渔船调度管理中物联网技术的应用范文

摘要:近年来，过度捕捞导致近海渔业资源逐渐枯竭，而深海和远洋蕴藏着丰富的渔业资源，也是各个国家渔业发展的重点。海上渔船的管理和船队调度具有重要的意义，良好的管理和调度可以提高渔业捕捞、运输的效率，降低渔业成本。物联网技术将互联网和传感器技术相结合，近年来在各种领域获得了广泛的应用。本文的研究重点是远洋渔船的智能化管理和调度，本文系统的介绍了物联网技术的结构组成，并将物联网技术和GPS定位技术应用到渔船管理和调度系统，优化了远洋渔船的调度路线和资源配置，对降低远洋渔船的作业成本有一定的意义。

关键词：物联网；数据挖掘；调度管理；GPS

引言

深海和远洋渔业资源是整个人类社会无比珍贵的财富，为了缓解资源短缺的现状，各国竞相开发深海和远洋资源。为了快速赢得远洋渔业的开发先机，抢占广阔的国际市场，我国在渔业资源的开发与利用开展了一系列工作。尽管我国是一个渔业生产历史悠久的国家，但工业技术的落后导致我国与世界上发达国家的渔业相比，还具有一定的差距，主要体现在渔业的现代化发展以及渔船管理和调度方面[1]。远洋渔船的管理与调度具有重要的意义。现如今的远洋渔船队伍在不断迅速扩张，大规模渔船船队的并行作业可以有效提高远洋捕捞的效果，降低渔船捕捞与航行的成本。与此同时，随着远洋渔船数量的不断增加，渔船之间的配合与调度管理难度也不断增加。本文的研究针对远洋渔船的数据挖掘与调度管理，充分结合了物联网技术和GPS定位技术，设计了一种新型的远洋渔船调度管理系统。

1渔船管理和调度系统的研究与发展现状

目前，较为成熟的渔船管理与调度系统采用卫星定位与船载终端相互配合，监控中心与渔船之间才能实现无线网络通信。调度与管理系统主要由通信卫星、船舶运营中心、控制指挥中心、GPS等通信设备等组成。船舶运营中心和控制指挥中心发送调度指令，指令通过网络通信传送至渔船终端；同时，渔船的位置信息、航行状态信息以及渔船附近海域的渔业资源信息等通过通信网络发送至卫星，并由卫星反馈至地面运营中心[2]。渔船管理与调度系统可实现的功能包括：1）渔船管理系统建立所有渔船的资料数据库，包括各渔船型号、动力参数、吨位等，可实现渔船的统一管理。渔船数据库的建立有重要作用，在某海域进行渔船调度时，可以根据该海域的具体渔业特征，从数据库中选取最适合的渔船参数，合理的调配渔船资源，降低运营成本。2）渔船状态监控渔船的运行状态对于渔船管理和调度系统来说是非常有价值的信息，在船载信息采集装置（无线传感器、GPS等）的作用下，渔船冷藏库、机舱等关键部位的运行状态可以通过无线网络发送至运营与指挥中心，确保渔船管理与调度系统可以得到实时性较高的渔船运行状态。3）远程视频监控功能在一些较先进的渔船管理与调度系统中，还配备了远程视频监控功能，可实时观察海域的情况和渔船的运行状态，保障渔船和船员的安全作业。

2基于物联网技术的远洋渔船数据挖掘和调度管理系统的研究

2.1物联网技术的研究

近几年，物联网技术成为了业内的热门研究对象，物联网建立在互联网的基础上，旨在建立一个万物相连的高效信息网络。物联网技术的基本架构包括应用层、网络层和感知层3部分。其中，应用层主要包括Web服务、计算机、显示界面和用户4个方面，是为用户提供程序与应用的模块。网络层主要包括通信卫星、无线传感器、信号塔、和船载设备4个方面，通过搭建高效、稳定的信息网络，实现物联网终端之间的高效信号传输；感知层主要是物联网终端的信号采集模块，常见的信号采集器包括指纹采集器、RFID射频识别、传感器和摄像机等。图2为物联网技术的原理图。RFID射频识别技术是物联网的一个核心组成部分，所谓射频识别，是指通过不同频率的射频信号，完成相关数据的识别和读写。射频识别技术的识别距离可达到几十米，且不需要接触物体，在较为恶劣的环境下也可以正常工作。射频识别技术主要由读写器、电子标签和服务器等组成，有高频和低频识别两种识别信号，电子标签进入射频识别的读写器工作范围时，读写器会产生感应电流[3]，读取芯片中的信息，并发送到信息系统中完成数据处理和分析。

2.2GPS导航技术

全球定位系统GPS是由美国NASA联合研制的一种定位和通信卫星系统，在世界上应用范围非常的广泛。本文在开发远洋船舶的数据挖掘与调度系统时，同样适用GPS系统采集渔船的位置和航行状态信息，图3为GPS全球定位与导航系统的基本构成。1）GPS卫星包括在空间中均匀分布于6个轨道平面上的24颗工作卫星，且轨道平面相对于赤道平面55°。2）监控工作站GPS的监控工作站包括中心控制站和其他监控工作站，可以实现GPS卫星的距离数据检测、控制信号的传输与接收状态检测、气象信息检测等，保障GPS全球定位与导航系统的正常运行。3）通信服务器与数据库服务器负责GPS系统的数据传输[5]、数据保存和调用等工作。

2.3基于物联网的远洋渔船的数据挖掘与调度系统开发

本文充分结合物联网技术和GPS定位导航系统，开发了基于物联网的远洋渔船数据挖掘与调度管理系统。该系统利用物联网的RFID技术获取渔船的渔获入库、出库等信息、海域渔业信息等，然后通过网络与通信设备传送至地面基站。与此同时，渔船利用GPS定位与导航系统，智能算法分析渔船的各种信息，生成较为合理的渔船调度路线图。调度平台接收渔船客户端的请求，并向渔船提供合理的服务，结合数据挖掘技术分析渔船GPS数据、航行信息、渔场信息等，实现远洋渔船的合理调度与资源优化。

3结语

远洋渔船的管理与调度对于资源合理配置，提高渔业营运水平有重要的意义。本文基于传统的船舶调度系统，结合物联网技术和GPS定位与导航系统，开发了基于物联网的远洋渔船数据挖掘与管理调度平台，详细介绍了平台的原理和开发过程。

参考文献：

[1]李彦亮,江开勇.逐步建立我国渔业船舶监控系统提高渔业现代化管理水平——赴挪威、冰岛渔业船舶动态管理考察启示[J].中国水产,2006,372(11).

[2]刘增桢.福建省渔业船舶检验人员配置及其管理的探讨[J].渔业研究,2011,33(4):47–50.

[3]黄应邦,马胜伟,伍绍森,等.渔业船舶管理系统的设计与实现[J].中国水运(下半月),2017,17(2):58–61.

[4]姜凯,高凡.基于物联网技术的智能渔业管理系统设计[J].工业控制计算机,2016,29(5):33–34.

作者：熊泽明 单位：重庆三峡职业学院