基于AIS的港口船舶動態(tài)統(tǒng)計系統(tǒng)

張建雄

摘 要：通過整合船舶AIS動態(tài)信息、船舶報港動態(tài)信息并與地理信息系統(tǒng)（電子江圖）相結合，為港口單位提供港區(qū)、錨地等區(qū)域船舶動態(tài)信息統(tǒng)計與應用功能。系統(tǒng)采用B/S架構，包括服務端、應用端兩部分，服務端主要負責數(shù)據(jù)采集與分析；應用端負責對采集的數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計并顯示。

關鍵詞：宜昌港口 船舶動態(tài) AIS 數(shù)據(jù)交換 統(tǒng)計分析

隨著“四個長江”特別是“數(shù)字長江”建設目標的提出，長江航運信息化基礎項目建設力度得到了進一步加強。長江干線AIS、電子江圖、長江船舶動態(tài)系統(tǒng)等信息化基礎項目相繼建成并投入應用，長江航運迎來了數(shù)字化、信息化的發(fā)展機遇期。在航運信息化加快發(fā)展的背景下，港口作為航運業(yè)的重要參與方，其生產(chǎn)管理信息化水相對落后，如何將航運基礎信息平臺的建設成果更好服務港口單位，是海事信息化部門需要重點關注的應用領域。

目標

通過建設宜昌港船舶動態(tài)統(tǒng)計系統(tǒng)可實現(xiàn)對港口區(qū)域船舶動態(tài)數(shù)據(jù)的自動采集，實現(xiàn)港區(qū)截面船舶流量自動統(tǒng)計等功能，并可按照管理要求自動生成相應統(tǒng)計報表。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集服務器、web應用服務器、船舶統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫三部分組成。

系統(tǒng)結構

1、數(shù)據(jù)采集服務器

作為系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)采集服務器負責從相關業(yè)務數(shù)據(jù)系統(tǒng)、長江海事數(shù)據(jù)中心、AIS岸基系統(tǒng)、長江海事電子巡航系統(tǒng)等采集相關船舶靜態(tài)、動態(tài)信息，并對采集的信息數(shù)據(jù)進行組織、加工、存儲，最后形成完整的業(yè)務統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2、應用服務器

應用服務器依托數(shù)據(jù)采集服務器，對外提供統(tǒng)計查詢服務，并負責數(shù)據(jù)的前端顯示。系統(tǒng)采用B/S架構，用戶通過公網(wǎng)網(wǎng)絡訪問web應用服務。

3、數(shù)據(jù)庫服務器

承擔船舶相關動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫的存儲、運行和管理。

功能設計

1、需求分析

宜昌港碼頭覆蓋范圍從云池到葛洲壩閘口，碼頭零散分布，船舶停靠后由工作人員手工操作記錄靠泊情況，報集團公司歸檔管理。手工操作難以避免遺漏、登記錯誤、丟失等現(xiàn)象，匯總上報數(shù)據(jù)的準確性難以把握。通過借助AIS、船舶業(yè)務系統(tǒng)等信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對港區(qū)船舶動態(tài)的自動統(tǒng)計。具體需求如下：①標繪碼頭、泊位區(qū)域范圍坐標；②標識碼頭名稱、泊位名稱、管理機構、日常業(yè)務；③實現(xiàn)船舶待閘統(tǒng)計分析的日、月、年統(tǒng)計報表自動生成；④劃定零公里區(qū)線，零公里船舶流量統(tǒng)計報表；⑤系統(tǒng)權限管理。

2、系統(tǒng)功能

2.1功能列表

2.2主要功能

定義碼頭屬性。“碼頭屬性”用來管理碼頭屬性描述（包括社會靠泊點、定點待閘點、輔助待閘點、錨地待閘點、管理部門碼頭、備用待閘點等），用戶可以靈活自定義配置。主要實現(xiàn)下列功能：①新增碼頭：用來添加碼頭信息。②碼頭屬性管理：用來維護碼頭屬性信息。

碼頭業(yè)主。“碼頭業(yè)主”用來管理碼頭業(yè)主信息（包括宜港、管理部門、社會等）。主要實現(xiàn)下列功能。①新增碼頭業(yè)主：用來添加碼頭業(yè)主。②碼頭業(yè)主管理：用來維護碼頭業(yè)主信息。

碼頭維護。“碼頭維護”負責管理維護所有添加的碼頭信息，信息統(tǒng)計以碼頭作為單位進行展示。可實現(xiàn)下列功能。①碼頭名稱：定義碼頭名稱。②碼頭屬性：關聯(lián)碼頭屬性描述。③碼頭業(yè)務：關聯(lián)碼頭業(yè)務。

標繪區(qū)域。“標繪區(qū)域”用來設置碼頭監(jiān)控區(qū)域，通過設定監(jiān)控區(qū)域，從而確定需要進行船舶動態(tài)統(tǒng)計的區(qū)域范圍。具體功能如下：①標繪名稱：為繪制的標繪命名。②標繪描述：標繪附加描述。③經(jīng)緯度度：標繪坐標范圍。④所屬碼頭：標繪關聯(lián)碼頭。

船舶監(jiān)控。船舶監(jiān)控功能包括船舶位置監(jiān)控、生成緩沖區(qū)。系統(tǒng)中的船舶AIS動態(tài)數(shù)據(jù)來源于“長江干線船舶自動識別系統(tǒng)”，通過UDP方式進行數(shù)據(jù)推送，并建立了覆蓋宜昌港區(qū)的、完整的、獨立的AIS船舶動態(tài)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)通過調用WebYimaEnc Html5 實現(xiàn)電子江圖的顯示和基本操作，包括對船舶、物標進行管理；顯示在線船舶、指定開始顯示船舶比例尺、顯示船舶信息框、顯示船舶當前軌跡；可以動態(tài)繪制物標、設置物標的樣式、刪除物標等物標管理功能。

數(shù)據(jù)交換。①船舶動態(tài)統(tǒng)計系統(tǒng)不僅涉及AIS船舶動、靜態(tài)信息，而且還需要船舶凈噸、中文船名、所屬企業(yè)、起始港、目的港等海事業(yè)務相關的船舶數(shù)據(jù)，系統(tǒng)需要建立業(yè)務協(xié)作，實現(xiàn)跨業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。②AIS動靜態(tài)數(shù)據(jù)的獲取。系統(tǒng)建立SQL SERVER數(shù)據(jù)庫，用來存儲宜昌港區(qū)船舶AIS信息數(shù)據(jù)，采用UDP的方式從AIS岸基系統(tǒng)獲取動、靜態(tài)AIS信息，并進行存儲。③船舶業(yè)務數(shù)據(jù)的獲取。對于船舶業(yè)務相關信息，目前海事業(yè)務系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心均提供相應的Web Service接口，采用這種方式避免了船舶系統(tǒng)建設并維護龐大的船舶基礎信息數(shù)據(jù)。

船舶動態(tài)信息展示。港口船舶動態(tài)信息展示如下：

查詢條件支持按船名、碼頭、碼頭屬性、狀態(tài)（待港或離港）、日期來查詢。船舶待港動態(tài)信息內(nèi)容則包括：船舶九位碼、船名、碼頭名、碼頭屬性、流向、裝載定額、實載噸、實載箱、目的港、狀態(tài)、到港時間、停靠時長（時）、離港時間等。

統(tǒng)計分析。統(tǒng)計內(nèi)容包括：日期、停泊點、船數(shù)（艘次）、實載（噸）、實載（箱）、定額（噸）、停靠（小時）。可通過時間、停泊點、上水、下水等屬性進行統(tǒng)計。

零公里線統(tǒng)計。包括長江中游零公里線明細、日統(tǒng)計、月統(tǒng)計、年統(tǒng)計，可按照設定的零公里線來分類統(tǒng)計船舶。

系統(tǒng)性能

1、可靠性

通過功能模塊冗余設計，對模塊或進程進行實時監(jiān)控并生成日志，從而快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)缺陷。通過對錯誤進程及時的接管或自我恢復，提高系統(tǒng)的容錯性。通過設計數(shù)據(jù)鏡像的實時備份來增強系統(tǒng)的可靠性。選用成熟的框架提升可靠性。

2、安全性

宜昌港船舶動態(tài)統(tǒng)計查詢系統(tǒng)的安全威脅主要表現(xiàn)在非授權訪問系統(tǒng)、偽用戶登錄系統(tǒng)、破壞數(shù)據(jù)的完整性、干擾服務管理系統(tǒng)正常運行等方面。

代碼的安全性：①ViewState信息泄漏，啟用__VIEWSTATE數(shù)據(jù)加密功能解決。②防止SQL注入攻擊，使用SQL參數(shù)API（例如ADO.NET提供的API）來構造查詢。③跨站腳本執(zhí)行，對HTML頁面中出現(xiàn)的外發(fā)用戶數(shù)據(jù)執(zhí)行輸入驗證和HTML編碼。④頁面級權限控制，Session控制。⑤頁面內(nèi)容過濾。

數(shù)據(jù)庫加密技術：①字段加密。②密鑰動態(tài)管理。③合理處理數(shù)據(jù)。④不影響合法用戶的操作。⑤防止非法拷貝。

系統(tǒng)的安全性：①角色權限管理。②系統(tǒng)用戶身份驗證。

網(wǎng)絡安全。主要是使用防火墻、入侵檢測、病毒防護、安全掃描、認證簽名等技術。

3、擴展性

開放數(shù)據(jù)接口，方便接入宜昌港集團公司第三方系統(tǒng)。

應用與展望

宜昌港船舶動態(tài)統(tǒng)計系統(tǒng)的部署，將有力提升宜昌港集團公司信息管理水平，改變傳統(tǒng)待閘統(tǒng)計業(yè)務模式，提升港口碼頭業(yè)務效率。由于港口業(yè)務的相似性，系統(tǒng)還可在沿江其他港口及碼頭推廣應用，為未來建設智能港口，智能碼頭，起到基礎性數(shù)據(jù)支撐作用。

參考文獻：

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【2】彭玢 代結 基于中間庫與WEBservice平臺信息交互接口設計；計算機與數(shù)字工程；2013

【3】黃益輝 任志堅 基于MVC的web應用系統(tǒng)開發(fā)框架 計算機應用學術探討 2012

（作者單位：長江海事局信息中心）endprint