基于超远程RFID的中小渔船进出港管理系统研究与实现

(1.福州大学物理与信息工程学院 福建 福州 350108;2.福建航天星联信息科技有限公司 福建 福州 350001)

引言

在我国漫长的海岸线上，平均每230公里就有一座一级以上渔港，一级以下渔港数量更是巨大。与此同时，我国登记在册的海洋渔船总数达31.61万艘，中小型渔船的数量更是数不胜数 而相关的船舶管理一直存在漏洞，尤其是中小型船舶和船员的进出港管理是世界性难题[1-2]。

一、国内现状

由于我国近海渔业资源的严重衰退，水产品市场需求和资源不足之间的矛盾日益突出。一些不法渔船受利益的驱使，利用套牌、假牌等手段进行违法作业逃避渔业管理部门的监管，恶劣的天气和违法船只的抵制检查行为也会加大渔政船海上执法难度，此外我国沿海城市渔船较多，缺乏相对有效的统一管理。上述原因促使我国渔业管理部门开始重视将RFID技术应用于渔船的识别，多地根据自身渔船的情况开始安装RFID识别标签[3]。

浙江省宁波市建设渔船进出港签证管理系统，为3000余条渔船安装RFID标签，建立渔港读头23个，形成覆盖石浦、桐照2个国家级重点渔港和其他主要渔业码头的宁波市渔船进出港管理网络[4]。

除了利用RFID技术，近些年来，北斗卫星导航系统已经开始广泛应用于远洋渔业。2014年，福建省为进一步提升渔业船舶安全生产科技管理水平，配合打击非法采捕红珊瑚的专项行动，落实好惠民工程项目，自当年12月起，启动针对一万艘60马力以上渔船，安装使用国内独创福建省自行研发的集成北斗与海事卫星电话于一体的终端产品，实现事前预防、事中过程监管、事后追索的全过程监管，在台风灾害、应急救援和重大活动保障任务中发挥了重大作用。

2015年，辽宁省大连市为2100艘渔船安装了北斗终端设备，浙江省苍南县的714艘渔船完成了北斗终端设备的安装与升级，这些都标志着渔业主管部门开始重视北斗卫星导航系统在渔船上的应用推广。

二、研究目标

由此可以看出，除大型渔船或远洋船只外，中小船只及“三无”船舶由于数量多、种类杂、涉及范围广、灵活性强，且存在安全监管难度大、管理职责不清等问题，光靠一两个部门或执法人员的单打独斗无法从根本上解决问题。

同时，其主要作业范围仅在近海区域，若采用大型船舶的相关管理设备，一方面会加重管理成本、渔民也不会很情愿的接受管理，另一方面由于船只体积受限，后上船的设备也很难找到适合安装的位置。

目前，一般的信息技术和单一的技术手段已经无法满足管理需求。而实现渔船进出港自动监管的关键问题在于如何实现渔船身份的自动识别、如何解决渔船位置的判定以及以何种方式对渔船进出港进行空间表达。

若运用北斗定位系统和RFID技术相结合来优化渔船的进出港管理方案，可拓展传统RFID读写感应距离，覆盖常见港口及近海范围；实现渔船进出港自动签到、反馈相关信息；增加进出港、避险救助等方案和提高调度工作的效率。

三、解决思路

本方案主要围绕着RFID与北斗导航的渔船管理系统的RFID传输范围、北斗通信、身份识别、终端访问5方面定制需求进行设计、开发和实现，从而实现满足现代渔业环境需求的低功耗、远距离、智能化的管理系统。

系统架构如上图所示，船舶进出港管理信息服务系统主要功能模块包括：监控服务中心、船载终端、岸载读卡器。

船载终端：主要包括北斗终端和岸上架设UC-Node集中器。

岸载基站：岸上架设UC-base基站，负责感应区域内的UC-Node集中器上的数据。

中心管理平台：中心管理平台记录渔船船舶RFID设备标识、BDS系统位置的基础数据，并将其对应关联。以GIS地图为基础，支持批量设备同时在线，建立船舶实时进出港管理平台。平台可自动处理进出港签到信息，同时可登记船船号、进出港时间、船员数量和相信人员信息。

通过融合RFID技术和北斗定位技术，当船舶RFID设备与岸基基站间的距离在RFID传输距离范围内时，两者通过RFID信道进行数据传输，当两者距离在RFID可靠传输距离以外时，通过北斗通信网络将RFID数据和北斗定位数据数据传输到中心管理平台。

四、总结

本方案与现有方案相比，实现了RFID技术和北斗技术的复用，优化了单一RFID设备长距离数据传输的问题，解决了渔民单独购买海事产品和北斗卫星产品成本过高等弊端，提高方案在港口综合利用的可实施性。将船舶身份识别、船舶进出港管理等功能集中起来，同时中心管理平台可根据收集到的数据信息，通过构建数学模型，分析出多项数据结果，对提高渔政管理执法水平，加速海洋渔业的信息化建设具有着重要意义，为后期智慧海洋的布局与整体建设提供依据。