海洋数据交换与调度管理系统

海洋航运中的船舶航行信息管理系统船舶航行信息管理系统是海洋航运中的重要组成部分。

它通过收集、存储、处理和传输船舶相关的航行信息，为海运企业和港口管理部门提供有力的支持和决策依据。

本文将详细介绍船舶航行信息管理系统的功能、应用和未来发展趋势。

一、船舶航行信息管理系统的概述船舶航行信息管理系统是通过应用现代计算机技术和通信技术，实现对船舶的位置、航速、航向、载货量等关键信息的监测和管理的系统。

其主要功能包括船舶定位、航行监控、船舶调度、航线规划、海上安全等。

船舶航行信息管理系统的核心是船舶自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS）。

AIS系统使用卫星和陆地基站接收船舶所发送的位置、速度、航向等信息，并将这些信息实时传输给管理部门和其他船舶。

通过AIS系统，船舶可以实现相互通信和信息交换，提高海上航行的安全性和监管效率。

二、船舶航行信息管理系统的功能1. 船舶定位和监控：船舶航行信息管理系统可以通过卫星定位和地面基站，实时追踪和监控船舶的位置、航速、航向等信息。

这对于海上船舶的调度和安全监管非常重要。

2. 船舶调度和航线规划：系统可以根据船舶的实时位置和海况情况，进行有效的船舶调度和航线规划。

通过优化航线和调度，可以减少航行时间、降低燃油消耗，提高航行效率。

3. 船舶安全监测：系统可以实时监测船舶的状态，如航速、载货量等，通过预警机制，能够及时发现船舶异常情况，提醒船舶和管理部门采取相应的措施，确保海上航行的安全。

4. 船舶货物追踪：系统可以记录船舶的载货量和货物类型，并通过数据分析，提供货物追踪和统计报告，为货物运输提供参考依据。

5. 船舶通信和协同：系统可以实现船舶之间的通信和信息交换，包括位置共享、航行意图通报等功能。

这有助于减少船舶之间的碰撞风险，提高航行效率。

三、船舶航行信息管理系统的应用1. 海运企业：对于海运企业来说，船舶航行信息管理系统可以提供船舶的实时位置和状态信息，帮助企业进行船舶调度、航线优化和货物追踪等工作。

辽宁省海洋渔业综合管理数据服务平台建设概述任酉贵【摘要】本文介绍了辽宁省海洋与渔业信息化现状,分析了现有系统存在的不足,并在此基础上建设了辽宁省海洋渔业综合管理数据服务平台,对现有信息化系统进行了梳理,实现了全省数据资源的统一管理与共享;开发了若干面向业务应用的子系统,实现了对海洋渔业管理的全方位支持;建设了数据交换共享标准与服务接口,为日后的信息化建设提供了有力的技术支撑手段.【期刊名称】《海洋信息》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】5页(P57-61)【关键词】服务平台;数据共享;服务接口【作者】任酉贵【作者单位】辽宁省自然资源事务服务中心沈阳【正文语种】中文【中图分类】TP3991 建设背景目前辽宁省海洋与渔业信息化建设已经取得了长足的进展，但与海洋事业和现代渔业发展对信息化的要求相比仍然存在一定的差距［1］。

从全局上看，我省海洋与渔业管理信息化建设还存在宏观信息采集能力不足、信息资源的整合与共享能力建设不完善、信息挖掘与统计分析能力较弱、基础地理数据不一致，平台功能单一、面向公众的服务能力不足等方面的问题［2-3］。

为了解决以上问题，需要建设一套集成全省各个业务系统数据的海洋渔业综合管理数据服务平台，在已建数据和应用资源的基础上，综合运用大数据［4-5］、数据库、空间信息［6］、移动互联网等技术，建设基于物联网技术、超算技术和大数据分析的海洋渔业综合管理数据服务平台，完成支撑海洋与渔业应用平台的云服务环境的搭建，提高系统平台数据存储和访问的安全性，保证系统平台的可用性；完成海洋与渔业统一数据库建设，实现数据资源的统一管理与共享，并建立数据更新机制，保证平台数据的（近）实时性；通过移动应用系统的开发，提升海洋与渔业管理的移动化水平。

2 建设目标平台建设的总目标是立足现有的基础，建设“四个一”，即建设一个省级海洋渔业数据中心、形成一个应用平台、建立一套信息化建设的规范体系、实现全省海洋与渔业“一张图”的管理。

梁正(交通运输部北海航海保障中心.天津300222)摘要：本文梳理了VDES的国内外发展现状，介绍了VDES的技术要求及工作原理，阐述了VDES的优势,探讨了VDES在航海保障体系中的应用。

关键词：VDES；航海保障；通信0引言VDES(甚高频数据交换系统)是未来海上通信的重要通信手段。

VDES是由AIS、ASM、VDE和卫星等部分组成，VDES频道范围包括VHF通道24、84、25、85、26、86、27和28,频段范围包括157.200—157.325MHz和161.800—161.925MHz,可以有效缓解现有AIS数据通信的压力.为保护船舶航行安全提供有效的辅助手段.同时也将全面提升水上数据通信的能力和频率使用效率，对推动水上无线电数字通信产业发展有重要意义。

1VDES背景及现状随着通信技术的不断发展.现代通信系统的主流已经由固定通信系统转向无线通信系统，VDES应运而生，目前处于技术规格、操作特性等技术指标以及覆盖范围预测、卫星下行链路操作和分析等技术标准的制定过程中，VDES及相关技术研究正在进行中。

目前.国际海事组织各成员国、国际各大航运电子企业都非常重视VDES研究，并积极跟进和参与VDES技术研究和标准制定。

澳大利亚海事安全局(AMSA)在布里斯班进行VDES实验，通过采用Preliminary Draft New Recommendation(PDNR)ITU-R M.fVDES］技术规范中建议的多种调制系统收集试验数据。

实验的重点是测试PDNR ITU-R MJVDES］中定义的VDE地面物理层组件的性能。

美国的海岸警卫队(USCG)研究AIS,RBN/DGPS.LRIT系统的推进和技术引导.承担IALA海上用户需求调研和分析。

建设了PORTS系统.进行海洋环境和航海环境的监测、信息服务。

日本海岸警卫队则从事海上e-航海技术研究，首先提出了一项制定“海上电子导航支持系统标准(ENSS)"的建议案，并在IALA大会上进行了详细的讲解。

基于物联网的海洋物理信息采集系统设计与实现随着物联网的发展与应用，海洋物理信息采集系统也逐渐得到了广泛的应用。

物联网海洋物理信息采集系统作为一种集成海洋物理传感器、海洋数据存储与处理、云计算与大数据技术的综合性智能系统，能够实现对海洋物理环境的实时监测、数据传输和管理，为海洋环境保护、渔业生产、海上交通等提供科学依据和技术支持。

一、系统设计原则在设计该系统的过程中，需要遵循以下几个原则：1.高效性：系统需要能够实现快速数据采集与处理，在海洋环境的变化时能稳定运行。

2.稳定性：作为一种对海洋环境进行实时监测的系统，需要具备较高的稳定性和可靠性，保证实时传输数据的正确性和完整性。

3.灵活性：不同海洋物理信息采集系统所监测的目标和环境有所不同，因此需要进行系统模块化和可定制化设计，以适应不同的需求。

4.安全性：保证海洋物理信息的安全性和机密性，防止因信息泄露而造成的损失。

二、系统构成与功能为了达到上述设计原则，该海洋物理信息采集系统设计为以下四个模块：1.海洋物理传感器：该模块由不同类型的传感器组成，包括气象传感器、潮汐传感器、水下阻抗传感器等。

传感器需要满足多项指标，如高精度、低功耗、防腐蚀等。

2.数据处理模块：海洋物理传感器采集到的数据通过数据处理模块进行分析、整合和处理。

数据处理的主要任务是去除噪音和异常数据，实现对海洋物理环境状况监测的可视化。

3.信息传输模块：信息传输模块用于实现数据传输与存储功能。

采用数据中心、云计算和大数据技术，以实现数据实时传输和存储，为后续分析提供数据支撑。

4.用户接口模块：用户接口模块为用户提供海洋物理信息采集系统的实时监测和交互功能，利用VR、AR技术等，增强用户的交互和体验。

三、系统实现与案例基于上述设计原则和构成模块，对海洋物理信息采集系统进行实现。

具体实现方式采用了复杂网络技术，使用了交互式的组件建模方法，同时采用了虚拟测试设备的方式进行测试验证。

该系统应用成功案例较多，在以下几个方面得到了广泛的应用：1.环境保护：对于垃圾、油污、污水等海洋污染物进行监测，利用传感器及时采集的数据，对于管理人员的决策起到了至关重要的作用。

基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统研究海洋工程船舶的综合信息管理是保障海洋工程船舶安全、高效运营的重要方面，同时也对海洋工程项目的实施和管理起到关键作用。

近年来，随着地理信息系统（GIS）技术的快速发展和不断完善，基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统成为了海洋工程船舶行业的研究热点。

本文将从需求分析、系统设计和数据管理等方面展开，探讨基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统的研究。

一、需求分析1. 海洋工程船舶信息需求分析海洋工程船舶综合信息集成管理系统需要整合包括但不限于船舶基本信息、各类工程设备信息、船员人员信息、海洋地理环境信息等各类信息。

通过对这些信息的有效整合和管理，可以实现对海洋工程船舶的全方位监控和管理，提高工程船舶的运营效率和安全性。

2. 海洋工程项目需求分析海洋工程项目的实施和管理需要综合考虑船舶、设备、人员和环境等方面的信息，并进行合理有效的规划和调度。

基于GIS技术的综合信息管理系统可以通过对这些信息的空间分析和关联分析，帮助项目管理人员快速做出决策，提高项目实施效率和管理水平。

二、系统设计1. 架构设计基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统采用分层架构设计，包括数据层、业务逻辑层和用户界面层。

数据层负责数据的存储和管理，包括船舶、设备、人员和环境等信息的采集和处理；业务逻辑层负责对数据进行分析和处理，并提供相应的查询和决策支持功能；用户界面层提供友好的操作界面，方便用户进行信息的查询和管理。

2. 功能设计基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统的主要功能包括：(1) 船舶信息管理：包括船舶基本信息、设备信息、船员信息等的录入、查询和管理；(2) 海洋地理环境信息管理：包括海洋水文信息、海洋气象信息、海底地质信息等的录入、查询和分析；(3) 项目管理：包括项目计划、进度管理、资源调度等功能，通过GIS技术对项目信息进行可视化展示和空间分析，帮助项目管理人员做出决策；(4) 风险管理：通过对船舶、设备和环境等信息进行分析，识别潜在的风险，并提供相应的预警和应急管理功能；(5) 数据分析和报告生成：通过GIS技术对海洋工程船舶的各类信息进行统计和分析，并生成相应的报告和统计图表，为决策提供科学依据。

0引言我国拥有300多万km 2的管辖海域和1.8万km大陆岸线，海洋资源丰富，构建协同性海洋数字平台有深远的战略意义。

目前，我国临海面临前所未有的挑战，2023年8月24日13时，日本福岛第一核电站启动核污染水排海，根据计划，排海时间至少持续30年［1］。

这对全球公海环境及我国临海生态环境保护带来极大压力，也对海洋水环境监测提出更明确的要求。

国务院2015年印发的《水污染防治行动计划》对水环境监控预警提出了明确要求，如实行水环境承载能力监测预警、明确突发水环境污染事件预警预报与响应程序、加强水环境监控预警国际交流合作［2］。

2021年，自然资源部办公厅印发全国海洋生态预警监测总体方案（2021—2025年），方案包括近海生态趋势性监测、典型生态系统现状调查、典型生态系统预警监测、海洋生态灾害预警监测、海洋生态分类分区、国家重大战略区域协同监测、监测能力建设等［3］。

我国海洋信息化起步于20世纪80年代，智慧海洋信息技术和平台建设总体上能力不强，不能满足我国海洋强国建设的总体需求［4］。

针对水污染预警及海洋生态多样性保护，建立综合性、预警性海洋大数据平台有深远意义。

本文以中国知网为检索平台，以综述方式系统地总结了国内外海洋数据平台的研究现状，并对海洋数据平台建设提出具体意见，以期为高融合、协同性海洋数据提供信息支撑。

1数据平台及海洋数据平台研究现状1.1可视化及聚类分析1.1.1以“数据平台”为关键词的可视化分析为更加直观地分析海洋数据平台的发展状况，本文利用中国知网学术平台，以“数据平台”为主题词，设检索时间为2019年1月1日至2023年8月29日，得到1387篇期刊论文，利用Vosviewer 软件制作关键词聚类表（见表1）。

通过关键词聚类可以快速定位数据平台中的热点探究领域。

聚类区1区突出了数据平台的概念性特征，如信息化、全产业链及大数据平台等；聚类2区重点突出数据平台的技术，如区块链技术，同时可以看到，数字平台在医疗和政府政务服务中普及度较高；聚类3区聚焦于医疗临床科研、智慧校园及数据平台的安全性等领域。

海上甚高频数据交换系统（VDES）建设与思考伍爱群1，叶曦2，杜璞玉2，蒯震华2，黄硕2（1.上海航天信息科技研究院；2.中国航天科技集团有限公司第八研究院第八〇四研究所）2012年11月，党的十八大报告提出“建设海洋强国”，标志着中国对海洋的发展规划正式上升到了国家战略层面。

2017年10月，在党的十九大报告中，习近平总书记明确提出“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”的要求。

2013年9月和10月,国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会高度关注。

无论是加快建设海洋强国还是共建“一带一路”，安全、高效的海上信息服务保障体系是必要基础条件之一，必须优先发展海上安全保障通信体系，提供先进的海洋信息获取及传输方式。

一、建设VDES系统的背景和必要性频繁的船舶相撞事故，对船舶自动识别系统（AIS）提出了改进的迫切需求。

2018年1月6日，巴拿马籍13万吨超级油船“S A N C H I”轮与香港籍散货船“长峰水晶”轮在长江口以东160海里发生碰撞，32名船员失联。

2018年1月20日，广东阳江籍钢质渔船“粤阳东渔12158”与新加坡籍集装箱船“SATSUKI”轮在广东珠海高栏岛正南方的46海里处发生碰撞，“粤阳东渔12158”沉没，船上13人落水，7人获救，6人失踪。

2018年2月2日上海籍油船“沪油18”轮与舟山籍油船“百通8”轮在浙江舟山海域发生碰撞。

海洋运输的日益频繁，使得全球使用AIS系统的两个VHF频段25KHz带宽的信道日益拥挤，国际党的十九大报告提出“加快建设海洋强国”战略发展要求。

建立安全、高效、自主可控的海上信息服务保障体系迫在眉睫。

甚高频数据交换系统（VDES）作为下一代海事通信系统，可提供全天时、全天候的甚高频数据通信、数据采集和海上物联等信息管控及服务，应用前景极为广阔。

本文在对VDES系统国内外发展现状与趋势进行梳理的基础上，研究提出了VDES系统建设的对策建议。

水资源管理与调度系统设计与实现随着社会的快速发展和人口的增长，水资源的有效管理和合理调度成为当今亟需解决的问题。

为了更好地保护水资源、提高水资源利用的效率以及应对突发事件，水资源管理与调度系统设计与实现变得至关重要。

一、需求分析水资源管理与调度系统的设计与实现需要满足以下几个关键需求：1. 数据采集与监测：系统需要能够定时采集各个水资源点的水量、水质和水位数据，并实时监测这些数据的变化情况。

同时，还需要能够接入气象信息、地质信息等相关数据，以便更好地进行资源管理和调度决策。

2. 数据存储与处理：系统需要具备高效的数据存储与处理能力，能够对海量的数据进行存储、管理和分析。

此外，还需考虑数据的备份与恢复，以确保数据的安全可靠。

3. 决策支持与优化：系统应该能够结合水资源的实时监测数据，提供针对性的水资源管理和调度决策支持。

通过建立合理的数学模型和算法，对水资源进行优化配置，使得水资源得到最大程度的利用。

4. 预警与应急处理：系统需要能够根据数据分析结果进行预警，自动发出报警信息。

同时，还需要提供应急处理方案和指导，以减少突发事件对水资源的损失。

二、系统设计与实现1. 数据采集与监测：系统需要通过现场传感器和监测设备，对各个水资源点的水量、水质和水位等参数进行实时监测和数据采集。

可以采用物联网技术，将传感器数据通过无线通信技术传输到中心服务器。

2. 数据存储与处理：系统应该具备强大的数据存储和处理能力，可以使用高性能的数据库来存储各种数据。

可以采用分布式存储技术，将数据存储在多个节点上，提高系统的可扩展性和性能。

同时，还需针对海量数据提供高效的数据分析和处理算法，以便进行决策支持和优化配置。

3. 决策支持与优化：系统需要建立数学模型和算法，根据实时数据分析结果提供决策支持和优化配置方案。

可以采用数据挖掘和机器学习技术，对历史数据进行分析，发现规律和趋势，从而预测未来的水资源变化情况。

同时，还需要考虑不同水资源点之间的相互联系和影响，以综合考虑资源的利用效率和环境的可持续性。

基于大数据的船舶智能调度系统设计随着全球贸易的空前繁荣，船舶运输正成为支撑全球经济的重要方式。

然而，船只调度仍然需要大量繁琐的人工操作，效率低下，且难以应对复杂多变的运输业务需求。

因此，利用大数据技术设计船舶智能调度系统成为了一种趋势。

一、大数据技术在船舶运输中的应用船运业务已成为全球数据流量的重要构成部分，数以亿计的船只、货箱、港口、贸易信息等等都需要被收集、处理、传递和分析。

在现代物流体系中，完整的数据记录不仅可以提高运输效率，降低运营成本，还可以帮助企业对运营状况进行实时追踪和管理。

由此可见，大数据技术在船舶运输领域中的应用非常广泛。

比如，利用物联网技术实现船只、货箱等物流产品的实时追踪；运用数据挖掘技术分析历史数据，预测当前航线上的货量，调整航线规划；基于机器学习技术，开发智能调度系统，自动化完成船只配载、船只调度等操作。

二、基于大数据的船舶智能调度系统设计1. 调度系统架构设计船舶智能调度系统需要清楚地定义系统功能、用户需求、操作流程等方面的要求。

系统的架构设计应尽量减少单点故障风险，提供高可用性，保证数据安全性，同时要尽可能地减低成本、提高效率。

系统架构可以采用大数据分布式架构，将各个模块进行分离，使得整个系统各个功能模块之间具有较强的解耦性，从而更易于维护升级和扩展。

系统的安全性应采用多重安全防范策略，包括加密传输、数据冗余备份、权限控制等等。

2. 调度核心算法设计船舶智能调度系统的核心是舱位配载和船只调度算法。

这需要大量的数据支持，如船只属性、船只码头位置、货箱属性、货箱码头位置等等。

具体地，舱位配载算法可以考虑采用贪心算法，将货箱按照体积重量配载；同时可以采用K-means算法将货箱分类，提高舱位复用效率。

船只调度算法则可以采用遗传算法、模拟退火等方法，从多个调度方案中选出最优解。

3. 调度系统辅助功能设计船舶智能调度系统还需要具备其它辅助功能，如数据可视化、异常处理等。

数据可视化可以展示分析结果，比如航线货量、调度占用时间等；异常处理可以及时进行反应和处理异常情况，如天气变化、船只跨境等。

收稿日期:2008-09-25;修回日期:2008-11-05。

基金项目:国家863计划项目(2006AA 09Z139);国家自然科学基金资助项目(60703082)。

作者简介:袁立成(1981-),男,山东聊城人,硕士研究生,主要研究方向:网格计算; 秦勃(1964-),男,山东青岛人,教授,主要研究方向:计算机图形图像处理、计算机控制; 洪锋(1977-),男,山东青岛人,讲师,博士,主要研究方向:对等网络、网格计算。

文章编号:1001-9081(2009)S1-0188-03海洋网格)))海洋环境信息存储与交换的数据网格袁立成,秦 勃,洪 锋(中国海洋大学计算机科学与技术系,山东青岛266100)(ylicheng @163.co m )摘 要:海洋网格是海洋环境信息存储与交换的数据网格。

介绍了海洋网格的构建,详细论证了海洋网格的体系结构和实现,并且把可扩展的数据格式转换服务引入到了海洋网格中。

关键词:海洋网格;海洋环境信息;数据格式转换;XM L中图分类号:T P393.09 文献标志码:AO ceanGrid:D ata gri d ofocean environ m ental i nformati on storage and exchangeYUAN L-i cheng ,Q IN Bo ,HONG Feng(De part m e n t of Co m pu ter S cie n ce and Tec hn ology,Ocean Un i v e rsit y of China,Qingdao Shandong 266100,Ch i na )Abstract :T he comb i nati on of t he data gr i d techno logy w ith o cean sc ience prov i des the prom isi ng f u t ure f o r sharing andex chang i ng of ocean environm enta l i n f o r m ati on data .T he construc ti on o fO ceanG r i d w as ill ustra ted ,wh i ch w as the data g rid of ocean env iron m en tal i nfor m ation storag e and exchange .T he arch itect ure and rea li za ti on o f O cean G ri d we re ill ustrated i n de tail and the sca l able D ata F or m at Converti ng (DFC )gr i d se rv ice w as adopted to O ceanG r i d .K ey words :O cean G ri d ;ocean env iron m en tal i nforma ti on ;D ata F or m at Convert (DFC);XM L0 引言地球表面积的70%被海洋覆盖,海洋科学对人类充分利用海洋资源起着非常重要的作用。