基于船舶资源管理的“智航”管理系统设计

基于船舶资源管理的“智航”管理系统设计

姜昱良,郗仕诚,黄卓卓,王梦凡,孙睿林,盛善智通讯作者

烟台大学 

摘要：现阶段我国经济实力和科技水平迅速发展，船舶行业的产业规模和产业数量正明显上升，船舶航行的安全性能有了明显提高。由于市场缺少先进的船舶管理系统，导致现在的船舶运营大都处于一个重用轻管的状态，海运事故时有发生。为了优化处理经营与管理问题，我们构思设计了“智航”船舶管理系统。该系统利用物联网技术提高了船舶管理的智能化，通过互联网建立了一个信息共享的大平台。“智航”船舶管理系统通过对人力资源的汇总利用，培养与强化船员的安全理念，提高船员情景意识与专业水平，进而提高了人为因素的可靠性。通过优化信息的存储和共享过程，提高了船舶物质资源、信息资源和其他资源的利用价值，落实船舶资源的管理工作，使船舶经营也更为安全。

关键词：船舶管理；资源；航行安全；智航；物联网

0引言

2019年1月17日，习近平总书记视察天津港时强调，“经济要发展，国家要强大，交通特别是海运首先要强起来”。在经济全球化趋势不断推进的大背景下，海运扮演着十分重要的角色，2020年2月3日交通运输部印发的《关于大力推进海运业高质量发展的指导意见》中明确指出到2025年，要基本建成海运业高质量发展体系，服务品质和安全绿色智能发展水平明显提高，综合竞争力、创新能力显著增强，参与国际海运治理能力明显提升。据统计，以航运方式出口占中国总出口比重的84%，中国国际航运船队占世界商船队的5.3%，已成为世界上最大的航运国家之一[1]。

2015年6月1日，中国 "东方之星 "客轮在长江航行时遭遇罕见的强风暴雨，导致船舶风横倾角增大，在整个事故发生过程中，船长和值班大副可能没有意识到极端天气的风险，不但没有发出求救信息，而且没有向全船发出警报，更没有采取弃船和疏散乘客的措施，最终导致客轮沉没的惨剧，船上454人中只有12人获救[2]。究其根源，现在的船舶运营大都处于一个重用轻管的状态，国家海事局等相关机构已经开始重视这方面的问题并推出一系列政策，落实船舶资源的管理工作是一个亟需解决，本研究是顺应自然发展的需要是大势所趋。

但是经市场调查以及和航运业的船员沟通联系显示，国内外的航运市场上只有涉及船舶日常管理的系统，其功能仅限于日常维护操作的工作安排，并不能实现船舶信息档案和人力资源没有有效的收集利用，导致无法对船舶资源进行全面有效的管理。设计意图在提高人为因素可靠性的同时提供了市场中缺乏的专业信息共享平台和有效的信息交互机制，确保船舶安全航行。

1船舶管理现阶段的困境

1.1部分船员素质偏低

IMO在ISM规则中指出，海上事故的发生约有80%是由于人为因素引起的，由此可见船员素质低下对船舶安全造成的危害已不容小觑。随着近年来陆地就业薪酬的不断提升，船员的职业优势逐渐降低，航海类毕业生择业意向趋于多元化，导致航海类学生上船工作比例逐年降低，因此大量高素质专业人才流失。船员市场涌现出一大批非航海类专业社会人员，由于缺少专业素养且学习能力较差，使得船舶事故时有发生[3]。

1.2缺少信息交互机制

(1)设备数据的储存利用，经过市场调查以及和很多仍然活跃在航运业的船员沟通联系，我们发现国内外的航运市场上只有涉及船舶日常管理的系统，其功能仅限于日常维护操作的工作安排，在具体工作中有诸多弊端：信息检索操作烦琐导致工作效率过低，也不能实现船舶信息档案的高效储存管理；仅有船舶端和公司端点对点的信息传递，缺乏有效的信息交互机制，不利于行业内信息交流，长远看来对航运业的发展具有局限性[4]；不能将船员工作经验进行总结归类，缺少了船舶管理的个性化和灵活性。

(2)人力资源的收集利用

船舶人力资源管理是船舶管理模式中的核心内容[5]，但现阶段船员资料的收集利用一般由船员劳务中介和船员管理公司负责，他们的管理模式不能称为真正意义上的人力资源管理，只是扮演中介的身份，依靠感觉完成船员的配备。船舶和岸上也缺乏良好的信息交互机制，船员的资料不能及时上传至船舶，船长就不能更合理地进行人员管理。

1.3现代船舶管理系统的欠缺

现代船舶管理系统还是有所欠缺的，为了追求效益最大化，不少船只在长时间、高强度运行[6]。虽然现在已有许多公司相继推出船舶智能管理系统，但这套管理系统只供一条船使用，仅仅在船舶端提供服务，岸基端可控方面较少，而且缺乏不同船舶之间、船舶与岸基之间的信息交互机制[7]。构建现代化船舶管理系统，加强船舶端、岸基端的联系，在船舶主要设备出现问题时，可以保证船舶的运行安全，可以以最高效率分析问题以得出解决办法。

2基于船舶资源管理的管理系统设计理念及具体方案

2.1.1“智航”系统框架

图1为“智航”系统示意图。该系统将船舶、船舶所属公司的管理层及机务部门技术机构、备件厂家等环节通过互联网技术连接至云服务器进行云计算和云储存，有效解决船舶运行中信息交互的闭塞和分散等问题。

图1 系统工作示意图

“智航”系统由三大部分构成：船舶端、云端、岸基端。如图2所示，各个环节相辅相成，通过互联网将各个环节联系起来建立一个信息共享的大平台。

图2 系统工作流程

“智航”系统应用的初始界面主要包括设备案例、人员管理、文件规范、检查总结等，把船舶资源管理的各个方面归纳总结。使船舶管理信息更加有条理、简洁，方便管理人员的信息查询。为了提高船员的使用体验，“智航”系统开发了配备搜索功能的手机APP，可直接在移动端通过关键词即可快速找到目标信息进行数据传输和学习提高。该系统界面操作简单、方便，更有利于船员、管理人员、技术人员的使用。

2.1.2“智航”系统船舶端

船舶端又称船舶端数据库，如图3所示，是 "智能航行 "的主要部分，用于存储、上传和查询数据。船上工作中出现的任何问题或情况都会被录入数据库系统，预先分类并存储在相应的工作场所，以便船员在需要时可以随时随地从系统中查看信息。通过互联网上传到云端，并通过岸上的系统支持接收反馈信息，及时准确地传递给每个船员。

图3 船舶端工作流程

以船舶机舱资源管理为例，会对如表1所示机舱资源信息进行汇总上传至船舶端机舱资源信息数据库。

表1机舱资源信息种类

系统将物联网技术和船舶资源管理系统相结合，通过物联网技术可以使物与物、人与物之间信息交换更加准确高效，从而提高硬件设备相互之间信息收集程序汇总程度，使信息显示更加透明直观[8]。物联网技术也可以提高人为因素的安全性，利用具有定位和人体健康情况检测的移动穿戴设备对船员进行可视化管理[9]，对异常的数据进行警报，及时规避风险。

系统中加入了智能算法，比如当主机数据出现异常时，系统将在发出警报的同时将异常数据传入船舶端数据库，与已有数据进行比对，初步判断原因并给予相应解决方案。借助智能算法，简化工作流程，提高工作效率。

2.1.3“智航”系统云端

云端又称为云端信息汇总服务器，从图4可以看出云端是“智航”的核心。所有船舶端的信息都要上传至云端以实现信息储存、共享的功能，所有的信息传递都需要经过云端，云端起着中枢的作用。

图4 云端工作流程

随着船舶智能化的发展，船舶在线监控，远程控制能力不断增强，船舶网络安全将成为船舶智能化持续安全可靠发展的重要因素[10]，“智航”系统也应加强船舶网络安全建设，构建有效防火墙，建立应急预案，对关键数据实施加密，实现更加安全可靠的智能管理。

船员将信息汇总到船舶端数据库中后，经过公司的授权可以将信息发布到云端共享平台，云端共享平台连接着船舶公司、船舶B、技术厂家、其他具有相同或类似设备的船舶等，实现了各部门间的信息共享。在云共享平台中，可以通过关键字检索找到所需信息，也可以在公司授权之后将信息上传至论坛供广大客户群体交流。

2.1.4“智航”系统岸基端

岸基端又分为船公司授权端以及岸基支援端。经过公司的授权后，可以将档案信息共享，针对各个案例进行多方讨论分析，案例同时对其他船舶也能够起到很好的警示教育作用，避免重复犯错。通过信息共享和警示教育以实现减少损失、规避风险的目的。

支持终端由各备件公司、技术支持机构等集中管理。云端的系统可以通过与船舶公司的授权获得船上的数据，进行更准确的远程故障诊断，监督智能算法的表现、及时进行算法调整或关停算法程序，降低人工智能风险，然后提出解决故障诊断的对策，最后将云端的反馈数据传输到船舶的终端。

2.2“智航”系统的可行性

2.2.1提高船员专业能力

“智航”可以迅速提高海务人员和船员的管理和操作能力，还能帮助船舶实习生迅速提高专业水平适应船上工作。海务员在整理档案过程中，业务知识和管理能力必然会得到提高。数据库中系统全面的案例分析和经验教训可供船员可以通过不断复盘，增加专业水平，培养安全意识和情景意识，快速适应并投入工作。

2.2.2提供信息共享平台

“智航”的出现填补了档案管理及信息共享这一市场空白，是一次工作方式上和理念上的升级，在系统中只需输入关键此就可以检索到相关信息，它高效的利用了船舶资源，提高了人为因素的可靠性。

“智航”可以满足船舶管理连续性与有效性的要求。系统通过云端平台，将船员、船舶、公司之间有效连接起来，为船员建立个人档案显示安全工作时长，并对船员的适配进行风险评估，体现安全管理船舶系统的理念，提高风险的防控水平，保障船舶运行安全。

“智航”系统的在运营公司，设计工程商和生产设备商之间构建了更全面的生产关系。可以对某设备或配件使用寿命和故障进行统计，并通过大数据进行分析，及时将船舶配件的使用情况反馈给厂家，用以提高硬件的质量，从而减低风险系数。

2.2.3健全现代船舶管理系统

“智航”船舶管理系统摒弃了机械化的工作方式，从而就消除了环境潮湿、电磁扰动、高温、腐蚀、振动等不利因素对系统工作产生的影响。将互联网信息技术、物联网技术、智能算法、船舶自动化与船舶管理相结合，能够极大地提高船员专业能力，提供一个信息共享平台，建立了一种超前的船舶资源管理系统，是健全现代船舶管理系统过程中迈出的重要一步。同时“智航”系统的信息可以同步到相关政策和制度的制定单位，为新制度和政策的提出提供最新的数据，能够大大减轻市场调研的难度，为船舶行业的发展奠定坚实的基础。

3.结论

此“智航”船舶管理系统设计，通过云端与船舶端实现信息的收集及反馈，极大地提高了信息的时效性、全面性、专业性，具有极其重要的现实意义。改变以往的管理模式，有利于提高信息交换效率，“智航”船舶的闭环管理系统将工作流程简化、完善，能够高效地处理船舶管理工作。同时实时监测的状况，提高了船舶管理工作的工作质量，也能更好地适应了快速发展的信息科技时代，对社会生产力的发展具有积极的作用。但是，由于“智航”船舶管理系统依靠互联网的上传下载进行工作，所以对其在船上的工作环境就提出了新的要求。船舶上的高强度电缆和光纤以及船上越来越好的网络环境为系统工作的安全可靠提供了保障。船舶行业蓬勃发展，对于其管理系统的完善尤为重要，未来，如何实现船舶管理的专业化、透明化、程序化、集中化、简单化等是需要关注的问题。在新的时代背景下，将信息技术时代与船舶管理有机地结合起来，更好地提高船舶管理的效率，显得更为重要。

参考文献：

[1]刘旭鹏影响船舶安全营运因素分解及应对措施[J].中国水运.2022

[2]杨万宇船舶航行事故统计与分析[J].中国水运.2021

[3]汪洋,于海洋现代船舶管理存在的问题及应对策略研究[J].中国设备工程.2022

[4]马建文等 现代船舶管理存在的问题和改进措施[J].世界海运.2014

[5]李健驾驶台资源管理与船舶的航行安全[J].中国航海.2006

[6]辛宇亮浅谈船舶经营与管理的发展趋势[J].船舶物资与市场.2022

[7]韩立宪浅谈内河船舶总体布置原则[J].中国水运.2010

[8]凌君谊基于物联网的船舶智能远程监控系统设计[J]. 中国修船.2022

[9]蒋维等移动定位技术支持下的基建施工作业人员管理系统[J].大众标准化.2022

[10]柯佳成等 智能船舶发展未来趋势[J].中国船检.2022

作者信息

姓名：姜昱良

学校：烟台大学海洋学院 轮机工程 学生

联系电话：18325459616

邮箱:j18325459616@163.com

通讯作者信息：

盛善智 （烟台大学海洋学院，山东省烟台市邮编264005）

盛善智（1969.12--），男，汉族，山东济南人，副教授，船舶高级轮机长，研究方向：船舶柴油机、船舶防污染及船舶管理等

电话: 18615947136

邮箱: ssszhi@126.com

工作单位：烟台大学 海洋学院 轮机系

单位地址:山东省烟台市莱山区清泉路30号；邮编：264005

家庭地址：山东省烟台市芝罘区桃园里71-2-5；邮编：264000