基于百度地图的航道生产监测与管理系统研究

2017-11-01段原昌

中国水运 2017年10期

关键词：水深航道百度

段原昌

（长江泸州航道局，四川泸州 646000）

基于百度地图的航道生产监测与管理系统研究

段原昌

（长江泸州航道局，四川泸州 646000）

航道生产监测与管理系统以航道处主要生产设施作为管理对象，并监测航道维护船和车辆的实时位置、重点标位的实时水深等信息。通过安装在航道维护船和车辆上的GPS模块获取位置数据以及安装在重点标位上的测深仪获取水深数据，通过远程传输系统，在岸上监测中心显示航道维护船的实时位置和重点标位水深信息。该系统能在监控中心电子地图上实现航道生产资源管理以及水深信息、船舶位置和车辆位置信息监测、应急指挥和日常调度辅助决策等功能。基于百度地图的航道生产监测与管理系统涉及到的关键技术包括地理信息系统（GIS）技术，应用全球卫星定位系统（GPS）技术、数据库管理技术和网络技术。

GPS模块；远程传输系统；电子地图；航道生产资源管理

1 引言

在航道生产领域，对码头、船舶、房屋、车辆、水道、桥梁、浮标、岸标、信号台、加油站、设备、人员、塔标和杆标等资源的管理还是以人工整编、卡片检索、档案查询的方式为主。这种方式不仅使资料整编人员在整编工作上花费较大的精力,也使使用人员在资料查找、收集、整理过程中耗费很多的时间，直接影响部门的工作效率。而由于资料来源的不同，资料在完整性、正确性、规范性等方面也存在很大的问题。资料的残缺、数据的凌乱、格式的多样，往往使数据资料失去应有的使用价值。

此外，航道维护船担负着航道设施的维护、巡查、检修和运输任务，目前对航道维护船的管理主要是通过通讯设备确定航道维护船的具体位置，并进行定期巡视对船员及航道维护船进行管理，属于典型的“看不见，摸不着”的管理模式，这种传统的管理模式不仅需要花费大量的人力物力，而且容易出现航道维护船定位的错误和缺失。因此，有必要深入研究地理信息系统（GIS）技术，应用全球卫星定位系统（GPS）技术、数据库管理技术和网络技术，开发一套具有辅助决策功能的航道生产监测与管理系统，在电子地图上实现航道资源的显示、搜索、查询、定位以及航道水深远程实时监测、航道维护船位置跟踪和航行轨迹回放等功能，使航道管理者能全面、直观地掌握整个航道资源的相关信息。

2 系统的组成及关键技术

基于百度地图的航道生产监测与管理系统包括两部分：航道生产监测系统和航道生产管理系统。

2.1 基于百度地图的航道生产监测系统

基于百度地图的航道生产的监测系统是指实现实时监测航道维护船和车辆的实时位置信息以及实时监测航道重点标位的重点水深系统，主要由测深仪、GPS模块、DTU模块组成。航道维护船和车辆的实时位置信息主要通过GPS模块采集之后，通过与之相连的DTU模块发送出去，监测中心得到相应的数据就能知道航道维护船和车辆的具体位置信息；通过安装在重点标位上的测深仪来采集航道水深信息，通过DTU模块将水深信息发送到岸上监测中心以便处理和显示。在该系统中，多个DTU和监测中心的连接是该项目的关键技术。

2.2 基于百度地图的航道生产资源信息管理系统

基于百度地图的航道生产的管理系统主要实现对航道生产相关的资源和信息的管理，如航道维护船、灯塔、码头等设施。航道生产资源信息主要包括航道基础信息、航道处内部资源信息、航道处外部资源信息等，通过百度地图直观地显示以上信息的具体地理位置，使管理人员能够宏观地掌握航道处所有资源的配置情况，在紧急情况发生时能够快速调集周边人员物资抢险救助等功能。在该系统中，坐标转换以及百度地图的引用是本系统的关键技术。

3 基于百度地图的航道生产监测与管理系统模型

3.1 监测和管理对象

监测和管理的对象是与航道生成相关的资源和信息，其主要资源包括航道基础信息、内部资源信息和外部资源信息三部分组成；动态信息主要是指位置信息。该系统的资源如表1所示。

表1 主要资源表

3.2 系统的构成及实施方案

由图1总体硬件方案图可知，测深模块和GPRS模块是实现航道水深实时监测和航道维护船实时位置监测的数据来源，是实现监测的基础。本系统的测深模块选用广州南方测绘有限公司SDE-18s主机换能器一体化测深仪，GPRS模块选用北科驿唐科技有限公司生产的MD-610G系列GPRS DTU。

3.2.1 数据采集子系统

图1 系统总体框架图

数据采集子系统是本项目的前端系统，其主要功能是实现水深数据采集、航道维护船定位信息的采集、航道维护船行驶状态信息的上传。主要由测深模块、GPS模块、GPRS模块三部分组成。

（1）测深模块是本系统的基础模块。一般使用回声测深仪采集航道水深参数，目前常见的种类主要有升沉补偿测深仪、拖曳式测深仪、多波束测深仪。本系统通过对比选用超声波多波束测深仪，通过对测深仪的发射频率、测深范围、数据输出格式、串口选择等设置，测深仪可以周期性的将水深数据发送到串口，通过RS232测深仪和GPRS模块相连接，GPRS通信模块得到了水深数据。

（2） GPS模块主要采集船载终端的地理位置。GPS模块通过测量得到实时的空间位置，并与GPRS模块相连，可以将GPS数据通过GPRS模块发送到监控中心。

（3） GPRS模块是实现通信的前端设备。在GPRS模块有TCP和UDP两种网络传输模式，一般选用TCP传输，通过在GPRS模块设置IP地址和端口，GPRS模块就能将测深模块和GPS模块采集到的数据通过GPRS网络和互联网，经过固定IP+端口映射发送到监控中心。

3.2.2 通信网络子系统

远程传输系统由基于Internet的ADSL网络和GPRS内网组成。岸上监测中心可以通过ADSL网络、移动公司提供的APN专线或GPRS Modem拨号的方式接入GPRS网络,考虑移动公司在一些省市不开通APN专线业务与GPRS Modem拨号后网络费用较高等因素,系统监测中心考虑使用ADSL方式接入GPRS内网。

4 系统运行情况

航道生产监测与管理系统已在长江航道局某航标船试用，图2为航道生产监测与管理系统生产信息全景浏览界面。航道生产的监测系统部分是指实现实时监测航道维护船和车辆的实时位置信息以及实时监测航道重点标位的重点水深系统。图3为航道生产监测与管理系统信息录入界面。航道生产的管理系统部分主要实现对航道生产相关的资源和信息的管理，如航道维护船、灯塔、码头等设施。

图2 航道生产监测与管理系统生产信息全景浏览界面

图3 航道生产监测与管理系统信息录入界面

5 结论

基于百度地图的航道生产监测与管理系统，可以在电子地图上实现航道资源的显示、搜索、查询、定位以及航道水深远程实时监测、航道维护船位置跟踪和航行轨迹回放等功能，使航道管理者能全面、直观地掌握整个航道资源的相关信息，方便管理者对航道数据的管理和分析，从而减轻航道管理者的工作强度，减少管理上的疏漏，提升航道管理维护的效率和质量，提高航道维护管理的公共服务水平和应急反应能力。

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