基于GIS平臺開發(fā)集成AIS數(shù)據(jù)的船舶管理信息系統(tǒng)成為可能。基于AIS技術(shù)的支持，系統(tǒng)的特點(diǎn)和創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1） 系統(tǒng)綜合利用ArcGIS Server地圖服務(wù)、氣象服務(wù)、AIS服務(wù)等資源，打造基于Web GIS的遠(yuǎn)洋船舶信息管理系統(tǒng)，在技術(shù)方面給遠(yuǎn)洋船隊(duì)與船舶航行的安全與管理提供一些幫助。

2） 該項(xiàng)目是一個(gè)用于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的信息集成系統(tǒng)。此系統(tǒng)內(nèi)有許多多態(tài)、多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)，如GIS、AIS、GPS、MIS等。

3） 使用自動(dòng)識別系統(tǒng)（AIS）技術(shù)，收集遠(yuǎn)洋船舶的位置信息，借助Ajax技術(shù)從而達(dá)到二十四小時(shí)動(dòng)態(tài)顯示基于地圖服務(wù)的地圖以及相關(guān)信息查詢的目的;

4） 該系統(tǒng)集成了MIS系統(tǒng)和WebGIS系統(tǒng)，并將對象的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合。此系統(tǒng)是建立在現(xiàn)階段企業(yè)管理信息系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)，內(nèi)含實(shí)時(shí)監(jiān)控、船舶智能定位、船隊(duì)管理等作用。

4結(jié)論

近幾年，船舶事業(yè)的快速發(fā)展對我國航運(yùn)事業(yè)以及國內(nèi)經(jīng)濟(jì)都有著推進(jìn)作用，對世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有重要的影響。現(xiàn)代船舶工業(yè)的目標(biāo)是科學(xué)管理、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能、減員增效，針對這一目標(biāo)，該系統(tǒng)利用AIS、MIS、GIS和GPS等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，建立了一個(gè)多功能的管理信息系統(tǒng)，可以對船舶進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤、智能定位、安全監(jiān)控和船隊(duì)管理。系統(tǒng)具有良好的跨平臺性能，只需一個(gè)瀏覽器即可完成各種操作。這對航運(yùn)公司、船員公司等營利性企業(yè)，或港務(wù)局、海事局等政府調(diào)度部門都有很大幫助。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和知識技術(shù)的積累，系統(tǒng)將越來越完善。

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