船舶监控系统中的大数据处理平台研究
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基于大数据分析的海洋工程船舶综合信息集成管理系统研究随着现代科技的发展,海洋工程船舶已经成为进行海洋资源开发、海洋科学研究和海洋环境保护的重要工具。
然而,随着船舶数量的增加和任务的复杂性加大,如何高效地管理和监控船舶的综合信息成为一个亟待解决的问题。
而基于大数据分析的海洋工程船舶综合信息集成管理系统就是为了解决这一问题而提出的。
船舶综合信息集成管理系统是一个集成了多个子系统的综合平台,用于获取、存储、处理和分析船舶相关的信息,提供决策支持和管理功能。
基于大数据分析的海洋工程船舶综合信息集成管理系统结合了海洋工程船舶的特点和大数据技术的优势,能够大幅提高对船舶的监控和管理效率。
首先,基于大数据分析的海洋工程船舶综合信息集成管理系统可以实现对船舶位置和航迹的实时监控。
通过安装在船舶上的传感器和定位设备,可以获取到船舶的实时位置和航迹数据。
借助大数据分析技术,系统可以实时对这些数据进行处理和分析,实现对船舶位置和航迹的实时监控。
这样,管理人员可以随时了解到船舶的位置信息,及时做出相应的安排和决策。
其次,基于大数据分析的海洋工程船舶综合信息集成管理系统可以对船舶的运行状态和性能进行监测和评估。
船舶运行状态和性能的监测对于船舶的安全和经济运营非常重要。
通过采集船舶传感器的数据和其他相关数据,系统可以对船舶的运行状态和性能进行实时监测。
同时,基于大数据分析技术,可以对这些数据进行分析和处理,得出船舶的运行状况和性能评估结果。
这样,管理人员可以及时发现船舶存在的问题并采取相应的措施,保证船舶的安全和正常运行。
另外,基于大数据分析的海洋工程船舶综合信息集成管理系统可以实现船舶资源的优化配置。
海洋工程船舶的任务安排需要考虑到船舶的特性和实际情况,以及各种资源的供给和需求。
利用大数据分析技术,系统可以对船舶的航行路线、任务和资源等进行分析和优化。
通过综合考虑船舶的运行成本、效率和资源利用率等因素,系统可以给出最优的资源配置方案,提高任务执行的效率和经济效益。
关于内河航运行业大数据平台的建设探讨与应用当前中国经济正在转向高质量发展阶段,旧动能在衰退、在转型,新动能在蓄积、在崛起。
2018年1月10日,国务院正式批复山东新旧动能转换综合试验区建设总体方案。
综合试验区建设以深化供给侧结构性改革为核心任务,通过综合运用市场机制、经济手段和法治办法,积极稳妥化解过剩产能、坚决淘汰落后产能,建立市场化调节产能的长效机制,促进各类要素资源优化配置,前瞻布局新一代信息信息技术、高端装备、新能源新材料、现代海洋、医养健康等新兴产业,改造提升高端化工、现代高效农业、文化创意、精品旅游、现代金融服务等优势产业,促使“老树发新芽”,转换形成新动能。
到2022年山东将基本形成新动能主导经济发展的新格局。
2、内河航运行业存在的问题一是行业竞争形势日益激烈。
当前内河航运社会船只保有数量趋于饱和,市场价格竞争残酷,导致无序竞争、刻意拉低运费,船东苦不堪言。
二是转型升级日趋迫切。
国家正处在新旧动能转换的关键时期,各行各业都在开展新旧动能转换,如果继续采用传统的物流贸易模式,企业将会面临被淘汰的危机。
三是行业潜规则制约较大。
行业回扣好处、吃拿卡要、结算不及时及偷盗等有违基本商业原则的行为经常发生,有时候这些行为甚至替代了正常的商业逻辑,异化为行业的潜规则。
所有这些因市场碎片化而生的不诚信行为都抬升了水运业的综合成本,降低了行业信誉。
3、内河航运行业大数据平台建设思考围绕畅通、高效、平安、绿色的内河航运发展要求,以新旧动能转换为契机,通过与互联网技术的深度融合,以提高多式联运协同运行效率、提升港航市场运行公共服务水平、增强港航大数据综合服务能力、打造物流供应链上关键的一个环节,实现公司的轻资产运营等为目标,采用“整体架构、统筹建设、分步实施、有效衔接”的思路,搭建山东微湖煤炭运销有限责任公司内河航运物流信息平台,即打造集货源信息发布、船舶挂靠、船舶维修、船舶交易、人员招聘、综合运输解决方案(具备计算功能)、航道天气预报、港口智能化远程自动控制、船舶服务+港口货物集散等于一体的水运港物流大数据平台。
船舶自动化控制系统的设计与应用研究船舶自动化控制系统是指利用先进的计算机系统、仪器仪表和自动化控制技术,实现对船舶运行全过程进行监控、控制和诊断的一种智能化系统。
船舶自动化控制系统的设计与应用研究一直是船舶领域的热点之一,其应用范围涵盖了海洋工程、海运、海军、渔业等多个领域。
本文主要探讨船舶自动化控制系统的设计与应用研究现状,以及未来发展方向。
一、船舶自动化控制系统的设计1.系统架构设计船舶自动化控制系统的架构设计是系统设计的关键之一。
该设计需要考虑到系统运行的稳定性、可靠性和可维护性等多个方面,同时结合具体船舶运输需求进行设计。
目前,船舶自动化控制系统的架构设计主要分为三层:应用层、控制层和传感器层。
其中,应用层负责对外部信息进行管理、实现操作界面、通信及数据处理等功能;控制层主要控制船舶各种设备的运行,并对其进行故障诊断、维护等操作;传感器层则负责采集和感应各种环境信息并传输到控制层。
2.设备选择和配置船舶自动化控制系统的设备选型和配置是系统设计的另一个重要方面。
该设计需要考虑到设备的质量、性能和成本等多个方面。
同时,对于不同类型的船舶,其自动化控制系统的设备选型和配置也存在差异。
比如,油轮需要具备油舱监控、防火监控、油舱气体监测等功能,因此其系统设计需要考虑到这些特殊需求。
3.远程监控和控制设计船舶自动化控制系统的远程监控和控制是系统设计的重要方面之一。
该设计需要实现远程对船舶的监控和控制,实现实时和远程操作,同时确保安全和可靠。
目前,采用远程监控和控制技术能够有效地提高船舶的经济性和安全性,因此在新的设计中,远程监控和控制技术已经得到广泛应用。
二、船舶自动化控制系统的应用研究1.船舶航行控制应用船舶自动化控制系统航行控制应用是目前船舶领域的主要研究方向之一。
航行控制应用的主要目的是实现船舶安全运行,包括自动导航、自动集中控制、自动液压控制等。
采用航行控制技术可以降低航行员的劳动强度,减少人为错误的发生,同时提高了船舶的安全性和经济性。
HEBEINONGJI摘要:船舶能效管理的重点是如何节约能源,将不必要的损耗和浪费降到最小。
水运与其他交通方式不同的地方在于这种运输受天气和气象情况(如风、浪潮、水温)等自然因素的彩响较大,且在海上难以实现精确定位。
而上述影响航行情况的因素都是实时变化的,想要对它们进行分析和整理将会是巨大的数据量和工作量,这时就体现出大数据技术的优势。
大数据技术可以对利用数据采集和营运监控系统收集到的数据进行分析,从而提出关于调度、装载、纵倾、航速和航线的最佳优化方案,从而达到能效管理的效果,减少燃油消耗量,提高船舶的装载和工作效率。
关键词:智能船舶;大数据;能效管理;纵倾优化;航速优化大数据技术在船舶能效管理中的应用武汉船舶职业技术学院龚婷燃油价格的上涨和港口使用及船只维护费用的上升增大了船舶营运的成本,而燃油费用占了总成本的三分之二,有巨大的节约压缩空间,所以船舶的能效管理是控制运营成本的关键部分。
目前,互联网技术已经渗透到各行各业,大数据、云计算和物联网等技术已经在交通运输和通信行业得到了应用。
在对管理技术和制度进行变革创新的基础上利用大数据技术来节约能效,不仅能够提高我国海上交通管理的品质与质量,也能节约资源,降低运输成本,推动我国经济发展。
因此,船舶行业需要根据信息化特点科学地利用大数据技术,为船舶营运提供更加全面的技术支持,提高船舶工作运输效率。
1大数据及其相关技术1.1大数据简介大数据是指充分利用互联网和计算机技术,获取大批量信息数据并对其进行整合。
其中,“大数据冲的“大”并不仅仅指信息数据量的庞大,还体现了通过数据挖掘等技术对数据和信息进行专业化处理,和对数据信息自身蕴含的应用价值的肯定。
大数据具有5V的特点:Volume(大量)‘Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)和Veracity(真实)。
其中.Volume指的是大数据的数量庞大,种类杂乱;Velocity指的是数据增长速度快,呈几何式增长,且越到后期增长越快,对数据处理的速度也不断提高;Variety指的是大数据中数据类型多样,结构复杂,表现形式不同;Value指大数据包含大量无用信息,这就使得需要的信息往往被无用信息覆盖,导致数据利用困难,简单来说,需要对海量的数据进行采集、处理和分析才能获取所需要的信息;Veracity指的是数据产生和处理是实时的,具有准确的特点。
船舶智能化运维技术的研究与应用近年来,随着物流行业的飞速发展和全球贸易的不断拓展,船舶作为重要的运输工具,其重要性日益凸显。
然而,船舶的运营和维护是一个十分复杂的体系,往往需要人工的大量投入和频繁的保养,成本和人力投入都非常高昂。
在这种情况下,船舶智能化运维技术应运而生。
一,什么是船舶智能化运维技术船舶智能化运维技术是基于互联网、物联网、大数据等现代技术的综合应用,通过对船舶设备信息、电子地图、气象等多种数据信息进行联网,实现船舶运营和维护的信息化和自动化。
其主要应用包括:1、船舶预测性维护:智能化设备监测系统可以实时预测船舶设备的故障,预警维修需求,降低维修成本和停机时间;2、船舶运行监控和控制:智能化系统可以监测船舶的运行状态,帮助船员快速发现安全隐患,及时处理突发事件;3、航运路线规划和船舶调度:智能化系统可以通过航线规划和调度,优化船舶运输效率,提升航运安全性和准确性。
二,船舶智能化运维技术的研究和实现船舶智能化运维技术是多个行业及学科的融合体,涉及机械、电子、控制、通讯、计算机、物流等多个领域。
目前,各大知名科技公司和船运企业都在大力开展相关技术的研究和实践,以提升运输效率和降低成本。
1、数据采集和处理数据采集是船舶智能化运维技术的基础,目前主要采用传感器等技术对温度、湿度、电量等多种信息进行实时监测。
而对于采集的数据如何分析和利用,也是其中的难点。
现有的处理方法主要采用大数据和人工智能技术,通过智能算法对大量的数据进行分析,挖掘出有用的信息,辅助提升船舶运营决策的准确性和效率。
2、智能维护和保养智能化的设备监测系统是船舶智能化运维技术的重头戏,实现了船舶设备故障预测和预警。
通过对设备运行状态进行实时监测并且分析,可以快速发现设备的异常,提前预警,进行相应的维修和保养。
这种智能化的修护方法,可以避免维修误判、延误以及预算浪费的问题。
3、智能航行和船配调度船舶智能化运维技术可以实现智能导航和路线规划功能,在保证安全的前提下,提高船舶运营效率,减少航程时间,降低航行风险。
北斗在船舶动态监控中的应用分析1. 引言1.1 研究背景北斗系统是中国自主研发的一套卫星导航定位系统,它可以为全球用户提供高精度、高可靠的导航定位服务。
随着北斗系统的不断完善和普及,其在船舶动态监控中的应用越来越广泛。
船舶动态监控是指通过监测船舶的位置、速度、航向等动态信息,实现对船舶的实时监控和管理。
随着全球船舶数量的增加和航运安全问题的日益突出,船舶动态监控成为航运行业的重要课题。
传统的船舶动态监控系统主要依靠人工巡逻和船舶通信设备,存在监控范围有限、监控精度不高、监控效率低等问题。
而北斗系统的引入,可以有效解决这些问题,提升船舶动态监控的效率和精度。
深入研究北斗在船舶动态监控中的应用,对于改善船舶监控系统的功能和性能,提升航运安全水平,具有重要的现实意义和实际价值。
【研究背景】1.2 研究目的本文旨在探讨北斗在船舶动态监控中的应用分析,通过对北斗系统的介绍、船舶动态监控技术概述以及实际应用案例的分析,深入探讨北斗系统在船舶监控领域的具体应用和效果。
具体目的包括:1. 分析北斗系统的基本原理和技术特点,了解其在船舶动态监控中的应用优势;2. 研究船舶动态监控技术的发展趋势和现状,探讨北斗系统如何结合现有技术进行改进和创新;3. 分析北斗系统在船舶动态监控中的实际应用案例,总结其中的成功经验和问题;4. 探讨北斗系统在船舶动态监控领域面临的挑战和问题,并提出解决方案;5. 展望北斗系统在船舶动态监控中的未来发展前景,为相关领域的研究和实践提供参考和启示。
1.3 研究意义船舶动态监控是保障船舶安全和提高船舶运营效率的重要手段,而北斗系统作为我国自主研发的卫星导航系统,具有全球覆盖、高精度定位和互联互通等优势。
将北斗系统应用于船舶动态监控中具有重要的研究意义。
北斗系统可以提供更为精准的位置信息,实现对船舶位置、航向与速度等信息的实时监控,有助于提高船舶航行安全性。
北斗系统的全球覆盖性和稳定性,以及对移动物体的跟踪能力,使其在船舶动态监控中具备独特优势。
智能船舶的现状与发展引言概述:智能船舶作为航运行业的新兴技术,正在迅速发展。
它利用先进的信息技术,将船舶与陆地上的系统进行连接,实现船舶自主导航、智能管理和远程监控。
本文将从五个方面详细阐述智能船舶的现状与发展。
一、船舶自主导航1.1 自主感知技术智能船舶通过激光雷达、摄像头和传感器等设备,实时感知周围环境,获取船舶所需的导航信息。
这些设备能够准确识别船舶周围的障碍物,并及时作出避让决策,保证航行的安全性。
1.2 航线规划与路径优化基于智能算法和大数据分析,智能船舶可以进行航线规划和路径优化。
通过实时收集和分析海洋气象、航道状况等信息,智能船舶能够选择最优航线,提高航行效率,并减少燃油消耗。
1.3 动力系统控制智能船舶配备先进的动力系统控制技术,可以实现动力系统的自动化控制。
通过智能控制算法和传感器的反馈,智能船舶可以实时调整动力系统的工作状态,提高船舶的操纵性和能源利用效率。
二、智能船舶管理系统2.1 船舶健康监测智能船舶管理系统能够实时监测船舶的各项参数,如发动机温度、油耗等,及时发现并预测潜在故障,提前采取维修措施,保证船舶的正常运行。
2.2 船舶资源调度智能船舶管理系统可以根据船舶的实时位置、货物情况等信息,进行船舶资源的智能调度。
通过合理安排船舶的停靠、装卸和航行等任务,提高资源利用率,降低运输成本。
2.3 船舶维护管理智能船舶管理系统可以对船舶的维护保养进行全面管理。
通过建立船舶维护计划、实施定期检查和维修,延长船舶的使用寿命,降低维护成本。
三、智能船舶安全监控3.1 船舶远程监控智能船舶安全监控系统可以通过网络将船舶的实时数据传输至陆地上的监控中心,实现对船舶的远程监控。
监控中心可以实时获取船舶的位置、速度、姿态等信息,及时发现异常情况并采取相应措施。
3.2 船舶安全预警智能船舶安全监控系统可以通过大数据分析和人工智能算法,对船舶的安全状况进行预测和预警。
一旦发现船舶存在安全隐患,系统会自动发出警报并提供相应的处理建议,确保船舶的安全。
海洋工程船舶综合信息集成管理系统的智能优化与调度研究海洋工程船舶综合信息集成管理系统是一种集成了多种信息管理功能的智能系统,旨在提高海洋工程船舶的运维效率和管理水平。
本文将对该系统的智能优化与调度进行研究。
一、引言海洋工程船舶的维护和管理是保证船舶正常运行的重要环节。
然而,由于船舶数量众多、工作任务繁重,传统的人工管理方式已经无法满足需求。
面对这一挑战,海洋工程船舶综合信息集成管理系统应运而生,通过集成各种信息和数据,实现对船舶的智能优化与调度。
二、海洋工程船舶综合信息集成管理系统的功能与特点1. 数据管理功能海洋工程船舶综合信息集成管理系统通过集成各种数据源,实现对船舶相关数据的管理和分析。
包括船舶实时位置数据、维修工单信息、设备健康数据等。
系统能够自动更新和存储这些数据,并提供可视化的界面供用户查看和分析。
这样,管理人员能够及时了解船舶的状态,做出相应决策。
2. 智能优化功能系统利用数据分析和人工智能技术,对船舶的维修和保养任务进行智能优化。
通过分析船舶历史维修数据和设备健康状况,系统可以预测出哪些设备可能会出现故障,从而提前采取维修措施,避免船舶出现故障。
此外,系统还能根据实时位置和任务情况,智能调度船舶,提高运营效率。
3. 任务调度功能海洋工程船舶综合信息集成管理系统还具备任务调度功能。
系统能够根据任务的紧急程度、船舶的位置和设备状况,合理分配任务,将船舶调度到最佳位置,确保任务按时完成。
同时,系统还能自动分发工单给相应的维修人员,提高工作效率。
三、智能优化与调度研究方法1. 数据采集与处理首先,系统需要采集和整理船舶的相关数据。
这些数据包括船舶实时位置、设备健康状况、历史维修记录等。
数据采集可以通过传感器、监控设备等技术手段来完成。
然后,对采集到的数据进行预处理,包括数据清洗、去重、异常值处理等,以确保数据的准确性和完整性。
2. 数据分析与预测通过对采集到的数据进行分析,可以发现数据之间的关联性和规律。
基于实时数据的船舶智能监控与预警系统一、引言船舶作为一种古老而重要的交通运输工具,在国际贸易中起着至关重要的作用。
但是,船舶在海上运行时,受制于天气、海况、人为因素等多种因素,易发生事故,给运输业和人类生命财产带来极大的损失。
因此,研究如何通过技术手段来对船舶进行监控和预警成为了重要课题之一。
本篇文章将介绍一种基于实时数据的船舶智能监控与预警系统,它可通过收集、分析和处理大量的海洋数据,有效地评估船舶操纵风险,并在遇到危险情况时及时发出预警。
二、数据的获取和处理基于实时数据的船舶智能监控与预警系统主要通过以下两种手段来收集和处理数据:1.传感器数据采集传感器是一种可以检查、感知、测量和记录物理量和信号的设备。
通过安装不同种类的传感器,可以获取船舶周围的海洋数据,如海流、海浪、海温、湿度、气压、水深等,使船舶能够更准确地了解当前的海况。
2.人机交互数据除了通过传感器获取海洋数据外,船员的数据输入也对预警系统起关键作用。
在船长和船员输入数据时,必须提供正确、充足和准确的信息,以便系统能够做出相应的智能决策。
三、智能分析和预警机制收集的数据要处理和分析才能为船舶的智能监控和预警提供依据。
通过充分利用船舶上的传感器和分析工具,可以对收集到的数据进行实时处理和智能分析,判断船舶当前航向、速度、位置、载重等因素是否合适,从而预测船舶可能出现的危险情况。
当系统判断船舶处于危险时,就需要及时发出预警,以便避免更严重的安全事故。
预警可以通过声音、光线、震动等多种手段进行,通常是向船长和船员发出预警信号。
同时,预警过程也会通知相关部门和外部机构,以加强船舶安全业务的协同作用。
四、应用基于实时数据的船舶智能监控与预警系统广泛应用于船舶运营领域,例如货运船、客运船、军舰、渔船等。
在保证船舶安全的同时,这种预警系统也有助于提高船舶运营的效率和经济效益。
1.货运船对于货运船而言,该系统可覆盖从货物装载到卸载所需的整个运输过程。
船舶智能监控系统掌握船舶智能监控系统的关键技术和应用案例船舶智能监控系统,作为航运行业的重要组成部分,起到了确保船舶安全和运行效率的关键作用。
本文将介绍船舶智能监控系统的关键技术,并通过实际应用案例展示其在航运行业中的重要性。
一、船舶智能监控系统的关键技术1. 传感技术传感技术是船舶智能监控系统的核心技术之一。
通过感知环境的各种参数,如温度、湿度、气压等,传感器能够实时监测船舶各个系统的状态,并将数据传输到监控系统中进行分析和处理。
2. 数据采集与传输技术船舶智能监控系统需要从各个传感器和设备中采集大量的数据,并将其传输至监控中心进行处理。
数据采集与传输技术的发展,如无线传输技术和物联网技术的应用,使得船舶智能监控系统能够实现远程数据传输和集中管理。
3. 数据分析与处理技术传感器采集到的海量数据需要进行高效的分析和处理,以提取有用信息并为决策提供依据。
数据分析与处理技术如数据挖掘、大数据分析等,能够从海量数据中发现规律和关联,并为船舶运营提供决策支持。
4. 告警与预测技术船舶智能监控系统可以根据监测到的数据进行实时告警和预测,以提前发现潜在的问题并采取相应措施。
告警与预测技术的发展,如机器学习和人工智能算法的应用,为船舶运营管理者提供了更准确的预警和预测能力。
二、船舶智能监控系统的应用案例1. 船舶结构监测船舶结构监测是船舶智能监控系统的重要应用之一。
通过在船体上布置传感器,可以实时监测船体的变形和应力情况,判断船体结构的完整性和稳定性。
一旦发现异常,可以及时采取修复措施,确保船舶的安全运行。
2. 船舶机械设备监测船舶机械设备监测是船舶智能监控系统的又一重要应用。
传感器可以实时监测船舶发动机、泵站、液压系统等机械设备的运行状态和性能指标,如温度、压力、转速等,并通过数据分析和处理提供设备故障预警和维护建议。
3. 船舶能效管理船舶能效管理是船舶智能监控系统的一项关键任务。
通过监测燃油消耗、航速、航线等数据,并结合船舶设计参数和气象海况等因素,可对船舶的能效进行分析和评估,并提出相应的节能措施,从而达到降低运营成本和环境污染的目的。
大数据技术在船舶智能化中的应用摘要:港口是我国外贸经济发展的重要基础,而船舶能够对港口物流效率及安全性产生直接影响。
在此基础上,由于船舶智能化对提高船舶运行效率具有重要作用,故而其逐渐受到社会关注,并成为业内重点研究课题。
因此为提高船舶智能化水平,满足该领域具有的数据信息处理需求,本文通过实际调查与分析文献资料,围绕大数据分析理论及方法展开探讨,并对大数据技术在船舶智能化中的应用进行分析,以期可以为航运业发展奠定基础。
关键词:大数据技术;船舶智能化;应用引言:在航运业持续发展的背景下,航运公司为满足自身对船舶营运数据的需求,并已积极引入大数据技术。
但大数据技术应用过程对计算量及可靠性方面的要求较高,且当前缺少相应的理论及技术手段,导致该技术无法体现自身的核心价值,造成船舶运行效率停滞不前。
因此为提高该项技术的应用效果,有必要加强对大数据技术的研究力度,掌握其相关理论及方法,并以理论及方法为基础对该技术进行应用,该点对推动航运业发展具有现实意义。
1.大数据分析理论及方法1.1.理论从人机相互进行协作的层面出发,可发现大数据分析理论主要包括以下两项内容:①这种理论较为注重人工智能与机器计算水平,例如与大数据相关的不同机器学习方法与数据信息的挖掘方法等,其主要探究相应的智能搜索及挖掘算法等。
当前,科研人员已对这种方法给予重视,且已相继对其展开研究;②该理论强调人类是需求与分析方面的重要主体,其较为注重以机器与人类之间互相进行协作及能够提高人类理解与认知便捷性为基础的分析方法。
正式进行分析时这种分析方法能够使用人类独有的认知能力,例如大数据可视化分析。
1.2.方法当前被广泛应用在船舶数据分析方面的大数据分析方法较多,具体内容如下:①深度学习法。
这种方法能够将多维数据信息中存在的复杂关系作为目标,并进行深层次挖掘,常见的方法主要包括模糊系统、群体智能算法及人工神经网络法等。
其中,人工神经网络法能够结合实际需求,在多层次架构的基础上分析相应的表达数据内容,灵活运用丰富的数据信息,并通过复杂程度较高,且精准性良好的模型对模拟数据进行表达。
船舶数字化转型物联网大数据和人工智能应用船舶数字化转型在当今航运业中扮演着至关重要的角色。
随着物联网、大数据和人工智能的快速发展,航运业内的船舶管理和运营正发生着巨大的变革。
本文将探讨船舶数字化转型中物联网、大数据和人工智能的应用,并展望未来的发展趋势。
一、物联网在船舶数字化转型中的应用物联网将船舶上的传感器、设备和系统相互连接,实现信息的共享和交互。
通过物联网技术,船舶管理人员可以远程监控船舶的运行状况,并及时采取措施处理潜在的问题。
此外,物联网还可以实现船舶与港口、供应商和客户之间的实时数据传输,提高船舶运营的效率和可靠性。
在船舶数字化转型中,物联网还被广泛应用于船舶维护和设备管理。
传感器可以收集船舶各个部件的工作状态和性能数据,将这些数据传输到云平台进行分析和处理。
通过实时监测和预测分析,可以提前发现设备故障和损坏,并采取相应的维修措施,降低船舶未预期的停航风险。
二、大数据在船舶数字化转型中的应用航运业每天都会产生大量的数据,如船舶位置、货物信息、天气数据等。
利用大数据技术,可以对这些海量的数据进行存储、分析和挖掘,从中获得有价值的洞察。
通过大数据分析,船舶管理人员可以优化船舶的路线选择、货物运输规划和船舶排班,提高运输效率和降低成本。
此外,大数据还可以应用于船舶运营的安全管理。
通过对历史事故和事故记录的分析,可以发现航线上的潜在风险点,并制定相应的安全措施。
同时,大数据还可以通过分析船舶上的监控摄像头和传感器数据,实现对船员行为和船舶状况的实时监测,确保船舶运营的安全可控。
三、人工智能在船舶数字化转型中的应用人工智能作为一种强大的计算和决策支持工具,被广泛应用于船舶数字化转型中。
通过机器学习和自然语言处理等技术,人工智能可以处理和分析大量的船舶数据,从中发现规律和趋势,并提供相应的建议和决策支持。
在船舶运输中,人工智能可以应用于智能航行系统的开发。
通过对船舶位置、航道信息和天气数据的实时分析,人工智能可以自动调整船舶的航线和航速,以实现更高效且安全的航行。
航运业中的大数据应用案例航运业是全球贸易和物流的重要组成部分,随着科技的不断进步,大数据应用在航运业中正发挥越来越重要的作用。
本文将介绍几个航运业中的大数据应用案例,展示其在提升效率、降低成本和优化运营方面的优势。
一、智能航运调度系统大数据技术可应用于航运公司的调度系统,通过实时监测和分析航线、货物信息、天气状况等数据,智能航运调度系统能够提供准确的船期信息、最佳的航线规划和货物跟踪。
以某跨国航运公司为例,他们开发了一套基于大数据的智能航运调度系统。
该系统通过收集全球范围内的船期数据,进行数据分析和模型预测,能够为客户提供最佳的船期选择和费用估算,大大增强了航运公司的竞争力。
二、智能船舶维护与管理航运公司通常拥有大量船舶和设备,这些船舶需要定期维护和保养,以确保其安全可靠的运行。
借助大数据技术,航运公司可以实施智能船舶维护与管理系统,通过对各项数据的监测和分析,预测船舶维护需求,及时安排维修保养工作,提高船舶利用率和可靠性。
一个成功的案例是某国内航运公司的泵站智能维护系统。
通过监测各泵站的运行数据,预测泵站故障风险,系统能够提前派遣维修人员进行维护,降低设备故障率和减少维修成本,实现了高效、可靠的泵站运行。
三、智能货物追踪系统大数据在货物追踪方面的应用也非常重要。
通过收集和分析货物运输过程中的数据,航运公司可以实施智能货物追踪系统,实时监控货物状态,提供准确的货物位置和到达时间信息,提高物流可视化和运输效率。
一个典型的案例是某国际快递公司,他们利用大数据技术实现了智能货物追踪系统。
通过与航空公司和物流合作伙伴共享数据,系统能够准确追踪货物的位置,提供实时的运输信息,使客户能够随时了解货物的状态,提高运输效率和客户满意度。
四、智能航运安全预警系统航运安全一直是航运业关注的重要问题。
大数据应用于航运安全方面,可以通过收集和分析各个方面的数据,提前发现潜在的安全风险,提高安全预警能力,降低事故发生概率。
海洋工程船舶综合信息集成管理系统的智能监控与诊断研究随着海洋工程的快速发展,海洋工程船舶的综合信息集成管理系统变得越来越复杂。
为了确保船舶设备的安全运行和高效管理,智能监控与诊断技术被广泛应用于海洋工程船舶的综合信息集成管理系统中。
本文将探讨智能监控与诊断技术在海洋工程船舶综合信息集成管理系统中的应用和研究。
海洋工程船舶综合信息集成管理系统是一个集船舶动力系统、电气系统、机械系统和仪器设备系统于一体的复杂系统。
该系统的运行状态非常关键,任何设备的故障可能会导致整个船舶的停航,给海洋工程施工工作带来不可估量的损失。
因此,如何实现对该系统的智能监控与诊断成为关键问题。
首先,针对海洋工程船舶综合信息集成管理系统的智能监控需求,现有的传统监控方法已经不能满足实时性和准确性的要求。
传统监控方法依靠人工操作,容易出现疏漏和误判。
为了解决这个问题,研究人员引入了智能监控技术。
智能监控技术利用传感器获取实时数据,并通过数据融合、模式识别和决策推理等算法分析数据,实现对系统运行状态的智能监控。
这种技术可以大大减少人为干扰,提高监控的精度和效率。
其次,智能诊断是海洋工程船舶综合信息集成管理系统智能监控的重要组成部分。
智能诊断技术可以根据运行数据和预设的故障规则进行故障诊断,并提供修复建议。
传统的故障诊断方法通常依赖于专家经验,需要耗费大量时间和人力。
而智能诊断技术可以根据大数据分析和机器学习算法,实现自动故障检测和诊断。
这不仅大大提高了诊断的准确性和速度,还降低了人工诊断的成本。
第三,智能监控与诊断技术的研究重点是如何有效地将传感器数据与监控系统进行集成。
传感器是智能监控与诊断技术的重要数据源,通过采集各种设备的运行数据。
然而,在海洋工程船舶综合信息集成管理系统中,传感器数量庞大,数据量庞大且复杂。
如何对海洋工程船舶综合信息集成管理系统的大量数据进行处理和分析成为关键问题。
研究人员通过引入云计算和边缘计算等技术,实现对海洋工程船舶综合信息集成管理系统数据的实时处理和存储,提高了系统的响应速度和安全性。
第38卷第5A 期2016年5月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.38,No.5A May ,2016船舶监控系统中的大数据处理平台研究刘文红(山东科技职业学院,山东潍坊261053)摘要:首先阐述了基于大数据平台的船舶监控系统的功能,以及船舶监控系统的工作流程,指出研究此系统的关键技术是大数据平台任务分布式查询和作业调度,然后通过对传统研究算法的改进,设计了ITPUT 分布式查询算法和Three -Queue 作业调度算法,最后实验结果表明本文所改进的算法响应时间短、执行效率高。
关键词:大数据平台;分布式查询;工作调度;船舶监控中图分类号:U665.26文献标识码:A 文章编号:1672-7649(2016)5A -0148-03doi :10.3404/j.issn.1672-7649.2016.5A.050Research on big data processing platform in ship monitoring systemLIU Wen-hong(Shandong Vocational Collage of Science and Technology ,Weifang 261053,China )Abstract :This paper described the functions of ship monitoring system based on big data platform ,and workflow of ship monitoring system.Point out that the key technology was the big data platform job scheduling and task distributed query in the study.Then improve traditional algorithm ,design ITPUT distributed query algorithm and Three-Queue job scheduling algorithm.Finally ,experimental results showed that the improved algorithm had shorter response time ,higher efficiency.Key words :big data platform ;distributed query ;job scheduling ;vessel monitoring收稿日期:2016-04-08作者简介:刘文红(1972-),女,硕士,副教授,研究方向为计算机应用技术。
0引言在智能化、自动化、数字化技术的推动下,船舶监控的数据量日益增多,造成系统处理数据的响应降低,如何对海量数据进行增删改查,实时的处理调度所需数据成为船舶监控的关键问题[1]。
数据的增多使得现有的集群服务面临着重大的考验,而云计算能通过全球数据中心的联网形成“云”环境,为用户提高了高性能的计算、存储能力。
通过云计算能够实现数据库的并行运行,有效地提高了数据的运行速率和运行范围。
本文首先阐述了基于大数据平台的船舶监控系统的总体框架,然后进行大数据平台分布式查询,设计了大数据平台调度算法,最后通过实验说明算法的优越性。
1基于大数据平台的船舶监控系统的总体框架为了使用户能够实时、准确地处理所获取到的海量船舶监控数据,本文研究的船舶监控系统的大数据平台具有以下功能,如表1所示。
表1基于大数据平台的船舶监控系统的功能Tab.1Functions of ship monitoring system based on big data platform功能作用实时监控通过监控系统的监控及时的给出报警,船员能给出相应的补救措施。
大规模并发访问船舶监控系统监测的数据是海量的,所涉及到的用户可能同时访问数据中心,以此来调整负载均衡。
及时响应及时准确的反馈给用户所查询的信息。
可扩展随着系统的不断升级,系统的可扩展性有利于后续系统功能的研发。
鉴于以上功能要求,基于大数据的船舶监控系统的总体设计分为数据存储层、基于大数据平台的中间层和应用层。
数据存储层主要是存储船舶监控系统所监控的数据和船舶系统的数据;中间层主要是通过交互接口,进行数据的加载、查询、备份以及访问数据库第5A期刘文红:船舶监控系统中的大数据处理平台研究等;应用层主要是传达用户的请求,同时得到相应的结果,如报警信息、故障诊断信息等。
船舶监控系统工作流程是:1)数据采集:通过图像采集设备获取船舶设备的工作数据;通过多传感器融合定时获取船舶监控数据。
2)数据加载:对预处理后的数据进行软件编程到船舶数据库中。
3)数据传输:将数据库中的数据通过卫星等岸基设备传输到陆地的信息中心。
4)数据调度:在大数据平台上对传输来的数据进行调度,提高系统的存储能力,降低出错率。
5)数据处理:用户通过查询系统来实时监测船舶系统的参数变化,从而对监控船舶的状态做出正确的判断和预警。
基于大数据平台的船舶监控系统在研究过程中最主要的问题是:分布式查询和作业调度。
这是因为分布式查询过程中查询的数据库是不同结构类型,但是还需要同时进行查询,然后将信息进行融合后输出。
在作业调度过程经常出现不同的线程争用同一个资源的情况。
2大数据平台分布式查询随着数据量的不断增大,传统的关系数据库已经影响了用户的查询效率,因此本文采用了Top-k分布式查询[2],即利用评分函数对根据用户的查询结果进行评分,得到评分最高的k个查询结果。
Top-k查询的经典算法是TA算法[3]和TPUT算法[4],TA算法在查询过程中每次都要从检索元组的头查询到尾,并且对于元组中的每个元素都要与网络节点进行比较,当节点个数过多时,极大地降低了查询效率;虽然TPUT算法对TA算法进行地改进,令系统中所有节点的查询高低得分均匀分布,但是实际中不同节点的查询得分不均匀,因此本文利用动态划分的TPUT算法(ITPUT)进行大数据平台分布式查询,以此提高查询效率,降低带宽耗费,其算法流程如下:1)系统的管理节点将Top-k查询请求发送给各个子节点,子节点将前k个对象和其得分发送给管理节点,然后得出其局部聚集值:S sum (O)=S'1(O)+S'2(O)+…+S'm(O),其中:O为被查询对象,当其被节点i查询后,S'i (O)=Si(O),反之S'i(O)=0。
求出局部的下界限值,假设k个节点得分最高的节点下界值是τ1。
2)将τ1值划分为T1,T2,…,T m(m是子节点数目),然后将不同的值发送给不同的子节点,子节点将查询得分大于或者等于T i的对象和分值传送至管理节点处,再一次计算并查询对象的局部聚集值,此时令k个节点得分最高的节点下界值是τ2,获取已访问对象的局部上限值,若小于τ2,将此对象删除,将其他的局部值上界值大于等于τ2的对象组成新的Top-k算法的新候选集合S。
3)将新的候选集合S传送给各个节点,各个子节点通过与S中的对象比较得到的评分值传送到中心节点管理,然后获得局部聚集值,从中获得得分最高的前k个对象。
实验:本文利用5台计算机A,B,C,D,F搭建了大数据平台,令A计算机是查询中心管理节点,B,C,D,F分别是查询子节点。
计算机的配置是Intel(R)Xeon(R)CPU X5650@2.67GHz 2.66GHz,内存24GB,大数据平台采用Hadoop-0.2.0.2,选取了船舶进港前后2个小时3个服务器上的URL访问日志数据,对数据集进行Top-5,Top-10,Top-20,Top-30,Top-50查询,其3种算法的查询带宽消耗和响应时间分别为图1和图2。
图1三种算法的查询带宽消耗Fig.1Query bandwidth consumption of three algorithms从图中可知3种算法的带宽消耗会随着查询条目的增多而增大,原因是在查询的过程中k增大,τ1会减小,所以带宽消耗变大。
但是在相同的k值情况下,ITPUT算法消耗的带宽最小,这是因为此算法中的直方图策略能够删除局部节点,减少了传输数据量,降低了带宽消耗。
从图2可知,当查询数据量确定的情况下,k增大,查询响应时间会增大。
在3种算法中各子节点向中心节点发送的对象数不同,从而得到的数据传输时间也不同,ITPUT算法合理的阈值使得非法数据量减少,所以数据传输最快,响应时间最短。
·941·舰船科学技术第38卷图2三种算法的查询响应时间Fig.2Query response time of three algorithms3大数据平台调度算法在大数据平台中,作业调度有利于充分利用系统资源。
目前在大数据平台中常用的任务调度的算法有作业先进调度(FIFO)算法、计算能力调度算法(C-S)、公平调度算法(F-S)。
通过研究发现C-S算法容易陷入局部最优,造成计算资源浪费;FIFO算法对于作业的优先级不进行区分;F-S 算法在作业循环调度过程中,要对正在运行的所有作业进行保存、管理等,系统开销大。
因此本文设计了Three-Queue算法,在此算法中设立了高载和低载2个水平值,每进行一次任务调度后都要计算系统的平均负载,若小于低载需要增加作业量,反之减少作业量,通过动态的调整,保证系统处于高效的运行状态。
其调度过程如下:1)检测是否有任务节点处于无任务状态,若是,则向工作节点发送请求。
2)判断此任务节点是快慢节点,若是快节点,在执行任务队列是否为空,不为空,则执行队列中的作业。
3)将执行队列中的作业分派给发送请求的任务节点,通过动态分派的形式执行作业。
4)修改执行队列中的信息数据,进行下一次的作业调度。
5)若步骤2中的执行队列为空,则需要从数据库中添加作业。
6)在循环完成一轮调度后,获取系统的平均负载,若此值低于低载水平,增加作业到任务队列中,若高于高载水平,减少作业,以此调整系统的平均负载在正常水平中。
实验:本文利用5台计算机A,B,C,D,F搭建了大数据平台,令A计算机是工作节点,B,C,D,F分别是任务节点。
计算机的配置是Intel(R)Xeon(R)CPU X5650@2.67GHz2.66GHz,内存24GB,将本文的Three-Queue算法与大数据平台上的FIFO算法、C-S算法、F-S算法进行对比。
对Job1,Job2,Job3,Job4等作业进行调度,每个作业中包含4个大小分别为32M,64M,128M,256M的数据块,进行调度的结果如图3所示。
图3作业调度对比情况Fig.3Comparison of job scheduling从图3可知,本文所采用的Three-Queue算法进行作业调度时时间最短。