常小飛 王維圳 石蒙蒙

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，海上活動亦蓬勃發(fā)展，沿海運輸?shù)男枨笤絹碓礁?，水路通航密度越來越大，通航環(huán)境日益復(fù)雜，造成航運安全問題越來越突出。船舶交通管理系統(tǒng)（以下簡稱VTS）在實施海上交通管理、指揮海上搜救、保護海洋環(huán)境等方面發(fā)揮了重要的作用。當前海事監(jiān)管部門應(yīng)用的大部分VTS存在一些問題，如引進國外的系統(tǒng)存在不適應(yīng)國內(nèi)需求，存在管理制度差異性問題、當前整體海事的信息化水平不斷提高，VTS系統(tǒng)難以適應(yīng)海事整體信息化水平、融合性差等問題，這些都為海事監(jiān)管帶來許多不便。近幾年來，國家深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，為了解決當前存在的問題，國產(chǎn)型VTS系統(tǒng)的研發(fā)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。經(jīng)過一段時間的使用，國產(chǎn)的船舶交通管理系統(tǒng)呈現(xiàn)出更好的適應(yīng)性，更好的符合我國水上交通管理現(xiàn)狀和使用需求，更加適應(yīng)海事區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和“智慧海事”建設(shè)要求。

1船舶交通管理系統(tǒng)簡介

VTS是由一個適任的主管機關(guān)實施的，用于改善船舶安全和效率及保護環(huán)境的服務(wù)系統(tǒng)。在VTS區(qū)域內(nèi)，這種服務(wù)應(yīng)能影響通航并對變化的通航形勢做出反應(yīng)。VTS系統(tǒng)能實時監(jiān)控到港的船舶，并且掌握船舶航行動態(tài)的準確性也很高，在保障水上交通安全、實現(xiàn)港口合理調(diào)度等方面起著千分重要的作用[2]，是水上交通管理的重要措施之一。船舶交通管理系統(tǒng)的功能主要是對轄區(qū)附近水域中的船舶進行動態(tài)監(jiān)管、提供信息服務(wù)、助航服務(wù)和交通組織服務(wù)等。

2船舶交通管理系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用

2.1 國外船舶交通管理系統(tǒng)應(yīng)用情況

VTS的研究工作在國外開展較早，早在1906年美國實現(xiàn)了世界歷史上首次無線電廣播[3]，1948年荷蘭鹿特丹開始進行VTS試驗，1972年美國首先建立用電子計算機自動進行信息處理的舊金山實驗船舶交通系統(tǒng)[4]，大大提高了交通管理工作的效率和水平，標志著第二代船舶交通管理系統(tǒng)的誕生。接著出現(xiàn)了美國、加拿大、日本、法國、蘇聯(lián)等國家建設(shè)計算機化的船舶交通管理系統(tǒng)的高潮。1977年2月，日本具有雷達數(shù)據(jù)處理和交通數(shù)據(jù)處理功能的東京灣VTMS正式投入運行，形成了VTMS自動化高級監(jiān)視系統(tǒng)的基本格局。到1980年世界上已有約 150個不同規(guī)模的船舶交通管理系統(tǒng)，共擁有約300個岸基雷達監(jiān)視站。這些系統(tǒng)的任務(wù)、管理方法和管理對象不完全相同.船舶交通管理系統(tǒng)的規(guī)模和設(shè)備因地理條件、交通狀況、事故記錄、發(fā)展需要、投資效益、歷史背景等的不同而有很大差異。

2.2國內(nèi)船舶交通管理系統(tǒng)的應(yīng)用情況

從上世紀八十年代開始，我國從國外引進船舶交通管理系統(tǒng)至2015年，我國建設(shè)的VTS工程基本上都是采用的國外VTS系統(tǒng)[2]，受制于關(guān)鍵技術(shù)和工藝的限制，國產(chǎn)VTS系統(tǒng)的研發(fā)緩慢，未能提供成套實用的VTS系統(tǒng)。國外的VTS在國內(nèi)的使用存在一定的問題如兼容性問題、不滿足國內(nèi)監(jiān)管需求問題等。

由于信息源種類、信息交流范圍的不斷擴大，對信息的采集手段、處理方法、傳輸方法、存儲方法和信息的綜合顯示等都提出了越來越高的要求，而計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，對滿足上述要求提供了技術(shù)可能。船舶交管系統(tǒng)在功能上，由于船舶交通密度的增加和船速的提高，要求系統(tǒng)能提供更高的信息服務(wù)質(zhì)量和更加智慧的管理方式。在國家的深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略下，為了解決VTS適應(yīng)性的問題，國產(chǎn)型VTS系統(tǒng)的研發(fā)快速發(fā)展。

3 VTS在國內(nèi)應(yīng)用中存在的不適應(yīng)性問題

3.1存在大量的“信息孤島”，降低了海事部門的監(jiān)管效率

隨著水上交通運輸量的快速增長，各地海事局與港口、航運等單位的信息化集成與一體化協(xié)同運作要求越來越高。在傳統(tǒng)信息化模式下，巨量的數(shù)據(jù)資源掌握在各個海事職能部門手上，形成了一個個“信息孤島”，無法實現(xiàn)有效的集成和互通共享，傳統(tǒng)巡查、監(jiān)管模式，無法適應(yīng)航運發(fā)展新形勢和人民群眾的新需求，嚴重制約了各個單位和部門的工作效率。例如，船代公司掌握的船舶預(yù)抵信息、港口調(diào)度單位掌握的靠泊計劃和船舶裝卸貨情況，以及拖輪公司、引航單位掌握的拖輪和引水員等信息等，海事交管中心難以及時獲得，也無法掌握海事局內(nèi)部其他部門辦理的船舶簽證、安檢滯留等情況，且無法將其掌握的船舶動態(tài)即時通報給其他相關(guān)單位及部門。

3.2智慧化水平不高，不能滿足“智慧海事”建設(shè)要求

近年來，全國海事部門發(fā)揮科技信息化的引領(lǐng)作用，構(gòu)建智慧海事，有力地服務(wù)水上交通安全和經(jīng)濟社會發(fā)展。交通運輸部副部長何建中在廣東海事局調(diào)研智慧海事建設(shè)時指出，智慧海事建設(shè)是智慧交通的具體行動，海事系統(tǒng)應(yīng)當結(jié)合“兩學(xué)一做”學(xué)習(xí)教育，把“做”作為核心要求，把智慧海事建設(shè)納入到智慧交通建設(shè)中來認真抓落實，扎實做。目前，海事系統(tǒng)正在按照“一個系統(tǒng)，兩個平臺”的總體要求和規(guī)劃推進海事信息化建設(shè)，多個直屬海事局也針對轄區(qū)重點水域開展了VTS區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的論證和實踐。隨著水上交通流量的日益增加，VTS中心值班員的負荷和工作壓力越來越大，對VTS系統(tǒng)的智慧化水平和輔助支持能力的需求也越來越高。然而，由于正在使用的VTS系統(tǒng)缺乏對環(huán)境的自適應(yīng)感知能力，系統(tǒng)對高海況、密集目標環(huán)境下的水上目標監(jiān)測跟蹤能力不足、交通態(tài)勢監(jiān)視手段單一，缺乏對水上交通情況的三維直觀展現(xiàn)手段、交通態(tài)勢評估告警缺乏數(shù)據(jù)自匯聚手段，未與水文氣象、通航環(huán)境等有效結(jié)合、需要值班員重復(fù)錄入系統(tǒng)已經(jīng)掌握的若干信息，效率不高、受限于技術(shù)體制和系統(tǒng)架構(gòu)，加上接口不開放，難以適應(yīng)海事區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和“智慧海事”的建設(shè)要求。

3.3適應(yīng)性不強，難以滿足國內(nèi)海事監(jiān)管需要

隨著通航船舶數(shù)量和種類不斷增加，水上交通安全管理的難度持續(xù)加大，信息服務(wù)要求也越來越高，系統(tǒng)的綜合信息服務(wù)能力需要進一步提升。目前德國的ATLAS、法國的SOFRELOG在國內(nèi)市場的占有率較高，達百分之80以上。系統(tǒng)設(shè)備主要是從國外引進的，建設(shè)投資花費大，投入后存在不完全符合我國水上交通管理現(xiàn)狀和使用需求、不符合交管人員操作習(xí)慣、維修不及時、維修成本高以及核心關(guān)鍵技術(shù)及部件受制于人等問題；且由于其系統(tǒng)的封閉性，與我國港口、航運以及海事其他信息系統(tǒng)共享困難，不能有效集成和整合。這些都給海事部門有效的監(jiān)管提高了難度。

4國產(chǎn)船舶交通管理系統(tǒng)的研究

近幾年，在國家的相關(guān)政策支持下，為打破國外壟斷，解決信息有效的集成和互通共享、提高傳統(tǒng)VTS的技術(shù)水平，滿足“智慧海事”的監(jiān)管需求、以及提高信息的安全性等問題，國內(nèi)的傳統(tǒng)交通管理系統(tǒng)大力發(fā)展，已在多個城市投入使用，如連云港、南通、南京、鎮(zhèn)江、鹽城、丹東、三峽、秦皇島和滄州等。在使用過程中，國產(chǎn)VTS表現(xiàn)出的適應(yīng)性優(yōu)勢如下：

1. 解決“信息孤島”問題，提高系統(tǒng)集成能力

隨著水上交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，船舶密度急劇增加，發(fā)生海上事故的危險也在增大，各地海事局對重點關(guān)聯(lián)水域VTS系統(tǒng)進行區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需求越來越迫切，希望通過VTS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，可以有效實現(xiàn)VTS數(shù)據(jù)共享和信息互通，實現(xiàn)對船舶動態(tài)的全程監(jiān)控和無縫管理，減少船舶報告次數(shù)，提高海事監(jiān)管智能化水平和信息服務(wù)能力。

國產(chǎn)VTS的快速發(fā)展使得系統(tǒng)具有完整的架構(gòu)設(shè)計，且實現(xiàn)了多路雷達、AIS、VHF、CCTV、氣象等各子系統(tǒng)的全部接入，VTS中心數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)完整融合、流轉(zhuǎn)、顯示和存儲；系統(tǒng)具備開放的數(shù)據(jù)接口，能夠通過IALA V-128、IVEF V-145 的VTS 數(shù)據(jù)交換格式與其他VTS系統(tǒng)交互，能夠通過ITU-R 1371 AIS數(shù)據(jù)格式與AIS系統(tǒng)、AIS基站交互，能夠通過北斗用戶設(shè)備數(shù)據(jù)要求與北斗設(shè)備交互，能夠通過海事信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（V1.0）與海事二級數(shù)據(jù)中心交互，能夠延伸到各級海事單位和業(yè)務(wù)部門以及海事巡邏船，能夠與港口、航運相關(guān)單位信息系統(tǒng)交互信息，能夠支持電子巡航、海上搜救等業(yè)務(wù)拓展；系統(tǒng)可向各級海事單位、海事巡邏船等平臺以及港口、航運等相關(guān)單位進行拓展，有助于消除大量存在的“信息孤島”問題。

2. 應(yīng)用智能化的新技術(shù)，適應(yīng)“智慧化”海事監(jiān)管需求

國產(chǎn)VTS支持虛擬化、云計算架構(gòu)，提高VTS系統(tǒng)運行的可靠性與縮短故障應(yīng)急恢復(fù)時間?？梢园凑諊鴥?nèi)網(wǎng)絡(luò)安全要求，提升VTS整體安全防護水平。運用新技術(shù)實現(xiàn)交通圖像三維展示，利用web、移動APP，擴展VTS的服務(wù)通道，提升服務(wù)水平。按照海事監(jiān)管要求，增加了VTS應(yīng)急搜救、電子巡航等方面的應(yīng)用功能。

系統(tǒng)提供的智能信息服務(wù)功能，可將航行通告/警告、危險預(yù)警信息通過VHF、AIS、北斗、互聯(lián)網(wǎng)等多種方式快速發(fā)布，大幅提高了系統(tǒng)對外信息服務(wù)能力，有助于降低海上交通事故發(fā)生概率；系統(tǒng)提供的流程化應(yīng)急事件處置功能，實現(xiàn)了對各類海事應(yīng)急事件的流程化便捷操作，提高了對應(yīng)急事件的處置效率；通過系統(tǒng)建設(shè)，可以減輕工作強度，提高工作效率，降低人力、物力消耗，減少監(jiān)督管理人員和海巡艇的盲目出勤次數(shù)，為節(jié)約安全管理方面的開支創(chuàng)造了條件；系統(tǒng)與監(jiān)督管理、值班室、搜救中心等部門有機結(jié)合，通過直觀的交通態(tài)勢監(jiān)管和智慧安全信息服務(wù)，有助于減輕值班員日常作業(yè)壓力，提高海事局轄區(qū)水域監(jiān)管效率，適應(yīng)“智慧化”海事監(jiān)管需求。

3. 管理信息系統(tǒng)按需定制，滿足國內(nèi)海事監(jiān)管需要

國產(chǎn)VTS均考慮到了國內(nèi)海事監(jiān)管的特點與海事信息化現(xiàn)狀，集成了海事數(shù)據(jù)中心、船舶動態(tài)系統(tǒng)、口岸聯(lián)檢EDI等多方數(shù)據(jù)，按照用戶的不同功能需求和使用習(xí)慣進行模塊化設(shè)計，修改完善及時，軟件迭代升級迅速，比進口VTS更適應(yīng)國內(nèi)用戶的需求。

MIS通過船舶數(shù)據(jù)庫，與交通信息顯示模塊之間實現(xiàn)動態(tài)連接，在交通顯示態(tài)勢上手動設(shè)置可將船舶的交通組織信息如進出轄區(qū)、進出報告線、拋起錨、靠離泊、船舶違章等信息自動記錄到MIS數(shù)據(jù)庫中，在MIS中進行的船舶基本信息修改或交通組織服務(wù)，都可以在交通顯示界面上實時更新顯示[7]。多數(shù)國產(chǎn)VTS的VTS-MIS已應(yīng)用于海事日常VTS值班工作，運行穩(wěn)定可靠，比國外VTS提供的VTS-MIS更適應(yīng)國內(nèi)用戶的使用習(xí)慣。

5結(jié)論

我國現(xiàn)有的VTS系統(tǒng)，基本上采用的是國外VTS技術(shù)。由于存在技術(shù)壁壘，不同VTS在區(qū)域成網(wǎng)和互聯(lián)互通及二次開發(fā)等方面存在不少障礙。近兩年，在發(fā)揮國家鼓勵政策對VTS國產(chǎn)化支撐作用的同時，國產(chǎn)船舶交通管理系統(tǒng)快速發(fā)展，在解決“不符合國內(nèi)需求”的問題和兼容性差的方面體現(xiàn)了優(yōu)勢，可以更好的符合國情，滿足國內(nèi)海事部門的監(jiān)管需求以及更加符合“智慧海事”的建設(shè)需要。不過，在整體技術(shù)水平上，國外VTS比國內(nèi)VTS存在一定的優(yōu)勢。因此在支持國產(chǎn)VTS平穩(wěn)發(fā)展的同時要整合國外先進的技術(shù)，以提高國產(chǎn)VTS的整體技術(shù)水平。

參考文獻：

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