基于GIS的远洋船舶信息系统设计

郭兵 颜仁聪 张越

摘要：目前来说，船舶管理智能化是现代船舶管理信息化的主要趋势。GPS（全球定位系统）、AIS（自动船舶识别系统）以及GIS（地理信息系统）技术的相互结合对智能化管理船舶十分有利，所以本文将采取这几项技术进行基于GIS的远洋船舶信息系统的开发设计。积极开展信息化建设以及技术创新，推动远洋船舶管理的智能化管理，强化远洋船舶的管理、监测以及应急救援能力，有效保障船舶航行的稳定与安全。以下本文笔者分析了远洋船舶信息系统的设计，并对系统实施进行研究，可供参考！

关键词：AIS;GIS;GPS;系统设计;船舶管理

引言

伴随信息化的迅猛发展，船舶管理发生了巨大变化，由传统的“保证”管理实现了向“效率”管理的过渡，由经验管理实现了向系统管理的过渡。船舶管理规范以及船舶技术具有不可预测的特点，船舶综合信息管理的综合价值目标也发生了变化，由过去的一味追求商业利益变成了安全与效率并举。但是，因为我国涉足于船舶信息管理技术的研究的时间并不长，在研究我国船舶行业信息管理方面我国和海洋国家、国外沿海国家之间存在显著差距。

高速发展的现代科学技术赋予了优化船舶管理以较大可能性，本文采取GPS、AIS等诸多技术进行基于GIS的远洋船舶管理系统的开发与设计，试图使该系统兼具GIS系统的空间分析功能与MIS系统的管理功能。该系统可以搜集大量与船舶运行相关的信息，并以电子海图为载体呈现出来，以供查询船员、航行信息、船舶设备、货物信息的动态信息。此外，可跟踪管理会对船舶航行安全产生影响的气象信息，尤其是台风信息，从而精准把握船舶运行状况，是船舶应急救援、动态跟踪以及安全监控等的有效路径。

1远洋船舶信息系统的设计

1.1远洋船舶信息系统系统架构设计

远洋船舶信息系统采用B/S模式，采用经典的三层体系结构：数据访问层（DAL）、业务逻辑层（BLL）和表示层（webui），所有这些都是用面向对象的思想开发的。

在DAL层中，ADO包含在中。Net用于连接和操作底层数据库，以供Bll层调用;在Bll层，封装DAL层实现特定功能模块的方法;在web层，实现了地图显示和GIS分析功能。

数据访问层：多为原始数据的操作层，详细而言，在数据层面给表示层或者业务逻辑层提供服务。业务逻辑层：重点对详细问题进行操作，具体而言，就是处理数据业务逻辑、操作数据层。此外，还涵盖了MVC结构内控制层的功能，如完整性验证、安全性验证、类别判定等。Web表示层：接受用户请求，将数据返回，为客户端提供访问应用程序的服务。

1.2远洋船舶信息系统系统数据库设计

远洋船舶信息系统一般把SQL Serve当成后台数据库，主要牵扯到的数据表有船员（船员表）、港口（港口表）、船舶（船舶表）、台风记录表（台风）、航迹（航迹记录表）等。

2远洋船舶信息系统系统实施

2.1系统实施相关技术

2.1.1系统集成技术

基于webgis的远洋船舶信息管理系统是一个综合信息集成系统。综合信息包括基于Web service技术提取的船舶AIS信息、基于ArcGIS Server发布的空间数据和属性数据、MIS系统中的船队管理数据、实时气象监测和气象灾害预警服务。它们的信息数据处理和基础环境数据采集集成在一个平台上，因此系统集成技术是系统的关键和必要。

2.1.2 AIS技术

自动识别系统（AIS）由岸基（基站）设施和船载设备组成，其具有计算机技术、网络技术、电子信息显示技术以及现代通信技术。AIS消息内容内含三种数据，即：（1）船舶动态数据，如船首方向、经度、航行速度、纬度等;（2）船舶静态数据，如：船长、MMSI、船舶宽度、船舶名等;（3）船舶航行数据，具体有吃水、预计到达时间、船舶状态等。

2.1.3 ArcGIS服务器服务

Arcgisserver给web空间数据服务打造一个GIS软件平台，给建立GIS应用程序及相关服务的配置建立了框架。此系统依靠arcgisserver采取多事务、多用户的手段对地图发布服务与地理空间数据库进行管理与优化。

2.2系统主要功能的实现

为了实现远洋船舶信息系统系统的总体功能模块，系统所涉及的基于GIS的船舶管理信息系统是基于Web平台开发的WebGIS系统。另外，Net框架平台，具有MIS系统的管理功能和GIS系统的查询分析功能。

2.2.1船舶查询

船舶查询主要针对普通用户。基于此子系统内，用户可对全部注册船舶的基本资料与信息进行查询，具体有船舶所处位置、船舶名、图片以及国籍等。同时，可结合条件进行船舶信息过滤，比方说选定某种船舶，亦可结合用户的习惯与爱好对显示样式作出变更，比方说是否显示地图底图样式、港口信息等。

2.2.2船队管理

船队管理主要针对航运公司和船员公司等盈利企业的用户。对其船舶和船员进行专项信息管理。

2.2.3实时气象监测和气象服务功能

远洋船舶信息系统具有实时天气显示功能，对船舶位置以及天气进行全天候监控，能及时获取到船舶所处区域的天气情况，减小船舶发生安全故障的可能性，有效保障船舶行驶的稳定与安全。

3系统评估

AIS、GIS和GPS技术的结合对船舶管理信息系统的应用和推广具有重要意义。随着AIS国际标准的制定和发布，基于GIS平台开发集成AIS数据的船舶管理信息系统成为可能。基于AIS技术的支持，系统的特点和创新主要体现在以下几个方面：

1） 系统综合利用ArcGIS Server地图服务、气象服务、AIS服务等资源，打造基于Web GIS的远洋船舶信息管理系統，在技术方面给远洋船队与船舶航行的安全与管理提供一些帮助。

2） 该项目是一个用于多源异构数据集成的信息集成系统。此系统内有许多多态、多源、异构数据，如GIS、AIS、GPS、MIS等。

3） 使用自动识别系统（AIS）技术，收集远洋船舶的位置信息，借助Ajax技术从而达到二十四小时动态显示基于地图服务的地图以及相关信息查询的目的;

4） 该系统集成了MIS系统和WebGIS系统，并将对象的空间数据和属性数据相结合。此系统是建立在现阶段企业管理信息系统的一个系统，内含实时监控、船舶智能定位、船队管理等作用。

4结论

近几年，船舶事业的快速发展对我国航运事业以及国内经济都有着推进作用，对世界经济发展也有重要的影响。现代船舶工业的目标是科学管理、安全、经济、环保、节能、减员增效，针对这一目标，该系统利用AIS、MIS、GIS和GPS等现代先进技术，建立了一个多功能的管理信息系统，可以对船舶进行动态跟踪、智能定位、安全监控和船队管理。系统具有良好的跨平台性能，只需一个浏览器即可完成各种操作。这对航运公司、船员公司等营利性企业，或港务局、海事局等政府调度部门都有很大帮助。随着科学技术的发展和知识技术的积累，系统将越来越完善。

参考文献：

[1]马建文，周兆欣，汪运涛.现代船舶管理存在的问题和改进措施[J].世界海运，2014，37（3）：17-19.

[2]陈连友.现代船舶管理存在的问题和改进措施[J].科技致富向导，2015（2）：319-319.

[3]李勇，周品，谭建军.基于 AIS 与 GIS 的船舶监控管理系统研究[D].微计算机信息，2007，23（6S）：250-251.

[4]顾云 .基于 GIS 的船舶管理信息系统设计与实现[D].成都：电子科技大学，2012.