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人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

航运大数据分析与应用场景

大数据在航运界变的越来越时髦。在这个领域，可以用大数据来提高物流、排

放、能耗和维护。使用大数据的约束主要来自船上传感器的成本和质量，数据采集系

统，卫星通讯，数据关系以及有效收集和使用大数据。新的协议标准可能会简化包括

电子导航领域在内的收集和管理数据的过程。本文综述了其中存在的问题和可能的解

决方案。

1.

引言

航运正在进行第四次技术革命，有时叫做航运4.0或者网络航运。第一次革命是1800

年左右从帆板到蒸汽。然后是1910年左右从蒸汽到柴油机。第三次是1970年左右

自动化和计算机系统的引入。当前的技术革命是关于航运操作的各个方面的数据的，

它可以和陆地上的工业4.0相比较，Hermanneta1.

((

(2015)o航运4.0就是像信息物理系统CPS),物联网IOT),服务网在内的新技术的应

用。这些技术给提供数据和船岸服务的带有嵌入式计算机的船上装备提供了更多的智

能。

这里的“大数据”其实并不是很明显。大数据往往被定义为大量，高速或者多样性的

数据，这些数据无法用传统的数据处理手段有效的用于分析，决策和控制，

DeMauro(2015)。从计算机的处理能力角度看，很难说今天的航运是“大数据”的。

因为船舶上获取的大量数据虽然很难用简单的工具处理，但是对于今天的计算机来说

并不是问题。然而，从航运信息的复杂度和数量上来看确实需要新的方法和工具来使

得用户能够准确的理解信息，从这个角度来看，这也是一种大数据问题。

第四次航运革命给高级实时控制和离线分析提供了大量新的可能的同时，也带来了很

多其它数据以外的问题。这篇文章阐述了我们在大数据相关工作中遇到的一些问题，

并且给出了如何解决它们的建议。

2.数据可用性的提高

在几个方面可以产生关于船舶和船舶系统的数据，当然这里主要就是导航和自动化系

统。这几个方面都和航运4.0密切相关，但是这几个方面都以各自不同的方式产生使

用难易程度不同的数据。这一部分综述了现在的一些主要的数据来源。

2.1船桥数据网络，强制或特殊用途的仪器

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(

船桥装备往往是通过IEC61162协议族IEC,2007-1015)数字接口连接起来的。这使

得从导航传感器和装备获取测量数据相对简单一些。IMo和船旗国稳定而缓慢增长的

运输需求增加了船桥网络上的数据。

另外一些特种船舶需要和它们操作相关的特殊仪器。这包括波雷达，漏油检测器以及

高精度惯性导航传感器等。这些仪器可能无法通过标准接口进行访问。

(

航行数据记录仪VDR)有时候用来收集上述数据，但是使用的时候要注意VDR收集

数据的数量和频率的约束。

2.2传统自动化

大部分船舶上的自动化系统收集大量的数据，但是这些数据的质量参差不齐。即使一艘

老式的散货船，它都有上百个数据输入输出点。在一艘现代的更加复杂的船舶上，数据

点会是成千上万的。

这类数据有两个主要的问题：第一个是数据访问问题，因为数据往往是在一个和具体厂

商相关的封闭系统中。第二是数据的质量问题，因为数据是用在闭环控制或者警报约束

监控中，所以传感器的数据可能并不是很准确。对于老式的自动化系统，传感器可能已

经失效或者失联。传感器很少