港口岸电信息资源建设方案研究

摘要：针对我国港口岸电监管与服务信息资源、岸电基础设施建设不匹配所产生的设施资源难以得到充分利用的问题，结合港口企业、航运企业、管理部门不同的使用，以及服务与监管等不同类别需求，提出了集港口岸电信息采集、数据资源库建设、信息资源的共享与发布于一体的港口岸电信息资源建设方案。该方案可为港口岸电电控系统、监管系统、对外服务系统的设计与建设提供参考。

关键词：港口岸电信息资源数据采集数据分析

ResearchontheConstructionPlanofPortShorePowerInformationResources

YUJiaheng1WANGXue2CAIJinyi2

1.ElectricControlCenterofShuikeYuanda（Beijing）TransportDesignInstituteCo.，Ltd.，Beijing，100088China;2.ChinaWaterborneTransportResearchInstitute，Beijing，100088China

Abstract：Inresponsetotheproblemoftheinsufficientutilizationoffacilityresourcescausedbythemismatchbetweenportshorepowersupervisionandserviceinformationresources，aswellasshorepowerinfrastructureconstructioninChina，aportshorepowerinformationresourceconstructionplanisproposed，whichintegratesportpowerinformationcollection，dataresourcelibraryconstruction，andinformationresourcesharingandpublishing，andbasedonthedifferentusesofportenterprises，shippingenterprises，andmanagementdepartments，aswellasdifferenttypesofserviceandsupervisionneeds.Theplancanprovidereferenceforthedesignandconstructionofportshorepowercontrolsystem，supervisionsystem，andexternalservicesystem.

KeyWords：Portshorepower;Informationresource;Datacollection;Dataanalysis

港口岸电工程规模的不断扩大有效降低了靠港船舶的污染排放，提升了港口的绿色化水平。国内港口在设备用能替代、港口岸电建设等方面相对较完善，新能源在港口能源系统的渗透率也逐步提高[1]。但是，伴随船舶岸电工程的推进实施，船舶岸电所配套的信息化程度依然不高，往往仅限于本地化、非联动性业务环节的监测与具体操作。鉴于港口船舶岸电运行、管理、使用和服务涉及的港口集团（码头公司）、航运公司（船方）、电力企业（供电公司）、行业主管部门等多类别和多层级主体，如何有效地促进各方信息交互与业务协同，形成船舶岸电流程的全周期化、精细化和智能化管理，提高岸电服务质量，对于充分发挥岸电系统效能有重要意义。本文针对港口船舶岸电所涉及的港口企业、航运企业、电力企业，以及行业管理单位的实际的管理、使用和服务需求，研究提出了集港口岸电信息采集、数据资源库建设、信息资源的共享与发布于一体的港口岸电信息资源建设方案。

1岸电信息采集

对航运企业、港口企业、供电企业和行业管理部门的信息使用需求进行调研，采集数据类别具体如下。

1.1静态信息

1.1.1码头岸电信息

码头泊位信息：名称，泊位信息、类型、规模、位置，经营人，联系电话。

岸电设施信息：基本信息，供电类型、频率、容量、符合标准，主要电气特性，电缆管理装置、性能、接插件信息、符合标准情况、规格、制造信息。

岸电相关人员信息：负责人，操作人，维护人。

岸电服务支持信息：联系方式，责任单位。

1.1.2船舶岸电数据

船舶信息：船名，MMSI，IMO编号，经营人。

船舶受电信息：形式，电压，频率，符合船规情况，用电负荷，船岸电缆连接装置、位置，电缆管理装置、性能，船岸连接电缆接插件信息、符合标准、规格、制造信息。

1.2动态信息

（1）码头岸电设施状态。完好情况：正常，故障。使用状态：空闲，正常使用，维护检修，故障中。

（2）船舶受电设施状态：正常，故障，报警。

（3）运行过程信息。用户情况：船舶负荷特性、船舶信息。运行情况：电压，电流，频率，用电量，温度，谐波，开始用电时间，结束用电时间，停止原因，故障报警情况。计费情况：电费单价，本次费用，结算方式。

2岸电数据资源库建设

岸电数据资源库采用概念数据模型（ConceptualDataModel，CDM）进行构建。CDM定义高层数据结构，是描述元模型的基础模型概念数据模型[2]，主要表达数据分类，以及数据之间的关系，不涉及数据在计算机系统的表示，以主题数据库形式展现。

本文按照数据规范化理论和实体关系的基本要求，参考用户视图和业务描述，在拆分用户视图的基础上，对拆分后的数据实体进行合理的归并，将逻辑关系紧密的实体进行聚类成同一主题数据库。

主题数据库的划分遵循以下原则。（1）信息无损原则：用户视图拆分后的数据实体不一定是用户视图的原样，但应能完全支撑所有视图及业务需求，归并后的主题数据库中的数据元素不能损失用户视图中的数据项。（2）高内聚原则：内聚性是主题数据库独立性的度量，同一主题库内的相关数据实体应紧密关联，同一业务对象生命周期不同阶段的数据实体应归并到同一主题，与单一业务对象紧密相关的数据实体应合并到同一主题。（3）松耦合原则：耦合性是主题数据库互相间联系紧密程度的度量，应尽量减少各主题之间的耦合性和关联程度。

根据以上构建原则，将岸电信息数据面向不同业务主题进行了数据库组织和划分，如表1所示。

3信息资源的共享与发布

面向行业主管部门、港口经营人和岸电供电企业提供信息发布功能。发布信息包括以下内容。（1）岸电设施所在泊位信息，包括港口企业或码头单位名称和联系方式、泊位所在港口和港区、泊位名称等；（2）码头岸电设施信息，包括岸电建成年份、供电容量、电压、频率、岸电设施套数、接插件额定载流量等。

信息发布功能支持发布用户、内容、时间，以及接收用户的自由调整。采用预发布模式，发布审核后的信息。信息发布功支持自动发布、手动发布、定时发布等多种发布方式。

发布信息可在发布终端（包括但不限于PC端、移动端等）接收。

发布形式支持RESTful服务，并对数据进行加密和请求的认证，主要从数据加密、计数限流等方面考量[3]，保证数据传输的安全性；支持消息队列服务，异步处理和解耦业务，提高消息发布的扩展性和可靠性，确保消息传递的可靠性；支持WebSocket协议服务，对于需要实时更新和实现实时数据推送功能业务场景，当有岸电设施信息发布或更新时，能够及时将数据推送至相关客户端；支持OPC协议服务，随着工业物联网的快速发展，OPCUA作为一种开放、跨平台的工业通信协议，已被广泛采用[4]，对于实时采集岸电设施的指标、不同厂商的数据兼容通信起到了关键作用。

信息发布接口应包括接口地址、接口请求输入参数、接口调用响应参数等，请求参数采用JSON传输格式以满足数据高可读性、简单传输的需求[5]，信息交互接口编码符合IETFRFC3629规定的UTF-8字符集，且接口支持用户合法性、数据规范性等校验。

4信息资源库使用范例

针对上述岸电信息需求，开发了面向港口企业、航运船舶和政府管理部门的PC端和移动端的岸电使用监管与服务系统。系统采用前后端分离的方式，通过HTTP请求方式，从数据资源库中以JSON形式获取岸电使用监管及服务数据，通过PC端、移动端和现地系统3种不同的应用模式的验证。

5结语

本文从港口岸电数据资源建设的角度，研究了岸端信息资源及其采集、资源库建设和数据访问交换使用的方案，并通过PC端、移动端和现地控制端3种常用岸电监管与服务系统构建方式，与岸电资源库进行了对接，均取得了良好效果，证明了本文提出的岸电信息资源构建方案切实可行，为相关工程的落地奠定了良好的基础。

参考文献

[1]宋天立.计及需求响应的港口综合能源系统研究[D].南京：东南大学，2020.

[2]王暖臣，王小龙，穆歌，等.基于元模型的装备体系知识图谱构建[J/OL].系统工程与电子技术：1-9[2024-06-27].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20231120.1010.002.html.

[3]范帝鑫，王枫，何嘉欣.基于RESTful的EAST工程数据访问方法[J].仪表技术，2023（4）：1-5，81.

[4]毛艳芳.物联网服务系统运行保障关键技术研究[D].北京：北京邮电大学，2023.

[5]易学明，缪翀莺，谢晓军.面向工业互联网的低代码开发平台研究[J].广东通信技术，2024，44（2）：2-10.