隋永举 朱伟 交通运输部南海航海保障中心广州航标处

随着经济全球化高速发展，海洋经济和港口经济发展成为国家富强的重要支撑。近些年，港口建设、航道拓宽、跨海大桥建设、海上风电场建设等涉海项目日益增多，海上通航环境变得尤为复杂，为保障施工期及运营期船舶的通航安全，海事部门综合考虑通航水域环境，合理布局，投放大量航标，为过往船舶提供助航保障。广州航标处作为沿海航标管理单位，航标管养负担逐年增加。航标器材存在价值大、易消耗、海上存放、变动大等特点，航标器材管理模式却停留在计算机半自动化水平，需要依托大量的人力去完成出入库、盘点等工作，工作效率低下，易出错。

作为南海辖区主要航标管养单位，工作过程中，广州航标处需要用到大量航标灯器、浮鼓、电池等器材,受航标功能因素限定，这些器材大部分组装放置在海上或孤岛上，少部分备用被存放于站点仓库或堆场。按照固定资产的管理办法，若设备使用在一年以上，且资产在1000元或专用设备在1500元以上，需要按照固定资产管理办法管理。航标器材的性质基本满足固定资产的要求，应该根据要求按照固定资产管理。但由于航标器材具有数量庞大、海上放置，且易碰撞、易消耗、易更换等特点，导致航标器材的管理，尤其是浮标配套器材一直很难按照固定资产管理办法严格执行。部分航标及器材管理现状如表1所示。

表1 部分航标及器材管理现状

现有航标器材管理模式可以分为三类，第一类是按照固定资产管理模式，以浮标管理为例，按照航标名称建立固定资产档案，属于广义的固定资产，就浮标本身的设备并未进行固定资产管理，即浮标上航标器材进行更换或者报废时，浮标的固定资产价值、保管地点等信息不随之改变。

第二类是仓库标识管理模式，属于狭义的器材管理，在灯器、电池表面刻有二维码，通过出入库记录本和运行化管理系统完成这两种器材的跟踪管理；
在浮鼓表面焊接号码，通过出入库记录本、运行化管理系统完成跟踪管理；
就灯器、电池、浮鼓的标识管理而言，器材出、入库或者更换时，需要航标工作人员进行人工手动录入或变更数据，浮鼓数据变更需要运行保障科每月汇总航标管理站点上报的《新设、更换航标浮体编号统计表》，转至养护中心仓管员，完成数据变更，对整个流程的准确性要求极高。

第三类是仓库数量管理模式，锚链、望板、灯架、沉块等器材因为不便标识，只进行出入库数量记录，无法进行个体跟踪管理。

综上所述，航标器材管理未能严格按照固定资产管理办法管理，同时也不能做到生命周期自动跟踪，甚至某些器材无法进行标识跟踪。器材管理基本处于人工实施、非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录追踪器材的进出、使用、维护状态。整体的航标器材管理效率极其的低下，完全不能满足资产和仓储管理的需求。

图1 电子标签

为了改善航标器材的众多缺点和不便，提高管理效率，增强器材管理的准确性和快捷性以及跟踪定位能力，提出基于物理网技术及航标遥测遥控通信技术，形成“小范围+辖区内”全生命周期实时定位仓储管理模式，构建航标器材“一张图”智能管理云平台，真正实现器材出入库、存储、使用、识别、调拨、定位等全周期智能化动态管理模式，大幅度提高航标器材管理信息化水平。

3.1 总体设计思路

航标器材“一张图”智能管理云平台的设计重点围绕航标器材标识麻烦及海上放置且易变动的特点来设计，借鉴现代化智能仓库的设计理念和现代物联网技术，采用远程电子标签与堆场或仓库定位技术实现对航标器材位置、状态信息的实时采集，完成“小范围”航标器材数据获取；
通过海上浮标、灯塔桩灯器匹配其他器材的电子标签，实现其他航标器材信息的收集，回传至后台绑定，完成“辖区内”航标器材数据获取；
综合“小范围”和“辖区内”数据，搭建统一的数据资源云平台，采用web和APP相结合的方式，为各航标管理站管理提供便利，为技术装备科和财务会计科的资产统计提供数据，为运行保障科的器材采购提供依据，可视化、动态化、一体化的监控和一站式应用，能够实现各航标管理站仓库、养护中心堆场、辖区航标设置点的在线和联动管理，能够统筹安排，提高器材工作效率。

3.2 RFID（Radio Frequency Identification）技术

非接触式的自动识别的射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）也叫电子标签，一般由应答器、阅读器和应用软件三部分组成，阅读器发射特定频率的射频信号，应答器接收射频信号送出数据，阅读器接收数据后，由应用软件解读数据。与其他识别技术相比，可以通过识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，现已在医疗、身份识别、防伪、资产管理、物流配送等方面得到广泛应用。

3.3 堆场、仓库航标器材管理（小范围）

“小范围”航标器材管理是指管理在陆地上存放未使用的航标器材，即航标管理站点和养护中心堆场备用器材，本管理模式需要硬件设备和数据管理云平台组成。硬件部分主要包括器材电子标签、定位网关、仓库或堆场网关以及各种移动网关组成。器材电子标签主动向仓库或堆场定位网关上传器材各种状态信息，仓库或堆场网关将收集到的器材状态信息通过有线或者无线网络上传至云端，完成所有信息的采集流程。数据管理云平台实现对设备、不同网关数据的统一管理，为不同的用户提供不同层次和目的服务。

图3 “辖区内”航标器材管理

按照图2所示，在养护中心和航标管理站点仓库设置定位网关和堆场或仓库网关，航标器材均配备电子标签，一旦进入监控区域，自动读取相关器材信息并上传至智能管理云，完成数据的实时变动。在船舶和货车装置移动网关，航标管理员在航标器材运输过程中也能够实时获取航标器材运输动态，构建堆场-仓库、仓库-仓库全时段监控管理手段。

图2 “小范围”航标器材管理

3.4 海上浮动标志、固定助航标志航标器材管理（辖区内）

“辖区内”航标器材管理是指管理安装在海上浮动标志或固定标志上的已用器材，广州航标处管辖区域西起大放鸡岛，东至深圳大鹏湾，北至白坭河大桥，南至蚊尾洲岛。东西约210海里，南北约110海里。常规的智能仓储管理模式已经无法轻易覆盖整个辖区，如果通过建设LORA基站传输数据，工程量大且花费巨大，得不偿失。为解决数据传输问题，笔者提出“遥测遥控+RFID技术”辖区航标器材管理模式。

为监测浮标位置及电设备状态，南海航海保障中心开发“航标遥测遥控及值班防台系统”，实现浮标静态数据的匹配，动态数据的实时获取，兼容航标运行管理信息化系统等功能。在遥测遥控平台上，航标灯器与航标名称进行绑定，保证航标名和灯器“一对一”的匹配特性。航标遥测遥控系统的远程服务器和航标遥测遥控终端装置之间进行数据传输的通信方式、交互模式、应用层的报文格式及通信命令。通信信道适用移动公共网络、移动卫星网络及AIS、北斗等专用网络。

按照示意图所示，本管理模式需要硬件设备、遥测遥控平台和数据管理云平台组成。硬件部分主要包括器材电子标签、灯器网关及各种移动网关组成。海上浮动标志或者固定标志的配套航标器材（航标灯器除外）配置电子标签，航标遥测遥控灯器增加网关模块，船舶、货车配置移动网关。配置电子标签的航标器材离开堆场或仓库，并运输至航标设置点的过程中，通过船载网关或车载网关可以全程监控航标器材。

当航标器材在航标设置点完成航标组装或者器材更换后，各航标器材（航标灯器除外）的电子标签向航标灯器网关发送信息，灯器网关将采集到的信息传送至遥测遥控平台，该航标配套器材（航标灯器除外）的数据与灯器进行匹配，“一张图”智能管理云系统调取器材回传数据、航标名称、经纬度等相关信息，在基于航标名称与灯器“一对一”的前提下，智能管理云系统构建“航标配套器材（航标灯器除外）-航标灯器-航标名称”垂直匹配关系，实现“一标一档一对应”效果，达到航标名称和航标器材信息交互查询和实时跟踪的目的。

3.5 “一张图”智能管理云模式效果

“一张图”智能管理云系统满足电子标签与航标器材信息的自动获取需求，通过融合“小范围+辖区内”航标器材数据，在线监控辖区内所有航标器材的动态信息，实时展现航标器材全局视图，包含位置图、统计柱状图等，并提供语音、文字或动画的方式提醒，帮助航标管理人员监控航标器材的完整生命周期和动态增减信息。

总之，航标器材“一张图”智能管理云系统的理念以应用需求为出发点，采用物联网和云计算技术，实现器材管理和数据的标准化、系统模块化、流程的规范化、操作的简易化、运行的智能化和应用的个性化，全面提升航标管理人员管理水平，为航标维保、资产管理、产品质量评定等实际工作提供有力数据保障。通过集中管理相关业务数据，构建一个具有智能跟踪、智能调配和智能管理的航标管养综合管理系统，借助新技术、新技能，让航标管养工作变的更智能、更便捷。

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