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上海市船闸智能排队系统应用案例
作者：上海秀派电子科技有限公司
日期：2010-05-26 17:32:47
摘要：以高科技的计算机技术手段来取代人工排队，从而解决船闸通航效率低下，现场人员安排不合理等问题，有效地提高船闸服务质量；同时可以监控和预计船舶流量，实时掌握服务情况，提供有用管理信息，优化资源组合，提高通航效率，是社会发展的必然趋势。
一、项目背景
目前，所有船舶的通航都是通过人工调度指挥进行排队，而人都是凭经验在指挥每个闸次的通航，所有通航记录也都是由人工记录，领导层很难对以往通航记录进行统计分析，也无法给过往船舶提供科学可靠的通航信息数据，造成某些船舶不听指挥凭自己的经验和主观意识进、出闸室，给闸站管理带来很多麻烦。
没有科学、合理的排队管理，当船舶时多时少时无法估计船舶数量，高峰期难以科学分析，难以合理安排人员，影响工作效率。而且等待船舶太多，工作人员由于环境不佳和疲倦影响效率，甚至造成工作失误，缺乏必要的宣传媒介，无法及时将水位、通航情况、气象等服务对外进行宣传，与要求的创建国家一级水管单位、政务公开、信息公开等要求不相符。
以高科技的计算机技术手段来取代人工排队，从而解决船闸通航效率低下，现场人员安排不合理等问题，有效地提高船闸服务质量；同时可以监控和预计船舶流量，实时掌握服务情况，提供有用管理信息，优化资源组合，提高通航效率，是社会发展的必然趋势。
二、 建设目标
提高市管水闸泵站组织管理、安全管理、运行管理水平，达到国家一级水管单位管理要求，实现水闸泵站管理运行标准化、规范化、信息化。
现阶段完成船闸自动排队系统，远期目标实现船闸全自动调度管理平台（排队、收费、自动化控制统一调度、统一运行）。
三、系统架构
如上图所示，船舶上安装的有源电子标签，为防止挪用，采取特殊措施，实现防拆卸要求，射频设备通过标准串口RS232/485接口转以太网与后台链接，这样，安装了电子标签的船舶通过航道时就会在远距离范围内被阅读器识别和读取数据，上位机对读取过来的数据进行分析处理应用于排队系统中。
系统的稳定性考虑，由于监控平台有专门的数据库服务器与应用服务器，以及有相应的热备方案，本系统本着经济、节约的角度考虑，不再单独配置服务器，直接将应用布署在监控平台服务器上。另为了防止射频读卡设备出现故障，在实际应用中建议至少备两台设备，出现故障时简单换下来装上去就可以正常工作了。
排队语音系统由于采用了智能语音引擎，系统在运行过程中的语音提示与报警都是通过语音引擎以数字语音的形式自动播出。
四、系统功能和技术特点
通过对闸室的建模，科学地计算出船舶在模型中的位置以及所占的大小，并在此基础上根据实时采集的各项水情、工情信息自动生成通航指令，再将指令自动发送到监控系统执行，整个控制过程无需人工干预执行，真正意义上实现船闸的自动运行自动管理，此外还有对RFID设备状态进行实时监视管理，对通航数据进行统计分析等，在此次项目实施过程，具体实现的系统功能及技术特点主要有以下六个方面 :
给过往船舶提供科学可靠的通航信息
LED、语音实时提示当前内、外河水位、半小时后、一小时后潮位、船舶通航时间等信息，给管理者和船舶提供科学的通航数据。
自动排队
根据闸室的实际长、宽建立排队模型，船舶按“先到先进”的原则进入模型，船舶在模型中的位置和大小是根据船舶实际大小与模型比例设计完成的。
自动通航
根据模型的排队情况自动发布通航、停航指令。当当前闸次的排队工作完成后，系统自动发布通航指令给监控系统并执行，闸门全开，红绿灯切换后系统通过语音、LED通知船舶进入闸室，系统统计到所有船舶进入闸室后自动完成后续流程。所有动作的执行全部由计算机自动完成，如在执行过程中出现故障，系统报警并提供人工介入接口。
超高、超深判别
根据基础资料和当前水位计算判断是否有超高、超深，其中从外河进入内河按满载计算、从内河进入外河按空载计算。由于船舶满载、空载存在不确定性所以排队系统的超高、超深只能作为一种辅助判别手段，更精确的判断需要专门的识别系统。
通航数据统计分析
根据分析统计数据，管理层可以更全面的了解每个时期的通航量，钟对各个时段合理分配人员
设备实时监控管理
对现场所有RFID设备进行实时监视，如有设备发生故障立即报警，提示用户进行处理，正常设备实时显示所采集到的船舶信息，便于用户监视各监测点的船舶情况。
方案特点：
大流量：极高的防冲突性，采用多种防冲突方案，可支持200个以上标签的同时读取；
支持高速度移动读取，标识卡的移动时速可达200公里/小时以上。
高可靠性，工作温度-40℃~85℃，防水，防冲击，满足工业级环境的应用。
高抗干扰：对现场各种干扰源无特殊要求，安装方便简单。
全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。
超低功耗：对人体很安全，无健康损害。
高效率：有效提高船闸通过率和减少堵航几率。
船舶证书防伪。为逃避处罚和逃避缴费，船舶证书资料、船名船号造假猖獗。采用RFID技术后，由于电子标签ID号码的全球唯一性，加上电子标签的防拆卸措施，能彻底消除此类问题。
流量、运量统计。可精确自动统计出过往船舶的流量以及货运量。
自能化：通过与监控系统、语音系统集成实现智能语音提示，智能控制。
实现电子标签防拆卸要求
五、现场图：
目前，所有船舶的通航都是通过人工调度指挥进行排队，而人都是凭经验在指挥每个闸次的通航，所有通航记录也都是由人工记录，领导层很难对以往通航记录进行统计分析，也无法给过往船舶提供科学可靠的通航信息数据，造成某些船舶不听指挥凭自己的经验和主观意识进、出闸室，给闸站管理带来很多麻烦。
没有科学、合理的排队管理，当船舶时多时少时无法估计船舶数量，高峰期难以科学分析，难以合理安排人员，影响工作效率。而且等待船舶太多，工作人员由于环境不佳和疲倦影响效率，甚至造成工作失误，缺乏必要的宣传媒介，无法及时将水位、通航情况、气象等服务对外进行宣传，与要求的创建国家一级水管单位、政务公开、信息公开等要求不相符。
以高科技的计算机技术手段来取代人工排队，从而解决船闸通航效率低下，现场人员安排不合理等问题，有效地提高船闸服务质量；同时可以监控和预计船舶流量，实时掌握服务情况，提供有用管理信息，优化资源组合，提高通航效率，是社会发展的必然趋势。
二、 建设目标
提高市管水闸泵站组织管理、安全管理、运行管理水平，达到国家一级水管单位管理要求，实现水闸泵站管理运行标准化、规范化、信息化。
现阶段完成船闸自动排队系统，远期目标实现船闸全自动调度管理平台（排队、收费、自动化控制统一调度、统一运行）。
三、系统架构
自动排队系统结构图
如上图所示，船舶上安装的有源电子标签，为防止挪用，采取特殊措施，实现防拆卸要求，射频设备通过标准串口RS232/485接口转以太网与后台链接，这样，安装了电子标签的船舶通过航道时就会在远距离范围内被阅读器识别和读取数据，上位机对读取过来的数据进行分析处理应用于排队系统中。
系统的稳定性考虑，由于监控平台有专门的数据库服务器与应用服务器，以及有相应的热备方案，本系统本着经济、节约的角度考虑，不再单独配置服务器，直接将应用布署在监控平台服务器上。另为了防止射频读卡设备出现故障，在实际应用中建议至少备两台设备，出现故障时简单换下来装上去就可以正常工作了。
排队语音系统由于采用了智能语音引擎，系统在运行过程中的语音提示与报警都是通过语音引擎以数字语音的形式自动播出。
四、系统功能和技术特点
通过对闸室的建模，科学地计算出船舶在模型中的位置以及所占的大小，并在此基础上根据实时采集的各项水情、工情信息自动生成通航指令，再将指令自动发送到监控系统执行，整个控制过程无需人工干预执行，真正意义上实现船闸的自动运行自动管理，此外还有对RFID设备状态进行实时监视管理，对通航数据进行统计分析等，在此次项目实施过程，具体实现的系统功能及技术特点主要有以下六个方面 :
给过往船舶提供科学可靠的通航信息
LED、语音实时提示当前内、外河水位、半小时后、一小时后潮位、船舶通航时间等信息，给管理者和船舶提供科学的通航数据。
自动排队
根据闸室的实际长、宽建立排队模型，船舶按“先到先进”的原则进入模型，船舶在模型中的位置和大小是根据船舶实际大小与模型比例设计完成的。
自动通航
根据模型的排队情况自动发布通航、停航指令。当当前闸次的排队工作完成后，系统自动发布通航指令给监控系统并执行，闸门全开，红绿灯切换后系统通过语音、LED通知船舶进入闸室，系统统计到所有船舶进入闸室后自动完成后续流程。所有动作的执行全部由计算机自动完成，如在执行过程中出现故障，系统报警并提供人工介入接口。
超高、超深判别
根据基础资料和当前水位计算判断是否有超高、超深，其中从外河进入内河按满载计算、从内河进入外河按空载计算。由于船舶满载、空载存在不确定性所以排队系统的超高、超深只能作为一种辅助判别手段，更精确的判断需要专门的识别系统。
通航数据统计分析
根据分析统计数据，管理层可以更全面的了解每个时期的通航量，钟对各个时段合理分配人员
设备实时监控管理
对现场所有RFID设备进行实时监视，如有设备发生故障立即报警，提示用户进行处理，正常设备实时显示所采集到的船舶信息，便于用户监视各监测点的船舶情况。
方案特点：
大流量：极高的防冲突性，采用多种防冲突方案，可支持200个以上标签的同时读取；
支持高速度移动读取，标识卡的移动时速可达200公里/小时以上。
高可靠性，工作温度-40℃~85℃，防水，防冲击，满足工业级环境的应用。
高抗干扰：对现场各种干扰源无特殊要求，安装方便简单。
全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。
超低功耗：对人体很安全，无健康损害。
高效率：有效提高船闸通过率和减少堵航几率。
船舶证书防伪。为逃避处罚和逃避缴费，船舶证书资料、船名船号造假猖獗。采用RFID技术后，由于电子标签ID号码的全球唯一性，加上电子标签的防拆卸措施，能彻底消除此类问题。
流量、运量统计。可精确自动统计出过往船舶的流量以及货运量。
自能化：通过与监控系统、语音系统集成实现智能语音提示，智能控制。
实现电子标签防拆卸要求
五、现场图：
