船舶身份识别及进出港 （自动）监管系统

　　第一章.中国渔业现状及存在的问题

　　1.1 中国渔业的现状

　　2008中国舟山国际船业博览会•浙东经济合作区渔船管理高层论坛在市行政中心会议室召开。来自部分高校的专家和渔业管理部门负责人济济一堂，共同探讨渔船管理大计。农业部东海区渔政渔港监督管理局副局长宋志俊、省海洋与渔业局副局长林东勇、副市长王忠志出席。上海海洋大学副校长黄硕琳介绍了世界渔业资源、渔船基本状况和我国的渔船管理现状。他认为，应加强对渔船的管理，尽快降低我国管辖海域内的捕捞力量。浙江海洋学院副校长虞聪达介绍了我国捕捞许可证制度实行现状，并建议严格捕捞许可证制度，科学规范各种捕捞作业强度。省海洋与渔业局，宁波市、台州市、温州市海洋与渔业局，绍兴市农业局的专家分别针对渔船管理提出了书面建议。

　　1.2 渔业中渔船检测管理存在的问题

　　(一)、小型渔船强制报废的年限与其正常使用的年限之间差距较大。 理论上前者的确定应以后者为基础，依据《暂行规定》，这些小型渔船的报废年限为13年，而实际情况是它们的正常使用年限一般为23年左右( 这里对23年的说法不再进行详述)，无须多词，二者之间的差距越大，则《暂行规定》执行起来的难度也就越大。

　　(二)、延期报废制度的完善程度有待进一步提高。延期报废制度的制定在一定程度增加了《暂行规定》的包容性和可操作性，为报废渔船的退出提供了缓冲区，使报废难度大的渔船的退出成为可能;为充分发挥这一制度的作用并提高工作效率，基于延长期内每年参照换证检验要求对船体质量的把关，建议：1、增加延长期的年限，比如将原定的五年改为十年;2、将这一制度常规化：每年定期办理延期报废渔船的申报与审批手续。比如，设定每年的六月与十二月为申报和办理渔船延期报废审批手续的时间;3、在可能的情况下尽量简化程序。4、采用RFID技术对船只的身份、渔船进出港进行有效的管理。

　　(三) 、渔业船舶报废制度的执行力度有待进一步加强。渔船报废后的更新改造和转产转业及渔船的强制报废执行，不但涉及船检部门，还涉及执法、渔政、渔监等部门，如果相关的执法部门对《暂行规定》认识不一、步调不一致，则易导致工作上的磨擦与内耗，使《暂行规定》的执行陷入困境。如对报废延长期的执行、报废对象的确定、渔船报废后的处置等等，各部门应有统一的认识。建议：统一领导，加强督查，全面平衡开展，确保渔船报废制度贯彻执行。

　　第二章.RFID技术介绍

　　2.1 概述

　　RFID射频识别技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。随着相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。因此，研究RFID技术，发展RFID产业对提升社会信息化水平、进一步提高我国渔业的管理水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响，具有战略性的重大意义。

　　2. 2 RFID系统基本结构

　　最基本的RFID系统由三部分组成：硬件、软件和基本的数据格式与通信协议。硬件部分主要包括：标签：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在车辆、船舶、设备上标识目标对象;阅读器：读取标签信息的设备，可设计为手持式或固定式;天线：在标签和读取器间传递射频信号。

　　在RFID系统中的软件部分主要包括两方面的内容：中间件应用平台和应用管理软件。中间件平台具有以下一些关键特征：1)提供不同RFID读写器相兼容的标准化界面。2)提供数据过滤和不同格式的消息转换与传输。3)对RFID硬件设施进行有效地管理与监控。4)支持不同应用软件系统对RFID数据的请求。5)支持企业原有系统与标准化协议。

　　RFID技术在标签的数据格式上与目前国际主流的标准相匹配，主要包含了以下几类：EPC、UID、ISO/IEC以及IP-X等标准所规定的数据格式。

　　2.3 RFID系统的工作原理

　　RFID系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行相关处理。

　　2.4 RFID特性

　　RFID射频识别技术，是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。

　　第三章.RFID系统实施的作用

　　3.1进一步规范渔工劳务市场

　　3.1.1促进渔工的规范化、科学化管理水平的提高。

　　3.1.2严厉打击非法雇用"老鼠式渔工"，规范渔工劳务市场秩序。

　　3.2 进一步落实渔船进出港签证制度

　　针对当前渔船停泊区域宽广、船只量多，船管站签证员不足的现状，各级政府和渔业职能部门要进一步要进一步开动脑筋，集思广益，拿出一套切实可行的管理办法，确保渔船进出港签证制度的落实。比如：是否可引进局域网，采取网上签证、行政执法部门抽检的签证模式，减轻繁重的签证工作量，方便渔民签证;是否可采用电子标签取代人工签证的方法等等。

　　3.3 强化日常监管，落实渔船安全隐患排查整治工作

　　各级政府和渔业职能部门以RFID技术和互联网技术为基础，通过对通过电子标签技术可以宣传教育、船检、渔船进出港签证、船员持证上岗、救生设施、通信设备、消防设施等日常监管工作。同时能够使港口管理人员认真开展渔船、渔港、渔排和渔船停泊点等场所的安全隐患排查治理工作，确保我省渔业生产安全形势保持平态势。

　　3.4 加大渔业行政执法力度，促进生产管理制度的落实

　　通过RFID电子标签平台可以使管理人员采取有效的措施，加大海上和港口安全监管工作力度，可以重点打击未年审、老旧、"三无"、救生设备短缺、未签证、出海未编队、擅自改变作业方式、渔工证件不齐以及船名号标识不清等船舶，促进渔业安全生产管理制度的真正落实，从源头上切实防范和遏制重大渔业安全生产事故的发生。

　　第四章.系统概述

　　上海仁微电子科技有限公司基于第三代RFID技术研发的船舶身份识别及进出港自动监管系统是采用目前国际上最先进的RFID技术的定位系统。能够及时(无轮巡、无延时)、准确(无错码、无漏卡)地将各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握船舶分布状况和运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。当有台风、冰雹等恶劣天气发生时，管理中心能够及时的通知相关人员进行返航或者给出合理的建议。第三代RFID技术---REFINE RFID---又称精益RFID。是从第一代RFID不能准确无误识别人员信息—--到第二代RFID只能单读头较准确识别，再到第三代REFINE RFID---精益RFID 能网络化、多方向、多读头，(两个以上、单一子网即多可达上百个，整个网络可达上千个)同时准确识别人员定位信息的本质性飞跃。第三代RFID技术---REFINE RFID，又称精益RFID，应用0.13um芯片制造工艺，依靠世界顶尖的射频电子技术专家，整合国际上最领先的天线技术、光通信技术、工业以太网传输技术、数据库处理技术、计算机软件技术、地理信息系统技术、互联网技术、工程结构学技术、等多学科的综合课题攻关，全面、完善、彻底地解决了船舶、人员定位系统中遇到的前两代RFID无法突破的技术瓶颈问题。

　　前两代RFID技术虽然在一些应用中能解决单一读头识别，但当系统要求两个以上读头组成系统网络，用于识别人员信息和定位时，会出现人员信息、定位数据延时达10秒、10个以内读头数据延时就达30秒，10个以上读头，数据延时高达三、五分钟以上甚至十数分钟的不治之症。并且，多读头时数据传输较慢。因数据轮巡，各读头数据只能分批上传，造成各种信息忽前忽后，定位轨迹上下乱窜。根本不能即时有效反应船舶和人员位置信息。更突出的问题是，整套子系统读头数量不能超过30个，超过时就要增加通信箱，造成数据延时成倍增加，延时达五分种甚至十几分钟，这样的系统根本就不再有人员定位价值。再者，严重的是，前两代系统不具有方向性，或方向性只能在两个读头间，单进单出。不能进行三、四、五、六分巷以及整个定位系统方向性判别。

　　第三代REFINE RFID 不仅单一读头与卡片间能完美地达到超高速识别、超远距离识别、超低功耗、超大流量识别，而且较前两代RFID而言，REFINE RFID真正实现了RFID技术的网络化应用和高速即时数据传输的、多读头(两个以上、单子网就多可达上百个)同时准确识别的难题，更重要的是识别数据甄别、上传不再有轮巡、延时。各读头之间都有方向性，都能有效判断方向性，而且海上、数据中心同一时间触发，一秒钟内上位机判别，没有延时。

　　第三代REFINE RFID同时也解决了前两代RFID技术感应距离短、防冲突能力差的致命弱点。多频段多频道碰撞性转移，杜绝了冲突的可能。其各项技术指标在同类产品中均处于行业领先地位，开创了真正的超远距离、真正网络化、高速移动条件下、超低功耗发射、真正即时传输的识别技术的新纪元。

　　第五章.系统总体设计思路

　　船舶进出港定位跟踪及考勤管理系统涉及计算机软件、数据库、电子电路、数字通讯、无线识别RFID技术等方面。因此，在设计方案时，除了考虑其功能外，在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。项目方案确定利用现有成熟的高速工业以太网系统或者无线传输系统作为主传输平台，开发相应的海上跟踪定位基站、人员无线编码发射器等设备与系统挂接，通过定位基站跟踪定位及考勤管理专用软件与主系统以标准的专用数据库进行后台数据交换从而实现更加安全和快捷、方便的管理。系统总体设计主要体现在：

　　1. 实现船舶进出的有效识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现数字化管理的目标。

　　2. 为港口管理人员提供人员进出限制、考勤作业、监测监控等多方面的管理信息，一旦发生安全事故，通过该系统可在事故现场3～100米甚至更远的范围内立刻探测到作业面工作人员及其数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

　　3. 系统设计具备安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

　　4. 轻松联网，BS结构，轻松实现各港口及更广阔地域联网监控。

　　第六章. 系统设计原理及系统介绍

　　6.1 系统设计原理

　　船舶身份识别及进出港自动监管系统是由地面监控中心主计算机在系统软件支持下，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光/电缆，无间断、即时地对海上安装的无线数据采集器进行数据信息采集，无线数据采集器将自动采集有效识别距离内的标识卡的信息，并无间断、即时地通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。数据信息经分析处理后，将海上船舶和人员等动态分布在主计算机界面中得以实时反映，从而实现港口数字化管理的目的。

　　遵循“统一发卡、统一装备、统一管理”的原则，将标识卡视为“上岗证”或“港口准入证” ，按准许上岗人员实行“一人一卡或者一船一卡”制。

　　1) 根据海面监测需求，在海上航道、港口、某些船舶停靠的作业面等地点安装无线数据采集器，并通过电缆/光纤数据或者无线传输接口相互连接为高速工业以太网或者局域网，从而构成完整通讯线路。

　　2) 港口管理人员输入工作人员或者船舶相关信息后，向渔民颁发并装备标识卡。

　　3) 系统数据库记录该标识卡相对应人员或者船只的基本信息，包括姓名、年龄、性别、职务、本人照片、有效期、船舶的类型、证件的有效期等基本信息。

　　4) 进入海域的船舶必须携带标识卡，当持卡船只或者人员经过设置识别系统的地点时被系统识别。系统将读取该卡号信息，通过系统传输网络，将持卡人通过的路段、时间等资料传输到地面监控中心进行数据管理，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员或船只的的基本信息。如果感应的无线标识卡号无效或进入限制区域，系统将自动报警，安全监控中心值班人员接到报警信号，立即执行相关安全工作管理程序。

　　5) 管理人员可根据生产计划，对该标识卡进行授权管理。授权范围包括：该员工可以准入的水域或航道。坑道

　　6) 基站采集设备能够准确的将人员和船舶进行进出判断并将此信息传到后台终端，大大提高港口的管理水平，是港口的信息化更上一个新的台阶。

　　7) 系统可自动生成考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。

　　6.2 系统介绍

　　船舶身份识别及进出港自动监管子系统主要采用无线射频识别技术(Radio Frequency Identification , RFID)和视频技术组成。。随着成本的下降和标准化，RFID技术的全面推广和普遍应用将是不可逆转的趁势。从目前的发展看，无论是技术还是产品价格，已能完全满足船舶进出港管理的需要。视频监控设备主要用来及时提供船只进出港时的图像信息，并将这些图像信息记录下来，以便以后的追溯。

　　船舶身份识别及进出港自动监管系统是由监控中心、港口自动识别系统、电源和信号传输系统，移动式自动识别器和视频探头等主要部分组成，通过在每艘渔上安装以电子标签为信息载体的电子身份证，在电子身份证中写入加密的船舶信息，通过授权的射频读写器对电子身份证内的信息进行读/写操作，来实现船舶的自动识别和监管的电子信息处理系统。

　　船舶的自动识别及进出港自动监管子系统的主要功能包括：

　　自动记录船舶进出港：系统无需渔民进行任何操作，作业船舶在每次进港和出港经过港口监控点时，系统都会自动地将信息反馈到监控中心。渔政主管部门可以通过监控平台清楚的掌握每条船舶进出港的状态，此外，还可以在作业船舶进出港时调用视频监控观看实时进出港情况，并进行视频图像记录，以备后期查询。

　　防止船舶带病出港：当带病船舶出港时，系统可以自动提醒主管部门，从而采取有效措施阻止带病船舶作业。

　　船舶出港时，系统通过通信链路自动提醒船只开启AIS 系统及卫星船位监控系统，同时向出港船只发送各种重要信息，包括出港问候，船只注意航行安全提醒，主管部门的各种通知和公告等。当发现船只未开启相应AIS系统或卫星监控系统时，系统会自动提醒主管部门采取措施。

　　当船只进港时，系统可以自动通过通信链路向船只发送回港问候，主管部门的通知公告等各种信息。

　　不停船检查及问题船舶管理。通过远程射频的远程数据传输，主管部门的执法船可实现对航行船舶的不停船检查。在检查过程中，由于执法船的系统可以实时向中心数据库查询船舶资料，如违章船舶、年检过期、证书过期等问题船舶将无所遁形。有效杜绝黑名单船舶出海生产。

　　锚地统计：在各个锚地统计锚地内船舶数量，从而有效的管理船舶停泊。

　　流量统计。可精确统计出过往船舶的流量。

　　系统主要由船舶识别电子标签、读卡器、无线AP等设备组成。系统架构如下图所示。

　　图4-1船舶身份识别及进出港自动监管子系统架构图

　　系统在实现船舶进出港环节的自动监控的同时，配备的便携式船舶身份识别读卡器使执法人员能免登船，远距读取安装在船舶上的船舶识别电子标签(RFID Tag)，就能在船舶身份识别读卡器相连的手提电脑上反映出船舶信息、船员的基本信息，了解船舶的整体情况，从而极大的提高执法效率。

　　第七章.产品介绍及特性(见产品手册)

　　第八章. 硬件设备操作、测试及安装要求

　　8.1 应用测试

　　用户使用RW-RXX 系列读写器之前，可以搭建简单的应用测试系统对读写器进行功能检测、各种参数设定等操作，下面介绍一下构建一个简单的读写器测试系统需要的操作步骤：

　　第一步、将读写器通过RS485-RS232转换器连接到计算机的RS232接口;

　　第二步、在距离读写器几米远处放置一张I-TAG系列电子标签，标签可随意摆放，但是不要被大型金属物体遮挡;

　　第三步、接通读写器电源，启动读写器;

　　第四步、在计算机上启动测试软件，该软件可以通过读写器随机携带的光盘进行安装;

　　第五步、软件具体使用方法参见测试软件使用说明。

　　8.3 安装要求

　　RW-RXX系列读写器的安装要考虑安装方式、安装位置、高度和角度等因素，安装好坏直接影响读写器工作质量，因此，必须认真对待。

　　1、读卡器安装在船舶进出港必经的桥梁上，通过低损耗电缆与天线相连，通过标准协议与控制中心电脑进行数据交换。

　　2、读写器支架安装方式

　　读写器支架安装方式有多种，主要的安装方式为：立式侧装(读写器安装在立柱上)或横式顶装(读写器安装在龙门架上)。用户可以根据现场情况选择安装方式。

　　3、读写器的固定与高度调整

　　侧装时，要求读写器的安装立杆直径50~55MM、长度2.5~3.5M，最好使用壁厚大于1.2~2.0MM的不锈钢材料。使用包装中自带的紧固件将读写器固定在立杆的顶部。

　　顶装时，要求安装龙门架立杆的直径70~80MM、横杆直径50~55MM，最好使用壁厚大于1.2~2.0MM的不锈钢材料。同样使用包装中自带的紧固件将读写器固定在横杆中部。

　　4、读写器安装角度调整

　　读写器角度调整的目的是将读写器的有效读卡范围指向读取标签ID号码的最佳方向、使读写区域覆盖标签运动轨迹的最大范围。

　　安装RW-RXX系列读写器时，应使读写器的球面指向标签通过的区域，偏向地面方向。读写器的仰角(读写器与水平方向的夹角)，一般调整为10~30度，角度视施工环境而定。