陳超 韓嘯虎

[摘? ? 要] 隨著水上航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，船舶的種類和數(shù)量急劇增加，水上交通越來越繁忙。海事部門作為管理部門，對水上航道安全監(jiān)管提出了更高的要求。而內(nèi)河大部分地方都存在監(jiān)管盲區(qū)，安全監(jiān)管的基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，這就迫切需要加強(qiáng)對內(nèi)河水域信息化管理的建設(shè)，優(yōu)化資源配置，將先進(jìn)的技術(shù)手段引入內(nèi)河水上交通安全的監(jiān)管業(yè)務(wù)中?；诖宋恼玛U述了水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)的綜合解決方案。

[關(guān)鍵詞] 水上航運(yùn);信息化;指揮調(diào)度;AIS 監(jiān)控

1? ? ? 背? ? 景

1.1? ?水上航運(yùn)指揮調(diào)度業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

近年來隨著水上經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，內(nèi)河及近海黃金水道部分航道擁塞、船舶碰撞和擱淺等事故頻繁發(fā)生，傳統(tǒng)的水上監(jiān)管難以滿足內(nèi)河及近海海事局提出的全方位覆蓋、全天候運(yùn)行的監(jiān)管模式，在通航環(huán)境監(jiān)控、遇險(xiǎn)救助指揮、船舶流量實(shí)時(shí)監(jiān)控等難以做到智能化、信息化。建設(shè)一個(gè)集監(jiān)控、通信、指揮、調(diào)度等功能于一體的水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)，是內(nèi)河及近海海事“五化”建設(shè)的目標(biāo)之一，它將為內(nèi)河及近海流域航運(yùn)管理單位、企業(yè)以及社會(huì)船舶提供航行、調(diào)度、安全信息服務(wù)等綜合服務(wù)，且能有效實(shí)現(xiàn)內(nèi)河及近海水域內(nèi)水上安全智能化的管理要求。

1.2? ?水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)利用無線通信、GPS衛(wèi)星定位、GIS等高新技術(shù)，將航行船舶等數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，對轄區(qū)水上交通安全管理進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和指揮，實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)域水上交通安全措施整體配合、協(xié)調(diào)一致。系統(tǒng)將利用船載終端設(shè)備，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心連接，形成一個(gè)船岸一體化的系統(tǒng)。系統(tǒng)通過船岸及船只之間的信息快速傳遞，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防范、快速救援及航運(yùn)信息一體化，提高安全防范和管理預(yù)控能力，降低水上安全事故率和減少人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)損失，以促進(jìn)航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。其主要建設(shè)目標(biāo)如下。

1.2.1? ?實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測

提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入，用戶可以通過多種終端設(shè)備隨時(shí)隨地訪問系統(tǒng)，查看船運(yùn)碼頭及船舶實(shí)時(shí)監(jiān)測情況。

1.2.2? ?可視化展示

擬在指揮中心現(xiàn)場設(shè)置大屏，運(yùn)用GIS技術(shù)展示各船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)變化及動(dòng)態(tài)安全指標(biāo)，便于指揮中心管理人員監(jiān)控各船舶狀態(tài)。

1.2.3? ?系統(tǒng)診斷

遠(yuǎn)程設(shè)備的完好性能監(jiān)控，診斷系統(tǒng)運(yùn)行異常及船運(yùn)異常，便于現(xiàn)場精準(zhǔn)指揮的發(fā)揮作用。

1.2.4? ?大數(shù)據(jù)分析

通過云計(jì)算服務(wù)器群提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和挖掘能力，對水上指揮系統(tǒng)積累的大數(shù)據(jù)進(jìn)行定期自動(dòng)分析和人工分析。

2? ? ? 水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)解決方案

2.1? ?系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1? ?整體架構(gòu)

水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)的整體框架，包含基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、智能化應(yīng)用、數(shù)據(jù)匯聚、信息化應(yīng)用、終端設(shè)備展現(xiàn)等方面，如圖1所示。

2.1.2? ?功能架構(gòu)

本系統(tǒng)功能架構(gòu)主要由數(shù)據(jù)層、管理支撐層、應(yīng)用層、展現(xiàn)層和數(shù)據(jù)服務(wù)對象層構(gòu)成。其中服務(wù)對象層主要指水上移動(dòng)應(yīng)急指揮中心和遠(yuǎn)程監(jiān)管中心。

2.2? ?管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)及介紹

2.2.1? ?系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理是對于用戶、角色、權(quán)限和功能系統(tǒng)層面的管理功能。該模塊是管理部門對監(jiān)測人員在系統(tǒng)中使用權(quán)限的管理。主要涉及對操作該系統(tǒng)的人員進(jìn)行權(quán)限管理和系統(tǒng)功能角色的管理。

2.2.1.1? ?用戶管理

業(yè)務(wù)定義：對操作該系統(tǒng)的人員的維護(hù)。功能描述：提供管理員對操作該系統(tǒng)的人員的增加、修改、刪除功能。

2.2.1.2? ?角色管理

業(yè)務(wù)定義：角色是對單個(gè)或多個(gè)權(quán)限所組成的集合。一個(gè)角色可以有一個(gè)或者多個(gè)權(quán)限，一個(gè)權(quán)限可以分配給多個(gè)角色。角色管理需要完成角色的定義、維護(hù)等功能。功能描述：給管理員提供對角色的增加、修改、刪除功能。在刪除角色時(shí)，需要確保角色未分配給任何員工，支持通過各種角色的組合形成新的角色。管理員不能設(shè)置大于自身權(quán)限的角色。角色管理采用分級(jí)的管理方式，上一級(jí)可以設(shè)置下一級(jí)的管理角色。

2.2.1.3? ?模塊管理

業(yè)務(wù)定義：支持增、刪、改、查功能點(diǎn)權(quán)限，在刪除功能點(diǎn)權(quán)限時(shí)，需要確保此權(quán)限沒有分配給相應(yīng)的員工。功能描述：給管理員提供對模塊功能點(diǎn)權(quán)限的增加、刪除、修改功能，如果權(quán)限被分配了，仍然要?jiǎng)h除此功能點(diǎn)權(quán)限，系統(tǒng)將直接收回分配出去的權(quán)限。

2.2.1.4? ?模塊權(quán)限設(shè)置

業(yè)務(wù)定義：支持將一個(gè)或多個(gè)操作權(quán)限直接授予員工。功能描述：給管理員提供權(quán)限分配，支持一個(gè)或多個(gè)操作權(quán)限直接授予員工，支持采用單個(gè)和批量的方式將操作權(quán)限直接授予員工。

2.2.2? ?數(shù)據(jù)中心

2.2.2.1? ?基礎(chǔ)配置

基礎(chǔ)配置主要包括數(shù)據(jù)字典功能。船舶卡片：卡片字典索引、卡片字典信息。船舶種類：船舶種類字典。船隊(duì)分類：按照船舶功能進(jìn)行劃分成相應(yīng)的字典。人員分類：根據(jù)崗位職責(zé)進(jìn)行劃分區(qū)別，為人員字典。

2.2.2.2? ?靜態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測

靜態(tài)數(shù)據(jù)主要包括船舶基本數(shù)據(jù)、載重?cái)?shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)，包含如下功能。

基本數(shù)據(jù)：船舶基本編碼、呼號(hào)、船名、國籍、船只尺寸、類型、位置、航行狀態(tài)、船舶定期檢查與評(píng)定（包含錄入檢查記錄表、自動(dòng)評(píng)定、檢查報(bào)告）、健康監(jiān)測功能、貨物載重量范圍值。載重?cái)?shù)據(jù)：裝載記錄數(shù)據(jù)功能。位置數(shù)據(jù)：船舶靠岸位置數(shù)據(jù)功能。

2.2.2.3? ?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要包括船舶航行路線、航行里程數(shù)、航行軌跡等。系統(tǒng)針對此數(shù)據(jù)提供實(shí)時(shí)展示并累計(jì)統(tǒng)計(jì)分析功能。

2.2.3? ?AIS數(shù)據(jù)集成

對接海事AIS系統(tǒng)接口，為了獲取基礎(chǔ)信息，以便在管理平臺(tái)和大屏展示數(shù)據(jù)。AIS系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)作為本系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要內(nèi)容如下。

2.2.3.1? ?AIS信息

主要信息：船名、AIS在線率、IMO編號(hào)、MMSI、類型、呼號(hào)、吃水、船旗、長×寬、國籍、位置、更新時(shí)間、船首向、船跡向、航行狀態(tài)、船速、當(dāng)前吃水、預(yù)到時(shí)間、目的港、隨船電話等。

2.2.3.2? ?船舶信息

主要信息：中文船名、英文船名、呼號(hào)、IMO編號(hào)、MMSI、船籍港、海河船類型、航線、航區(qū)、船舶種類、總噸位、凈噸位、船舶長度、船舶型寬、船舶型深、船體材料、主機(jī)類型，建造時(shí)間等。

2.2.3.3? ?船檢信息

主要信息：中文船名、英文船名、船舶種類、船檢完成日期、海河船、全高、總長、類型、航區(qū)、總噸位，凈噸位，參考載貨量，最大船寬，吃水（滿載）、吃水（空載）、船籍港、建造日期、主機(jī)總功率、船員總數(shù)、船舶經(jīng)營人等。

2.2.3.4? ?進(jìn)出港信息

主要信息：進(jìn)碼頭時(shí)間、貨物名稱、船員人數(shù)、始發(fā)港、實(shí)載貨物、本碼頭卸貨、危險(xiǎn)貨物、集裝箱等。

2.2.3.5? ?船員信息

主要字段：姓名、電話、所屬公司、相關(guān)資質(zhì)證書等。

2.2.4? ?船舶定位

船舶定位功能主要包含實(shí)時(shí)定位、軌跡回放、電子圍欄和到港預(yù)報(bào)四個(gè)功能。

2.2.4.1? ?實(shí)時(shí)定位

通過通信模塊查詢監(jiān)控服務(wù)器上面的位置信息數(shù)據(jù)庫，能夠得到船的實(shí)時(shí)位置，并且通過GIS 模塊在電子地圖上顯示，這樣就可以方便一些相關(guān)的單位或職能部門進(jìn)行一些基本的監(jiān)控和調(diào)度等工作。

2.2.4.2? ?軌跡回放

通過對船舶實(shí)時(shí)定位點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算及有效數(shù)據(jù)的篩選，對船舶運(yùn)行歷史軌跡查詢，支持7日內(nèi)軌跡回放。

2.2.4.3? ?電子圍欄

設(shè)定靠泊范圍的電子圍欄，當(dāng)船舶進(jìn)入電子圍欄時(shí)，對船舶進(jìn)行精確定位，通過計(jì)算該船舶的坐標(biāo)點(diǎn)，判斷是否在電子圍欄中。

2.2.4.4? ?到港預(yù)報(bào)

通過所得到船只位置信息，計(jì)算船只當(dāng)前位置與將到港距離，預(yù)測到達(dá)時(shí)間，并發(fā)送相關(guān)信息到港口碼頭。

2.2.5? ?數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析分為常規(guī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和深度分析處理。

2.2.5.1? ?船只進(jìn)出港數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對每天進(jìn)港的船只數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制峰谷時(shí)分圖。方便員工在船只多的時(shí)候認(rèn)真工作，船只相對較少的時(shí)候協(xié)調(diào)休假等其他安排。

2.2.5.2? ?船只噸位分析

根據(jù)進(jìn)港船只的噸位，尋找主要吃水噸位的船只數(shù)據(jù)以及數(shù)量。給后續(xù)港口建設(shè)提供決策支持，并且可以根據(jù)噸位建設(shè)最優(yōu)數(shù)量的港口?？奎c(diǎn)，提升進(jìn)出港船只的效率，增加港口貨物進(jìn)出數(shù)量。

2.2.5.3? ?告警地點(diǎn)分析

根據(jù)歷史軌跡偏離比較多的區(qū)域地點(diǎn)提示相應(yīng)的警示顏色，給予水上指揮人員和船只特殊的提醒。

2.2.5.4? ?熱點(diǎn)泊位分析

針對?？繑?shù)量較多的泊位，進(jìn)行流量提示。且連接靠泊指揮系統(tǒng)將船只引導(dǎo)入?？繑?shù)量較少的泊位。

2.2.5.5? ?優(yōu)先級(jí)分析

對歷史客戶公司的船只進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，篩選出潛在的貢獻(xiàn)度較大的客戶船只。且針對一些長期客戶或者優(yōu)先級(jí)別較高的船只，優(yōu)先安排靠泊，安排特殊的指引航線。

3? ? ? 系統(tǒng)建設(shè)成效

目前，水上航運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)已在中交（廣州）建設(shè)有限公司廣州南沙明珠灣區(qū)橫瀝工程項(xiàng)目經(jīng)理部內(nèi)部應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行正常并且穩(wěn)定，對日常船舶的管理和監(jiān)控起到了明顯的作用。通過系統(tǒng)改善了對船舶監(jiān)管方式，利用GPS、GIS等技術(shù)獲取船舶位置信息，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)管要求，與傳統(tǒng)方式相比，數(shù)據(jù)信息更具有準(zhǔn)確性和及時(shí)性，降低了管理的風(fēng)險(xiǎn)，有效提高了日常的工作效率，提高了安全防范與管理預(yù)控能力。

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