舰船人员智能管理系统探讨

顾玲玲 周秀丽 郁敏

摘 要：针对目前舰船人员管理存在的问题，提出了舰船人员智能管理系统。该系统基于无线射频识别（RFID）技术与地理信息系统（GIS）技术，通过携带RIFD电子标签卡、在指定部位安装RFID读卡器、监控摄像机等设备，以太网双向通信及GIS分析技术，建立三维模型，实现舰船信息化管理，强化技防手段，实现管理准确性、及时性和高效性，提高舰船管理水平。

关键词：RFID读卡器；RIFD电子标签卡摄像机；GIS技术电子地图

1 概述

目前，海军装备建设高速发展，与此同时现行舰船生命力巡逻、人员及装备安全管理，却基本依赖于人工进行，信息化程度低，在具体落实管理要求和进行监管时，效果取决于人员素质高低，管理漏洞不同程度存在，管理方法捉襟见肘且浪费人力物力，舰船人员智能管理系统的提出可以解决上述问题。该系统基于无线射频识别（RFID）技术与地理信息系统（GIS）技术，为舰船人员智能管理系统提供可行性，将各个管理环节科学而高效地连为一体，实时、动态地掌握舰船装备及人员情况，合理分配资源，推动舰船管理工作向制度化、规范化、实时化发展，提高管理效率，增强舰船生命力。

2 舰船目前管理问题及需求

（1）人员身份记录、管理、装备更新依靠人工录入，劳动强度大、效率低且出错率高，无法做到一键更新，信息系统与人员、装备没有真正关联起来。（2）人员工作安排依靠人工进行，而舰船岗位众多，容易出现遗漏且人员对自身职责不清楚。（3）对舰船而言，许多部位需授权才能进入，传统管理模式下对此管理不严，非授权人员经常会有意无意进入需授权部位，各类检查登记无信息记录或记录信息不详细、不准确。（4）指挥官无法及时知悉舰船管理情况，对舰船巡检，人员权限，舱室及装备状况无法及时掌控。（5）传统管理记录简易，无法实时反映人员，设备状况，且易遗漏，事后调阅困难且不直观。

针对上述所提问题，舰船人员智能管理系统需实现以下需求：

（1）档案信息化。在舰人员身份档案、权责范围及装备状态均进入舰船人员智能管理系统，并互相关联，在智能管理系统中，选中任一选项（例如人名），同时会出现相关联项，信息如有更改，只需更改其中一项，相关联项自动更新。

（2）方案优化。管理人员将工作计划输入舰船人员智能管理系统，该系统应能将输入的工作计划数据（人员、工作职责及所对应岗位）导入至舰船三维地理图形，方便管理人员浏览、操作和分析，对遗漏的人员和岗位，系统发出提醒以便管理人员修改、优化。

（3）智能识别。在舰船重点要害部位自动识别装置，人员进入该部位巡查或工作时，识别装置自动感应人员信息进行记录并回传主机，以供查阅、调阅、汇总记录，智能化反映人员登离舰、进出舱及干部检查等情况。

（4）内部监控。在重点要害部位的视频信息可传输并存储一定时期，同时指挥官等管理人员可在显示终端实时调阅监控人员执勤及活动情况。

3 舰船人员智能管理系统设计

3.1 舰船人员智能管理系统设计思路

根据舰船人员智能管理系统的功能需求，该系统的主要设计方向为：

（1）人员个性区分；（2）人员工作计划；（3）人员位置追踪。

舰船人员智能管理系统设计可参考物联网部分设计概念。物联网基于网络技术及信息技术实现物品跟踪与信息共享，采用无线射频识别（RFID）等技术自动识别物品并将数据实时更新，是物联网基石，同时运用GPS技术定位物品，通过地理信息系统（GIS）技术建立三维地理模型，按照约定协议，通过以太网传输物品属性和定位相关数据并在三维地理模型中立体显示，供相关授权人员浏览、操作和分析，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。舰船智能管理系统与物联网区别在于物联网主要对象为物品，而舰船智能管理系统对象为人员。

因此，舰船人员智能管理系统设计思路：人员身份与对应装备相关联，采用无线射频识别（RFID）技术自动识别人员身份，辅以全船重点部位布置的摄像头，主动实时采集并输出人员动态信息，运用地理信息系统（GIS）技术建立全船三维模型，形成电子地图，实时对人员进行定位追踪。

3.2 舰船人员智能管理系统设计组成及性能

舰船人员智能管理系统主要由前端子系统、传输子系统、显示与控制子系统组成。（图1）。

（1）前端子系统包括分布在舰上各个监控点的RFID自动感应读卡器、RFID电子标签卡、声光报警装置、数字摄像机等。

RFID技术是一种无线自动识别技术，是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。RFID自动感应读卡器根据需要安装在各巡查点及重点要害部位，RFID电子标签卡内根据需要写入人员信息（身份、基本资料、限制通过信息等），人员携带各自RFID电子标签卡，当舰员进入RFID读卡器的覆盖范围，无需任何操作，读卡器自动将约定的识别信息接收或将特定的信息写入并回传主机，在无卡人员或卡内信息有限制人员（更勤、禁假）通过时发出声光报警，同时将信息传回主机在页面相应位置示警，实现自动识别功能。所有读卡器具备独立开关功能，即当该读卡器不需要使用时，可以断开该读卡器与主机的信息交换，当需要时打开。

同时配备高速、高分辨率数字摄像机，安装在全舰重要舱室及主要通道，及时录入人员出入图像；同时确保能够对人员进行面部识别，并传视频信息回主机进行储存。

通过以上配置可达到对人员识别、定位和追踪目的。当然，该前端子系统的配置效果取决于全舰RFID自动感应读卡器及数字摄像机数量。

（2）传输子系统为采用TCP/IP 协议的以太网，在安装RFID读卡器和数字摄像机的甲板层安装1台网络交换机。读卡器、摄像机所识别的信息通过该系统传回主机，主机通过该系统发出控制命令（例如调整某摄像头角度）。

传输子系统配置数据管理服务器、视频服务器、定位管理服务器等，记录、存储和处理各类数据。

（3）显示与控制子系统。显示与控制子系统主要为安装在指定房间的各个客户端及内部管理控制软件。a.客户端。客户端可供指定管理人员在舰船智能管理系统内编辑、保存、修改全舰档案信息；指挥官可在客户端调阅管理软件的各种分类统计信息；实时查看全舰人员位置、活动轨迹，并可调阅实时视频图像，随时掌握舰上人员工作状态，并下达相关指令。b.GIS管理软件。GIS（地理信息系统）技术是以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，基本功能是将各类数据信息转换为地理图形显示。运用GIS技术开发舰船智能管理系统软件分类建立在舰人员实时信息、实时监控画面、全体人员路径记录、硬件运行情况监测等数据统计页面及数据库，并对信息进行分类、汇总、存储、调阅、导出、或删除。

同时建立全舰三维地理模型，能将各分类信息纳入全舰三维地理模型，形成电子地图，在电子海图上实时显示电子标签卡，读取标签卡所含详细信息，包括电子标签卡对应的人物等对象的当前位置，定位过程中能在电子地图中实时看到标签卡平滑移动；可以手动切换地图，查看指定地图上所有标签的活动情况；当发生异常情况（如非授权人员进入需授权区域），电子地图会产生声光报警，提醒管理人员采取措施。

此外，该管理软件还需实现轨迹回放功能，可以锁定某个电子标签卡，按指定时间段播放，显示该时间段内其状况；也可以锁定一张地图，按时间段播放，显示不同电子标签卡在该时间区域内情况，有录像机的区域可播放录像视频，方便管理人员查阅。

4 舰船人员智能管理系统特点

4.1 管理信息化程度高

在舰船人员智能管理系统下，各类档案、管理信息在客户端一目了然，提高全舰统一管理水平，优化管理方案，减少重复性工作。

4.2 效率高，准确性高

电子标签卡作为目前最先进的标识码，将其安装在受控目标上，作为目标的唯一标识进行追踪和定位，识别准确性高。电子标签卡和读卡器之间采用无线方式进行通信，最远识别距离可以达到50米（根据实际情况而定），无线信号可以穿透衣服等障碍物，人员只需要携带标签卡（即使标签卡不在读卡器的可见范围内）从读卡器附近经过，读卡器就能以极快的速度识别电子标签卡，对于移动速度快或者同时有多人经过的情况，识别效率高。管理员还可以指定条件来获取各种各样的完善资料，显示并打印，为指挥官的查询与决策提供依据，相比以往靠人工登记、统计的方式准确性、可靠性和效率都有显著提高。

4.3 信息实时

舰船特定区域非授权人员不得入内，传统管理方式下存在进出记录不详，非授权人员进入授权区域往往事后发现或该进出记录被遗漏，权限混乱，而在舰船智能管理系统下，电子标签卡能自动识别人员身份，对于非授权人员，声光报警装置会发出报警并同时把报警传回主机，通过舰船智能管理系统，管理人员可立即发现异常情况并可立即查看视频图像。

4.4 可观性强

舰船人员智能管理系统使用电子地图，在电子地图中显示电子标签、标签对应的人物等对象的当前位置；定位过程中能在电子地图中实时看到图标平滑移动；系统高度集成、界面直观、操作简便、使用方便。

4.5 追溯性强

舰船人员智能管理系统可存储各类信息，管理人员可调阅任何时段全舰信息，包括视频图像、计划安排、人员活动情况等，方便管理人员对突发事件的事后调查。

4.6 后续升级方便

系统基于计算机技术，设备采用模块化结构，扩展方便，兼容性好，参数可以灵活设置和修改，留有规范的数据及控制接口，系统升级可根据需要通过软件下载、设置来改变。

5 前景

舰船人员智能管理系统使管理高度自动化、逐步实现舰区人员全方位智能定位，提高管理效率，强化技防手段，真正意义上实现舰船人员管理信息化，是舰船人员管理发展趋势。

参考文献

[1]高飞，薛艳明，王爱华.物联网核心技术-RFID原理与应用[M].北京人民邮电出版社，2010.

[2]张应福，物联网技术与应用[J].通信与信息技术，2010.

作者简介：顾玲玲（1984-），女，汉族，江苏人，工程师，本科，研究方向为特种设备弱电。