第6期 严新平，等：智能航运系统的发展现状与趋势 .809. 运数据中心已成为可能。目前，中国远洋运输集团 2.2 船联网技术 等国际航运公司已实现在全球范围内监控所属船舶 “船联网”是物联网在航运领域的一种具体化 的营运状态：我国内河船舶已在尝试全程远程监控 发展形式，以航运管理精细化、行业服务全面化、出 船舶航行状态、机舱设备状态、驾驶员状态等。欧洲 行体验人性化为目的，以企业、船员、船舶、货物为对 内河信息服务(harmonized river information services, 象，覆盖航道、船闸、桥梁、港口和码头，综合运用物 RIS)是欧洲为支持内河航运、交通管理、运输管理 联网技术实现人一船一货信息互联互通的智能航运 以及多式联运而提出的信息协同服务理念，为用户 信息服务网络[6]。文献[6]提出了一种融合物联网 提供了电子江图、法律法规、船舶登记等静态信息以 核心技术，以数据为中心，实现人船互联、船船互联、 及船舶位置、货物信息、预计到达时间等动态信 船货互联及船岸互联的内河智能航运信息综合服务 息[)。文献[4]利用船载自动识别系统(automatic 网络，其结构如图2。文献[7]基于无线传感网络和 物联网等技术设计了内河信息管理系统。 identification system,AIS)收集的大数据来评估船舶 在港区航行时船舶间的最优距离。只要航运系统在 无线网络 桥梁 卫星 运行，就意味着每时每刻都在“生产”大量的数据， () 且这些数据都能通过计算机保存下来。 航运系统产生的数据满足大数据具有的4个 “V"特征，即Volume(体量浩大)、Variety(模态繁 企业 多)、Velocity(生成快速)和Value(价值巨大但密度 船舶 低)。如何高效地挖掘这些数据，是智能航运系统 图2内河智能航运信息综合服务网络结构) 当前需要解决的重要问题。目前，已有多种针对大 Fig.2 The network of inland-waterway intelligent ship- 数据的处理方法，大致可分为两类：一是依靠机器的 ping information service 超强计算能力和人工智能，通过机器学习和数据挖 船联网的发展将大大促进航运信息服务水平的 掘等方式实现大数据分析；二是依靠人所具备的、机 提升，典型的航运信息服务流程如图3所示8】。文献 器并不擅长的认知能力，通过可视分析等方法实现 [9]利用3G、RFID和ZigBee等无线技术构建了内河 大数据分析)。这两种方式均适用于智能航运系 船舶管理系统，以提升内河船舶管理效率和服务质 统，现阶段可视分析由于实现难度较低更为合适。 量：文献「10]讨论了如何利用物联网技术实现内河航 通过对航运系统内大数据的处理和分析，至少可产 道流量统计、航道数据采集和应用位置服务：文献 生以下价值：1)通过分析某航段所有船舶的历史轨 [11]基于物联网设计了一套智能化的船舶电子签证 迹，可为设立助航设施提供参考：2)通过统计一段 管理系统，实现了不停船签证：文献[8]指出目前我国 时间内的历史船舶交通流数据，找出交通流规律，实 内河船联网发展过程中存在航运信息服务标准体系 现水上交通的高效控制。 不健全、标准内容重复交叉等问题。 数据服务 应急救援 监测预警信息服务 分 数据存储与管理 RFID技术 WSN技术 数据安全一 数据建库 网铬技术 计算机技术 GPS技术 数据库技术 AIS技术 3余 模型技术 CCTV技术 数据处理与传输 通信技术 RADAR技术 信息处理、 有 无线 传 安全技术 ECDIS技术 加工 信息技术 分 数据采集 航运信息（货物、船舶、航道） 港口、船员、应急等 图3典型航运信息服务流程 Fig.3 Classical procedures for shipping information service运数据中心已成为可能。 目前，中国远洋运输集团 等国际航运公司已实现在全球范围内监控所属船舶 的营运状态；我国内河船舶已在尝试全程远程监控 船舶航行状态、机舱设备状态、驾驶员状态等。 欧洲 内河信息服务（ｈａｒｍｏｎｉｚｅｄ ｒｉｖｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅｓ， ＲＩＳ）是欧洲为支持内河航运、交通管理、运输管理 以及多式联运而提出的信息协同服务理念，为用户 提供了电子江图、法律法规、船舶登记等静态信息以 及船舶位置、 货物信息、 预计到达时间等动态信 息［３］ 。 文献［４］ 利用船载自动识别系统（ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ＡＩＳ）收集的大数据来评估船舶 在港区航行时船舶间的最优距离。 只要航运系统在 运行，就意味着每时每刻都在“生产” 大量的数据， 且这些数据都能通过计算机保存下来。 航运系统产生的数据满足大数据具有的 ４ 个 “Ｖ”特征，即 Ｖｏｌｕｍｅ （体量浩大）、Ｖａｒｉｅｔｙ （模态繁 多）、Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（生成快速）和 Ｖａｌｕｅ（价值巨大但密度 低）。 如何高效地挖掘这些数据，是智能航运系统 当前需要解决的重要问题。 目前，已有多种针对大 数据的处理方法，大致可分为两类：一是依靠机器的 超强计算能力和人工智能，通过机器学习和数据挖 掘等方式实现大数据分析；二是依靠人所具备的、机 器并不擅长的认知能力，通过可视分析等方法实现 大数据分析［５ ］ 。 这两种方式均适用于智能航运系 统，现阶段可视分析由于实现难度较低更为合适。 通过对航运系统内大数据的处理和分析，至少可产 生以下价值：１）通过分析某航段所有船舶的历史轨 迹，可为设立助航设施提供参考；２） 通过统计一段 时间内的历史船舶交通流数据，找出交通流规律，实 现水上交通的高效控制。 ２．２ 船联网技术 “船联网”是物联网在航运领域的一种具体化 发展形式，以航运管理精细化、行业服务全面化、出 行体验人性化为目的，以企业、船员、船舶、货物为对 象，覆盖航道、船闸、桥梁、港口和码头，综合运用物 联网技术实现人—船—货信息互联互通的智能航运 信息服务网络［６ ］ 。 文献［６］提出了一种融合物联网 核心技术，以数据为中心，实现人船互联、船船互联、 船货互联及船岸互联的内河智能航运信息综合服务 网络，其结构如图 ２。 文献［７］基于无线传感网络和 物联网等技术设计了内河信息管理系统。 图 ２ 内河智能航运信息综合服务网络结构［５］ Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｉｎｌａｎｄ⁃ｗａｔｅｒｗａｙ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｈｉｐ⁃ ｐｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ 船联网的发展将大大促进航运信息服务水平的 提升，典型的航运信息服务流程如图 ３ 所示［８ ］ 。 文献 ［９］利用 ３Ｇ、ＲＦＩＤ 和 ＺｉｇＢｅｅ 等无线技术构建了内河 船舶管理系统，以提升内河船舶管理效率和服务质 量；文献［１０］讨论了如何利用物联网技术实现内河航 道流量统计、航道数据采集和应用位置服务；文献 ［１１］基于物联网设计了一套智能化的船舶电子签证 管理系统，实现了不停船签证；文献［８］指出目前我国 内河船联网发展过程中存在航运信息服务标准体系 不健全、标准内容重复交叉等问题。 图 ３ 典型航运信息服务流程 Ｆｉｇ．３ Ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓｈｉｐｐｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ 第 ６ 期 严新平，等： 智能航运系统的发展现状与趋势 ·８０９·