基于实时移动推送船上智能信息实施系统的设计外文翻译资料

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基于实时移动推送船上智能信息实施系统的设计

Joonheung Park, Taehoon Koh, Jun-Ho Huh, Taeyoung Kim, Jeongho Lee, Jaesoon Kang, Donghyun Ju, Jeongdae Kim, Junwon Lee, Taewook Hwang, Youngjoon Park and Kyungryong Seo

摘要：在海上航行的船只通常需要通过卫星传输数据，以便与岸边建立数据通信，但是除非人为地进行连接，否则他们难以接收实时数据。这主要是因为卫星通信费用高，速度低。目前，没有针对卫星服务出口优化的实时推送系统来克服这个问题。因此，年轻的水手往往不能在不能使用SNS服务的船上工作，与陆地上的家人或朋友联系。事实上，他们通常会选择可以在任何时间与陆地人交流的船只。同时，国际劳工组织（劳工组织）正在鼓励船东和船公司将其船舶装备有助于全天候通信的系统，以促进机组人员的福利。因此，为了遵守国际劳工组织的这一准则，必须制定推进系统，以实现帆船和陆上人员或设施之间的实时通信。因此，我们设计了一个针对卫星通信进行了优化的实时推送系统。该系统允许实时通信，同时降低通信成本。与现行制度相比，我们认为这一制度将在技术，经济，工业和社会方面带来更多好处。

关键字：设计；ICT；推送系统；实时移动推送系统

1 绪论

移动设备（如智能手机和平板电脑）的推出，可以通过SMS或推送系统使用现有网站或Apps轻松方便地接收各种可用的服务通知^[1-4]。随着使用这些推送系统的应用程序的爆炸式增长，推送系统由Google和Apple独立提供，并用作各种信息/消息传送手段（例如SMS，SNS，新闻，股票信息，广播等）。

然而，在海上航行的那些船只，除了通过卫星传输数据，以实现与陆上各方的数据通信之外，别无他法。如上所述，这样的数据交换受到高卫星服务费用及其相对较低的速度的限制，迫使船只人为地建立与陆地的连接以获得实时数据。到目前为止，还没有最优的卫星导向推送系统。目前，船上通信主要采用卫星电话和电子邮件进行，但是在造船越来越大的情况下，国内船员人数（韩国船员）越来越少，便携式移动设备的实时双向通信的需求不断增加。因此，韩国的许多年轻水手故意避免在不能使用韩国ICT公司提供的SNS服务（例如Daum Kakao Talk，Naver Line等）的船上工作，这样他们想要聊天的时候可以不用考虑时间和对方。虽然这种要求和国际劳工组织的建议可能证明有必要开发一种更加高效的移动通信技术，这种技术具有先进的推动系统，但仍然存在与卫星服务费用有关的问题。

海上船舶的卫星导向传输和接收系统将会承担很高的服务费用压力。也就是说，目前1MB的数据和1个短信（约140字节）的传输将分别收取约420,000韩元和600至1,000韩元的费用。另外，如果船员希望使用上述的SNS服务而没有适当的附加设备，那么他们每月必须支付数千万韩元，更不用说卫星通信设备VSAT，费用约为1亿韩元。另一个问题是通信安全问题。当船上的人员联系非授权方在岸上或离岸时，船上的重要信息可能会被泄漏或被黑客入侵。

当我们考虑通信的效率时，目前的系统对于船舶的运行并没有提供很大的好处，因为没有备用系统可以实时通知数据到达，除非与卫星的连接保持开放。因此，我们设计了针对卫星通信进行优化的实时推送系统，降低了通信成本，实现了船舶和岸边之间的实时通信，并通知消息或数据的到达。

2 相关研究

2.1推送系统

推送系统是一种信息或数据传送系统，当进行请求时，进程从中央服务器开始。无论用户是否请求，它会自动提供消息或其他信息。下图1是使用推送系统^[5-9]的消息服务的示例。

图1分为三个部分，第一个黄色列（黄色支付服务）显示“登录”和“存款请求”4,000韩元。第二列中间的消息通知用户在19:32存在对用户帐户（IBK银行）的存款行为，用户应按“检查”键查看交易结果。右边的第三个消息是Woori Bank的“一键通知推送服务”。

图1 使用推送系统的消息服务的示例

当使用智能手机时，推送系统进行多次信息传送。例如，当人们对某人的Facebook帐户发表评论时，他们将被实时传送给账户持有人的智能手机。这是因为用户智能手机中的Facebook应用程序通常保持为“后台运行状态”，一旦事件触发或服务状态由于某种原因而被更改，则通知用户。目前，已经为每个可用的智能手机操作系统引入了APN（Apple Push Notification Service），GCM（Google Cloud Messaging）和MPN（微软推送通知服务）。

推送系统是轮询服务的合适替代方案，并克服了轮询服务所具有的限制。如图2所示，当通过轮询方式在岸上和船舶之间交换信息时，在待机模式下多达5〜8mA的功率消耗，但当网络上轮询激活约10秒钟时，使用180〜200mA的电源。

图2 轮询期间的电池电量消耗

短时间花费（耗电量：0.5mA/轮询）的日耗电量（mA/天）分别为144mA和48mA，间隔为5分钟和15分钟。这个结果可能因硬件而异，但消耗率仍不可忽略。

3 基于实现卫星通信在船上实施智能工作的实时移动推送系统

尽管推送系统的开发和应用正在加速，但是使用系统的应用程序必须持续执行并连接到通信网络的问题。

推送系统如图3所示，随着移动应用在全球爆炸式扩张而在市场上越来越广泛（例如Google，Apple等）。

图3 目前陆地上推送系统的配置

图4说明了陆上和帆船之间的当前卫星通信系统。在这里，因为没有合适的推送系统可用，实时数据传送是不可能的。这种卫星通信方法需要人工和周期性的连接来发送/接收各种数据。

图4 目前陆上和船舶之间的卫星通信系统配置

图5描述了利用实时推送系统在船上实施智能作业的通信方法。陆上和岸上各方之间不间断的双向通信是有可能的，因此，预计这种设计可以通过启用船上的智慧工作来促进船员的福利和生产力。此外，该设计可能被证明是在船上实施物联网的非常有用的基础技术。

图5 卫星通信实时推送系统设计实施船上智能工作

4 总结与展望

为了实现陆上和船舶之间的双向数据通信，用户不得不连接卫星通信系统，承担过多的通信成本，因此需要一个新的系统来处理这些问题。

表1 不同系统的费用比较

为了预期的效果，我们需要在技术，经济，工业和社会领域加以考虑。

首先，技术领域，韩国为IT和造船业务提供了最佳的基础设施，以便能够通过早期和广泛的技术开发来制定世界标准。通过这样做，我们可以期待我们的设计被认可为电子导航计划的标准海上通信支持技术，并且在2018年产生效果。此外，该设计可以通过采用IoT应用技术（即机器到机器通信）来支持陆上监控系统。其他可能性是设计提供了一个基本平台，以针对船员或乘客的船舶制造内容市场。

其次，经济和工业方面。机组人员可以方便地使用智能手机进行卫星通信，并单独支付服务，以便开发各种额外的市场。降低的通信成本将增加卫星通信的使用，并促进卫星通信行业的回报。接下来，可以预期通过实施智能工作来提高生产率，相关方之间的远程合作将更加友好。

最后，社会方面。方便的实时通信将有助于海上安全。也就是说，所有的检查点和预防措施将在整个导航期间进行监控。另一个好处是可以使机组人员的情绪稳定。因为他们可以随时从家人，朋友和熟人那里获取信息，不感到孤立。

在专利和程序注册之后，我们将在扩展论文中介绍相关算法，实现系统和结果。

致谢

本文包含在2015年韩国釜山IT产业促进局授予的第一年Nurimaru R＆BD项目研究基金的支持下进行的研究内容。

参考文献

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