滚装船智能汽车理货信息系统监测方法

张若梦等

摘 要：本文论述滚装船装卸汽车理货信息系统监测方法研究成果的主要内容、实施方法及步骤，阐述了滚装船理货信息监测系统结构、硬件系统组成、通信方式的实现方法，建立了滚装船舶汽车理货一系列的数学模型，借助C#编程实现了算法软件化，构建了智能图形化理货信息系统，利用计算机系统实现滚装船装卸汽车智能理货信息图形化，自动生成滚装船总积载图和分舱积载图，实现了港口、海关、商检、船代、货代、汽车运输客户端等汽车物流供应链实体之间的信息共享与交换等功能，商品汽车物流滚装船全球卫星定位与车损照片自动检索等多项实用功能。

关键词：水路运输 智能汽车理货 图形化信息技术 信息系统监测方法 滚装船舶 自动生成船舶积载图

港口传统的滚装汽车船舶卸船理货流程中，主要依靠人工清点数量，对汽车的车架号进行手工抄录，并贴上一个号码标签来表示已理货，时常出现错卸或漏清点等情况。装船理货主要依靠人工抄写记录位置，滚装汽车船舶的装船积载图均需由手工制作（见图1），很容易出现混装错装等情况，直接导致积载错误；其理货方式未能实现滚装船汽车理货信息联网和数据共享，不能完成汽车物流信息的实时采集和追踪；由于均为手工理货作业，劳动强度大、作业时间就长，严重影响滚装船和商品汽车物流运转效率，大大增加了物流成本。

本研究是要通过研发一种滚装船装卸汽车理货信息监测系统及其监测方法，利用计算机系统实现滚装船装卸汽车智能图形化理货，自动生成滚装船总积载图和分舱积载图；实现航运公司、汽车生产商、港口、海关、商检、船代、货代、汽车客户端等汽车物流供应链实体之间的信息共享与交换等功能。滚装船装卸汽车理货信息监测系统实现方式

1、滚装船装卸汽车理货信息监测系统主要设备

主要硬件设备包括：企业网关、数据服务器、图片储存服务器、Web Service业务服务器、PDA手持理货终端、滚装船理货终端计算机、理货监测中心终端计算机等。

2、滚装船装卸汽车理货信息监测系统主要通信方式

PDA手持理货终端均通过无线网经企业网关连接Web Service业务服务器，和数据服务器与图片储存服务器通信；滚装船理货终端计算机通过无线网经企业网关连接Web Service业务服务器，和数据服务器与图片储存服务器通信；理货监测中心终端计算机通过以太网连接Web Service业务服务器，和数据服务器与图片储存服务器通信。

3、滚装船装卸汽车理货信息监测系统实现方式

滚装船装卸汽车理货信息监测系统（见图2），其特征在于：

企业网关，接入以太网、无线网、海关和港口专用局域网、因特网，提供企业网站服务器、Web Service业务服务器和API接口服务器访问网络服务。

企业网站服务器，接入以太网并通过企业网关接入因特网，处理代理、货主、船公司等企业客户实时查询当前理货业务信息。

API接口服务器，接入以太网并通过企业网关接入海关和港口专用局域网，处理海关、港口等系统的业务信息。

Web Service业务服务器，接入以太网，处理各终端请求的业务逻辑，与数据服务器通信，在数据服务器的数据库中读取和储存相应的数据，并与图片储存服务器通信，在图片储存服务器的存储器中读取和储存相应的残损图片数据。

图片储存服务器，接入以太网，存储车辆残损照片。

数据服务器，接入以太网，通过数据库的方式存储车辆信息、车辆残损信息、车辆位置信息、船舶规范、船舶航次信息、代理公司信息、单证信息等。

每一部PDA手持理货终端均通过无线网络接入企业网关，用于采集商品车一维或二维码信息，将采集到的商品车信息与自身内部数据库的车辆信息进行核对校验、理清数量、分清残损、分清提单号、装船图形化等，并将该理货信息通过企业网关发送到Web Service业务服务器，Web Service业务服务器将PDA手持理货终端发送的理货数据进行处理后更新到数据服务器的相对应的数据库中。

滚装船理货终端计算机，通过无线网络接入企业网关连接Web Service业务服务器。理货组长带滚装船理货终端计算机到船上的理货专用办公室进行理货作业事务处理。在理货作业的过程中，Web Service业务服务器始终与滚装船理货终端计算机保持联机，当任何一方数据发生变化时都会进行数据相互同步，保证本系统对滚装船理货实时监测、残损信息处理、装船车辆图形化实时监测、待时记录处理、溢短处理、单证处理、舱单管理等。

滚装船理货监测中心终端计算机，接入以太网连接到Web Service业务服务器，实时将要处理的数据发送到Web Service业务服务器，Web Service业务服务器根据滚装船理货监测中心终端计算机请求的数据处理后转发到数据服务器或图片服务器进行数据处理。

企业客户终端计算机通过因特网访问企业网关，企业网关将请求数据转发到企业网站服务器，企业网站服务器将请求信息分解处理后转发到Web Service业务服务器进行处理并读写数据库服务器和图片服务器并将处理后的结果返回给企业网站服务器，企业网站服务器再将Web Service返回的数据进行封装处理后通过企业网关以HTML文件返回给企业客户终端计算机。

海关、港口业务系统通过专用网络接入企业网关访问API服务器，API服务器根据海关、港口业务系统的请求数据进行处理并转发到Web Service业务服务器进行处理并读写数据服务器和图片储存服务器的数据，Web Service业务服务器处理完毕后将数据返回给API接口服务器，API接口服务器将Web Service业务服务器返回的数据以海关、港口业务系统约定的格式返回请求报文。

滚装船装卸汽车理货信息监测方法

滚装船装卸汽车理货信息监测方法研究构建了一系列的数学模型，并根据模型设计了解决滚装船理货难题的算法；在此基础上，借助C#编程实现了算法软件化，构建了智能图形化理货信息系统，实现计算机自动生成的总积载图和分舱积载图；对于滚装车辆理货作业，采用手持终端对条形码或二维码数据进行采集，理清残损，分清票号，通过系统终端进行数据校验，实现了商品汽车物流滚装船全球卫星定位、车损照片自动检索等多项实用功能。为便于表达，下将实施滚装船装卸汽车理货信息监测方法分为A、B、C、D步骤进行表述：endprint

1、理货监测中心终端计算机录入理货信息

理货监测中心终端计算机经以太网将录入的理货信息按约定的步骤，按照以太网IEEE802.3通信协议在以太网中传输，自动路由后传送到Web Service业务服务器，Web Service业务服务器将接收到的理货信息处理后存储到数据服务器。值班主任录入的理货信息包括船舶信息、航次信息、船舶舱层结构规范、提单信息和车辆信息。A步骤包含如下：

A1、理货监测中心终端计算机将录入的船舶信息通过Web Service业务服务器处理后存储到数据服务器。

A2、理货监测中心终端计算机向Web Service业务服务器查询船舶舱层结构规范所属的船舶信息是否存在，若存在则理货监测中心终端计算机将绘制的船舶舱层结构规范通过Web Service业务服务器处理后存储到数据服务器，否则返回步骤A1。

A3、理货监测中心终端计算机向Web Service业务服务器查询航次信息所属的船舶信息是否存在，若存在则理货监测中心终端计算机将录入的航次信息通过Web Service业务服务器处理后存储到数据服务器，否则返回步骤A1。

A4、理货监测中心终端计算机向Web Service业务服务器查询提单信息所属的航次信息是否存在，若存在则理货监测中心终端计算机将录入的提单信息通过Web Service业务服务器处理后存储到数据服务器，否则返回步骤A3。

A5、理货监测中心终端计算机向Web Service业务服务器查询车辆信息所属的提单信息是否存在，若存在则理货监测中心终端计算机将录入的车辆信息通过Web Service业务服务器处理后存储到数据服务器，否则返回步骤A4。

2、PDA手持理货终端及滚装船理货终端计算机下载数据

将步骤A存储到数据服务器数据库的理货信息分别下载到滚装船理货终端计算机和PDA手持理货终端的数据库，B步骤包含如下：

B1、PDA手持理货终端经无线网络连接企业网关向Web Service业务服务器请求步骤A存储到数据服务器数据库的理货信息，并将该请求的理货信息下载到PDA手持理货终端内部的数据库中，若连接企业网关或数据下载失败，PDA手持理货终端发出警报提示给理货员。

B2、滚装船理货终端计算机经无线网络连接企业网关向Web Service业务服务器请求步骤A存储到数据服务器数据库的理货信息，并将该请求的理货信息下载到滚装船理货终端计算机的数据库中。若连接企业网关或数据下载失败，滚装船理货终端计算机发出警报提示给理货组长。

综上所述，步骤B将步骤A存储到数据服务器数据库的理货信息分别下载到滚装船理货终端计算机和PDA手持理货终端的数据库，这样可使下面步骤C和步骤D中的数据同步信息量由37个元数据减少到15个元数据，使数据同步信息量成几何级锐减，提高网络利用率和理货综合监测质量。

3、PDA手持理货终端上传下载卸船理货数据

PDA手持理货终端对商品车的一维或二维码信息扫描采集并与步骤B1下载到PDA手持理货终端数据库的理货信息进行比对，其C步骤包含如下：

3.1 PDA手持理货终端卸船理货作业

C1、在卸船理货作业中，PDA手持理货终端对商品车车架号的一维或二维码信息扫描采集并与步骤B1下载到PDA手持理货终端数据库的理货信息中的车架号字段进行比对。若车架号比对成功，则更新该车架号在PDA手持理货终端数据库理货信息表中对应车辆理货信息的理货标识字段为已理货、溢短标识字段为否、理货时间字段为当前时间、PDA标识字段为该PDA手持理货终端唯一识别号ID，并更改同步标识字段为未上传，若车架号比对不成功，则PDA手持理货终端发出警报声并提示理货员核实此商品车是否走私车辆；若该车架号的商品车存在残损情况，理货员点击PDA手持理货终端触摸屏启动残损处理模块并输入车辆的残损内容，确定后更新该车架号在PDA手持理货终端数据库理货信息表中对应车辆理货信息的残损标识字段为残损、残损内容字段为理货员输入的残损内容，若该车架号的商品车完好无损，则更新残损标识字段为否。

3.2手持理货终端上传卸船及装船理货数据

C2、在理货作业过程中，PDA手持理货终端以无线网络连接企业网关与Web Service业务服务器保持联机状态，PDA手持理货终端每隔30秒就将自身数据库理货信息表中同步标识字段为未上传的理货数据发送到Web Service业务服务器请求上传，Web Service业务服务器将该PDA手持理货终端请求上传的理货数据以汽车唯一标识字段为主索引更新到数据服务器数据库中，汽车唯一标识与车架号存在一对一的关系；Web Service业务服务器每成功更新一条理货信息到数据服务器都会将成功更新的信息反馈到该条成功更新的理货信息中PDA标识字段的PDA手持理货终端，PDA手持理货终端接收到成功更新的反馈信息后，即更新自身数据库该条成功上传的理货信息的同步标识字段为已上传；若PDA手持理货终端连接网关失败或上传理货数据失败，自动等候30秒后重复本步骤。

3.3PDA手持理货终端理货作业中下载卸船及装船理货数据

C3、步骤C2完成后，PDA手持理货终端以PDA标识向Web Service业务服务器请求其他PDA手持理货终端上传到数据服务器的理货数据，并下载更新到该PDA手持理货终端的数据库中；保证任意PDA手持理货终端的理货数据发生变化时都能实时进行数据相互同步，保证数据的实时性。

4、滚装船理货终端计算机下载卸船理货数据

滚装船理货终端计算机下载PDA手持理货终端的理货数据处理理货业务，D步骤包括如下：

4.1滚装船理货终端计算机下载及上传理货数据流程

D1、在理货作业过程中，滚装船理货终端计算机以无线网络连接企业网关与Web Service业务服务器保持联机状态，滚装船理货终端计算机每隔120秒向Web Service业务服务器请求步骤C2中PDA手持理货终端上传到数据服务器且滚装船理货终端计算机从未下载的理货数据，并下载更新到滚装船理货终端计算机，以汽车唯一标识字段为主索引更新到自身数据库中；若滚装船理货终端计算机连接企业网关失败或下载步骤C2中的理货数据失败，滚装船理货终端计算机会在120秒后重复此步骤。endprint

4.2滚装船理货终端计算机上传残损照片

D2、滚装船理货终端计算机根据数码相机拍下的残损照片和使用残损标识字段为残损的条件在步骤D1下载的理货数据中筛选残损商品车车架号。商品车车架号和汽车唯一标识存在一对一的关系，滚装船理货终端计算机通过无线网络连接企业网关向Web Service业务服务器上传数码相机的残损照片和对应的汽车唯一标识的值。Web Service业务服务器进行照片压缩处理后保存到图片储存服务器，并将汽车唯一标识的值和上传的残损照片保存到图片储存服务器地址的值保存到数据服务器，以便企业客户、港口和海关用户查询调用。

4.3滚装船理货终端计算机上传单证信息

D3、滚装船理货终端计算机根据步骤D1下载的数据生成业务凭证、残损证明、日报表、溢短证明等单证信息。

D4、滚装船理货终端计算机每隔360秒向Web Service业务服务器上传步骤D3生成的业务凭证、残损证明、日报表、溢短证明等单证信息，并保存到数据服务器。

5、计算机自动生成的总积载图和分舱积载图

Service业务服务器将该积载图所属的船名、航次和总积载图和分舱积载图保存的路径值插入到数据服务器的积载图信息库，以便企业客户、港口和海关用户查询调用。理货监测中心终端计算机每隔120秒向Web Service业务服务器请求步骤C2中PDA手持理货终端上传的理货数据；理货监测中心终端计算机根据向Web Service业务服务器请求的理货数据中的舱层字段、舱层名称字段、船舱字段、朝向字段、X坐标点字段、Y坐标点字段、船舱左右、船舱前后和横竖排列号字段的值自动动态生成理货滚装船总积载图和分舱积载图（见图3、图4），并将生成的理货滚装船总积载图和分舱积载图通过Web Service业务服务器保存到图片存储服务器；理货滚装船总积载图和分舱积载图保存完毕后，Web Service业务服务器将该积载图所属的船名、航次和总积载图和分舱积载图保存的路径值插入到数据服务器的积载图信息库，以便企业客户、港口和海关用户查询调用。

结论

滚装船装卸汽车理货信息监测方法研究，构建了15项数学模型，借助C#编程实现了算法软件化，编写10余万条计算机语言，构建了智能图形化理货信息系统；对于滚装船舶滚装车辆理货作业，采用手持终端对条形码或二维码数据进行采集，理清残损，分清票号，并通过系统终端进行数据校验。实现滚装船商品车的信息采集和追踪，实现基于物联网技术的滚装船装卸理货作业管理、船舶信息管理、舱单信息管理、理货信息管理、残损信息管理、残损照片管理、单证打印管理、船公司、代理公司、港口信息管理，实现了港口、海关、商检、船代、货代、汽车运输客户端等汽车物流供应链实体之间的信息共享与交换等功能；实现了商品汽车物流滚装船全球卫星定位与车损照片自动检索等多项实用功能。利用计算机系统实现滚装船汽车装卸智能图形化理货，自动生成滚装船总积载图和分舱积载图；解决了滚装船舶理货图形化这一世界性难题。

滚装船装卸汽车理货信息监测方法的研究成功，实现了滚装汽车理货由劳动密集型向技术先进型的转型升级，提高理货效率，降低人工成本，实现装卸汽车理货数据“零误差”，实现了滚装船舶理货完毕零时间可签证。

参考文献：

[1]谢树鸿，李东，张若梦.等国家知识产权局授权发明专利，发明名称：一种滚装船装卸汽车理货信息监测方法[P]（专利号：zl2013 1 0325947.5）授权公告日：2014-5-7.[XIE S H， LI D， ZHANG R M and etc. （2014） patent authorized by State Intellectual Property Office， named： a Method of Supervision of Vehicle Tallying Information Handled on Ro-Ro vessel [P] （patent number： zl2013 1 0325947.5）. Notice of Authorization on May 7， 2014.]

[2]潘运平，王胜男，王晓川.基于WebService的整车物流管理信息系统研究[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2013，35（5）： 710-714.[PAN Y P， WANG S N， WANG X C. Research of Information System of Complete Vehicle Logistic Management Based on WebService [J]. Journal of Wuhan University of Technology， 2013，35 （5）： 710-714.]

[3]靳志宏，杨丹，邱波，杜嘉立.多层滚装船配载优化建模与算法设计[J].系统工程学报，2013，28（2）：218-226.[JIN Z H， YANG D， QIU B， DU J L. Stowage Optimization Modeling and Calculation Design of Multilayer Ro-ro Vessel [J]. Journal of Systematic Engineering， 2013， （2）： 218-226.]

[4]张若梦.李东，谢树鸿，基于物联网钢材物流理货信息系统研究与应用[J]. 港口科技，2014，（4）：33-35.[ZHANG R M， LI D， XIE S H. Research and Application of Steel Logistic Tallying Information System Based on IOT [J]. Port Technology， 2014， （4） 33-35.]

基金项目：国家工业和信息化部物联网发展专项资金科技研发项目（2011.--）

（第一作者单位：北京交通大学）endprint