船舶法定檢驗技術(shù)支持體系分析

范世東，魯　文，曹吉胤，普　兵

(1.武漢理工大學 能源與動力工程學院，武漢 430063；2.廣東海事局，廣州 510260)

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船舶法定檢驗技術(shù)支持體系分析

范世東1，魯文1，曹吉胤1，普兵2

(1.武漢理工大學 能源與動力工程學院，武漢 430063；2.廣東海事局，廣州 510260)

針對船舶檢驗參與角色多，涉及專業(yè)領(lǐng)域廣泛，技術(shù)要求高的問題，結(jié)合國內(nèi)外船舶檢驗技術(shù)支持的相關(guān)研究及應用，提出基于信息化技術(shù)的船舶法定檢驗技術(shù)支持體系，梳理其與傳統(tǒng)“技術(shù)支持”、海事信息頂層設計、海事業(yè)務系統(tǒng)及專業(yè)計算軟件系統(tǒng)的聯(lián)系和區(qū)別，討論法規(guī)信息檢索、業(yè)務信息管理、專家支持、業(yè)務技能培訓、專項計算軟件管理和政策法規(guī)適用性反饋等六項基本功能。結(jié)合當前主流信息技術(shù)探討該系統(tǒng)的可實現(xiàn)性，并對其應用前景進行展望。

船舶檢驗；技術(shù)支持；海事信息化；法規(guī)檢索；專項計算軟件管理

船舶法定檢驗是國家船舶檢驗機構(gòu)依據(jù)有關(guān)國際公約、國家法規(guī)及船舶檢驗規(guī)范和規(guī)則，對船舶、海上設施，以及相關(guān)的產(chǎn)品執(zhí)行各類檢驗[1-2]。船舶檢驗是保障船舶和海上設施安全的一種重要手段，以保障海上船舶及人員的生命財產(chǎn)安全和防止海洋環(huán)境污染為目的。

船舶法定檢驗技術(shù)支持涉及面廣，系統(tǒng)性強，技術(shù)要求高，利用信息化技術(shù)解決船舶法定檢驗技術(shù)支持問題非常復雜，系統(tǒng)的功能需求還有許多問題有待梳理和研究。

在近幾年交通運輸部海事局組織召開的幾次研討會中，諸多專家學者都已重視到“技術(shù)支持”在法定檢驗中的重要性，并針對這一課題提出諸多急需解決的實際問題。這類問題不僅涉及到法規(guī)及檢驗規(guī)則本身的適用性，也涉及到對法定檢驗的重要參與者——驗船師的管理及考核，還涉及到國家海事局與地方局的技術(shù)差異及資源共享等問題。為此，本研究的重點在于開展船舶法定檢驗技術(shù)支持的方法分析和研究，明確其必須達到的目標、系統(tǒng)架構(gòu)和具備的功能，為全面推進船舶法定檢驗信息化建設及技術(shù)資料知識儲備奠定良好的基礎(chǔ)。

國內(nèi)船舶檢驗信息化工作開展較早，并取得了很大的進展[3]，在全國范圍內(nèi)已投入使用的信息系統(tǒng)有VIMS4.0、VIMS5.0等。隨著這些系統(tǒng)的使用，船檢信息化工作走上了一個新臺階，取得了顯著的效果，船舶檢驗證書的處理得到統(tǒng)一，船舶檢驗的管理水平得到加強，假證書得到遏制，并且為全國船檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫提供了數(shù)據(jù)源，提高了驗船師的計算機水平和驗船水平。

中國船級社正在使用的船舶電子信息系統(tǒng)主要包括：ePAS/CCS電子審圖系統(tǒng)、CCS-KC中國船級社知識中心、檢驗技術(shù)支持系統(tǒng)等，通過以上系統(tǒng)對船舶、海上設施、集裝箱以及相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)品提供合理、安全可靠的技術(shù)規(guī)范和標準，并提供公正和誠實的檢驗、認證和技術(shù)服務，為交通運輸、海上開發(fā)及相關(guān)的制造業(yè)和保險業(yè)服務，為促進水上安全與保護海洋及其他環(huán)境服務。

在國外，船用產(chǎn)品檢驗管理系統(tǒng)大多采用大規(guī)模集成化管理，國外船級社(LR、ABS等)也正在不斷研發(fā)和更新船舶及船用產(chǎn)品檢驗技術(shù)支持系統(tǒng)和遠程協(xié)助[4]。

以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的船舶技術(shù)信息管理系統(tǒng)用于船舶設計與建造方面，用來積累、管理、共享和利用各種分布式應用和信息[5]。信息管理系統(tǒng)是從產(chǎn)品的整個生命周期(概念設計、基本設計、詳細設計、施工、安裝、操作和維護)而開發(fā)的系統(tǒng)和集成系統(tǒng)框架。江蘇科技大學的管義鋒利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)，開發(fā)了一套內(nèi)河船舶結(jié)構(gòu)的智能審查軟件，用于輔助完成圖紙審查工作[6]。大連理工大學的李楷將移動終端設備引入到船舶及海工建筑的檢驗和維修工作中[7]，提出了終端軟件的設計方法以及與數(shù)據(jù)中心的通訊方式。

國外對船舶檢驗技術(shù)支持系統(tǒng)的研究比較深入，日本廣島大學的研究人員對船舶檢驗支持系統(tǒng)的研究具有代表性[8]。該船舶檢驗支持系統(tǒng)使用的是船舶的產(chǎn)品模型，系統(tǒng)中將船舶檢驗直接劃分為3個階段(計劃、檢驗和核查)，分別對應船舶檢驗模擬器系統(tǒng)、用于輸入檢驗信息的簡易處理系統(tǒng)和檢驗狀態(tài)核查系統(tǒng)。

上述研究及應用都能夠適用于船舶檢驗的某一個具體問題，而且實施的效果也僅僅停留在將紙質(zhì)辦公轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化辦公的程度，尚不能根據(jù)法定檢驗的需求，較為整體地解決一項具體的問題。且隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對檢驗活動參與者的支持方式也必須進行新的調(diào)整。

1　功能定位及關(guān)系探討

船舶法定檢驗技術(shù)支持是海事執(zhí)法過程信息化的重要體現(xiàn)，因此針對技術(shù)支持本身的研究范疇，此處需要展開對技術(shù)支持與其他海事系統(tǒng)及體系(包括已建成系統(tǒng)或體系及正在擬建的技術(shù)構(gòu)架)的關(guān)系研究。

1.1與傳統(tǒng)“技術(shù)支持”的關(guān)系

在傳統(tǒng)的船舶檢驗執(zhí)法過程中，“技術(shù)支持”存在已久，但一直未形成具體的概念。與本研究的領(lǐng)域相比較，傳統(tǒng)的“技術(shù)支持”服務對象側(cè)重于驗船師，內(nèi)容多為紙質(zhì)的法規(guī)和指南，且對技術(shù)人員工作經(jīng)驗的依賴性較強。相對而言，本系統(tǒng)的服務對象已經(jīng)推廣到船廠、船東、設計部門及海事管理部門，通過信息化手段實現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)資料的電子化及數(shù)字化，提供更加便捷的查詢方式，同時也將通過關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)支持的智能化。

1.2與信息化頂層設計的關(guān)系

海事信息系統(tǒng)頂層設計是在現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)上[9]，以“感知海事”為理念，充分汲取先進理論方法，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等先進思想和技術(shù)[10]，為海事信息化體系提出總體框架、發(fā)展模型和標準管理制度體系，全面勾畫海事信息化的遠程目標和發(fā)展藍圖。

頂層設計提供了框架、原則、思想，屬于抽象化的設計指南；而本系統(tǒng)在頂層設計的基礎(chǔ)上劃定技術(shù)支持的具體范圍，同時針對船舶法定檢驗的具體內(nèi)容提出了設計思想。見圖1。

圖1　與信息化頂層設計關(guān)系

1.3與海事業(yè)務系統(tǒng)的關(guān)系

船舶法定檢驗技術(shù)支持始終是圍繞船舶法定檢驗的業(yè)務流程展開的，即在業(yè)務流程的某一具體節(jié)點中提供對應的技術(shù)支持，因此系統(tǒng)要求業(yè)務流程與技術(shù)支持必須吻合。本系統(tǒng)與海事業(yè)務系統(tǒng)的具體區(qū)別見表1。

表1　海事業(yè)務系統(tǒng)與船舶法定檢驗技術(shù)支持對比

1.4與專業(yè)計算軟件的關(guān)系

據(jù)目前調(diào)研情況來看，多數(shù)船舶檢驗機構(gòu)都持有外部購買或自行研發(fā)的專業(yè)計算軟件，這些軟件設計涉及的專業(yè)深淺程度不同，但總體而言較為分散，且亦有重復。本系統(tǒng)在設計上既考慮到保留現(xiàn)有計算軟件，同時為實現(xiàn)信息化共享，允許管理部門或者地方機構(gòu)在系統(tǒng)中加入新的計算軟件。因此系統(tǒng)中需盡量增設開放式接口，便于集成更多現(xiàn)有軟件系統(tǒng)，同時規(guī)范新計算軟件的開發(fā)。見圖2。

圖2　與專業(yè)計算軟件的關(guān)系

2　技術(shù)支持框架

2.1基本要求

船舶法定檢驗技術(shù)支持的總體構(gòu)架需要遵循4項原則。

1)以技術(shù)支持及服務為核心。船舶法定檢驗支持的核心內(nèi)容就是實現(xiàn)檢驗技術(shù)支持及技術(shù)服務。技術(shù)支持主要服務于船舶檢驗管理和實施機構(gòu)，兼顧社會技術(shù)數(shù)據(jù)服務，其主體內(nèi)容包括現(xiàn)場與遠程技術(shù)支持功能、專家輔助決策功能、實時數(shù)據(jù)交互等。

2)以規(guī)范業(yè)務流程為導向。針對船舶法定檢驗的具體情況，以規(guī)范業(yè)務流程為目標導向，彌補各相關(guān)單位執(zhí)法過程中的缺陷與漏洞。例如在現(xiàn)實工作中，特別是針對地方船檢部門，由于缺乏相應的監(jiān)督管理機構(gòu)設置，由驗船師個人問題導致的檢驗事故也屢見不鮮，系統(tǒng)通過對業(yè)務流程的全方位監(jiān)控，改變了傳統(tǒng)的流程監(jiān)管模式，可在一定程度上將此類行為納入管理議題。

3)以海事信息化建設為重要依托。海事信息系統(tǒng)以海事信息化系統(tǒng)和基礎(chǔ)設施的體系架構(gòu)為核心，進行感知層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層、應用層和服務門戶的橫向整合，特別是在信息資源整合、統(tǒng)一協(xié)同管理、綜合信息服務等方面充分結(jié)合了現(xiàn)有的先進理念和技術(shù)進行重點研究。船舶法定檢驗技術(shù)支持必須以海事信息化建設為依托，并與前期和正在開展的信息化研究項目進行有效的銜接，充分運用海事信息化網(wǎng)絡中的各類資源，展開對相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容的理解、重構(gòu)、入庫等方面工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步與共享。

4)以階段性推進為主要實施方式。船舶法定檢驗技術(shù)支持并不是一套單純的軟件管理系統(tǒng)，它涉及到海事信息化物聯(lián)網(wǎng)的各個執(zhí)行層次，因此階段性推進將有助于海事部門管理層及各船檢機構(gòu)充分了解系統(tǒng)各層次的功用，有效提升業(yè)務能力。船舶法定檢驗技術(shù)支持與各單位現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性必須進行長期驗證以及階段性測試，同時需要在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中開展長期的跟蹤調(diào)查，增強數(shù)據(jù)內(nèi)容的親和性。

2.2平臺框架

船舶法定檢驗技術(shù)支持總體框架是船舶法定檢驗技術(shù)支持實施的具體依據(jù)和準則，見圖3。

圖3　船舶法定檢驗技術(shù)支持總體框架

船舶法定檢驗技術(shù)支持以三大業(yè)務流程為支撐，分為物理層、服務層和應用層3層結(jié)構(gòu)。其中業(yè)務支撐是船舶法定檢驗的具體業(yè)務描述，為系統(tǒng)的實現(xiàn)提供基本的功能和流程依據(jù)；物理層是網(wǎng)絡信息的載體，用于實現(xiàn)系統(tǒng)信息的傳輸及控制；服務層在物理層的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務流程的基本需求構(gòu)建相應的服務端，提供訪問及調(diào)用接口；應用層調(diào)用服務層各接口，從軟件意義上實現(xiàn)各類信息支持功能，是業(yè)務流程信息化的真實體現(xiàn)。

2.3功能分類

同傳統(tǒng)的船舶檢驗信息系統(tǒng)和技術(shù)支持相比，船舶法定檢驗技術(shù)支持涵蓋了船舶建造檢驗、船舶營運檢驗及船舶產(chǎn)品檢驗三大業(yè)務流程，面向驗船機構(gòu)、船東、船廠、相關(guān)設計部門及海事局管理層等更加廣闊的業(yè)務群體，提供基本信息瀏覽、業(yè)務流程運行管理、專家系統(tǒng)支持、領(lǐng)域?qū)＜壹夹g(shù)交流、專項計算軟件管理、驗船師業(yè)績考核、船檢政策反饋及業(yè)務技能培訓等8項技術(shù)支持，用以規(guī)范業(yè)務流程，實現(xiàn)技術(shù)資源的“相對集中”。

1)法規(guī)信息檢索平臺。船舶法定檢驗相關(guān)政策、法規(guī)、指南繁多，涉及到船舶建造檢驗、營運檢驗、產(chǎn)品檢驗的各個方面。在檢驗過程中，驗船師往往需要查閱大量的材料才能找到所需信息，不僅浪費了時間，查全率也不高，降低了業(yè)務流程的推進速度。而利用信息檢索的手段，能有效、快速、準確地在海量信息中找到所需要的信息，提高信息利用的效率，縮短獲取信息的時間，并能使驗船師有更多的時間去完成更重要的工作，從而大大提高工作效率；同時易于找出政策、法規(guī)的不完善、不合理之處，便于政策、法規(guī)的修訂，有利于推動船舶法定檢驗的發(fā)展。

船檢法規(guī)信息檢索平臺旨在為船檢人員提供最佳的解決方案，確保用戶能夠準確獲取船檢法規(guī)、政策信息，能滿足每位船檢人員不同的操作習慣和個性化需求。

2)業(yè)務信息管理平臺。船檢機構(gòu)在開展船舶監(jiān)督、檢查工作時，由于船檢的業(yè)務種類繁多、船舶結(jié)構(gòu)和設備復雜，并且船舶數(shù)量大、船舶數(shù)據(jù)多、船舶證書發(fā)放量大，在管理的深度和廣度方面，傳統(tǒng)的人工檢驗方式都不能滿足要求。因此，迫切需要開發(fā)基于船檢業(yè)務流程的檢驗技術(shù)交互式信息平臺，通過互聯(lián)網(wǎng)及智能移動終端設備的形式，將船檢過程中大量的規(guī)范、政策、指南、流程、技術(shù)資料、證書、檢驗數(shù)據(jù)等資料分門別類地提供給相關(guān)受眾，從而對用戶給予全程、全方位的技術(shù)支持，降低船檢工作中人為因素的影響，提高檢驗效率和檢驗質(zhì)量，促使全國各地的船檢工作向著規(guī)范化、便捷化、辦公無紙化的方向發(fā)展。

3)專家支持平臺。船舶法定檢驗專家支持平臺，即基于船舶法定檢驗過程中的經(jīng)典案例，船舶故障分析和處理知識，構(gòu)建船舶法定檢驗的數(shù)據(jù)庫和知識庫，為其提供相應的案例支持；結(jié)合眾多領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)人員的知識體系，構(gòu)建船舶法定檢驗的在線支持平臺，為船舶檢驗提供專家的在線支持，是船舶法定檢驗技術(shù)支持的重要智能應用平臺之一，是海事局為加強船舶法定檢驗工作的管理，提高船舶法定檢驗水平，緩解技術(shù)人員緊張矛盾的具體措施。

該平臺是一個咨詢信息統(tǒng)一規(guī)劃、可擴展、無縫接入的專家基礎(chǔ)平臺。它能夠自動跟蹤各種領(lǐng)域咨詢流程、整合知識發(fā)布過程，同時它能夠以自動向?qū)Х绞揭龑в脩舾奖愕孬@取自己想要的知識。根據(jù)基于案例的推理策略，自動優(yōu)化案例處理流程，同時可對優(yōu)化過程進行干預，利用已有知識為用戶問題提供最典型的案例參考，通過對知識庫的動態(tài)調(diào)整及擴充，使專家咨詢平臺作為公司各類專家知識經(jīng)驗沉淀和積累的平臺。

4)業(yè)務技能培訓平臺。船檢業(yè)務技能培訓平臺是為了使主管機關(guān)、船廠、驗船人員、船舶檢驗機構(gòu)等用戶能更好地完成對驗船人員的業(yè)務技能培訓而設計開發(fā)的與其業(yè)務范圍相適應的系統(tǒng)平臺。該平臺能為業(yè)務技能培訓的開展提供支持，各相關(guān)方在系統(tǒng)平臺中有適用的功能模塊用于組織完成各自負責的培訓工作。

另外，本平臺針對不同的培訓學員設置了不同的培訓內(nèi)容，并設置了考核模塊，對于每一階段的培訓只有通過相應的考核之后才可以進入下一階段的培訓。培訓全部合格后，才能安排實船檢驗工作。

5)專項計算軟件管理平臺。在海事領(lǐng)域，諸多專業(yè)計算軟件都已投入使用，它們涉及到船舶檢驗工作中專項計算、船舶審圖、規(guī)范科研、輔助設計、航運安全評估等重要工作。但是，目前國內(nèi)外的船檢機構(gòu)所使用的計算軟件繁多、分類復雜、功能重復，對地方船檢來說，收費高昂，船檢成本較高，海事部門無法滿足船檢軟件服務的需要。

因此，專項計算軟件綜合管理平臺要求將專項計算軟件進行分類整合，并且提供了尋求其他船檢部門解決計算問題的接口，平臺根據(jù)計算的難度適當?shù)氖杖∠鄳馁M用，使復雜的計算工作簡化，使得地方船檢的驗船成本降低，使他們愿意主動使用該平臺，達到方便齊全、管理完整、標準統(tǒng)一，從而大大地提高船檢質(zhì)量。

6)政策法規(guī)適用性反饋平臺。船舶法定檢驗是船舶安全管理的第一關(guān)，是船舶質(zhì)量的源頭管理，為船舶質(zhì)量把關(guān)，為政府把關(guān)，對保障人民生命財產(chǎn)安全和防止水域環(huán)境污染起到了重要的作用。我國水監(jiān)體制改革十多年來，船檢工作取得了不少成績。但是船檢技術(shù)法規(guī)還不能完全適應經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展的需求，不能完全滿足航運經(jīng)濟和船舶制造業(yè)發(fā)展的需要，在適用性等方面還存在一些不足。

現(xiàn)行部分船檢技術(shù)法規(guī)的應用存在不適用性，中國船級社制定的規(guī)范和部局頒布的法規(guī)不完全吻合，規(guī)范的運作執(zhí)行欠缺穩(wěn)定性，法規(guī)配套指導性文件沒能及時跟上，執(zhí)法機構(gòu)在實際操作中感到無所適從。封閉水域的無資料小船，旅游景區(qū)的高速客船、浮橋、漂流體、旅游租船等的船檢技術(shù)規(guī)范存在一定的滯后性。

鑒于以上原因，很有必要建立船檢政策法規(guī)適用性反饋平臺，在船舶設計、船檢申請評審、審圖及現(xiàn)場檢驗等流程環(huán)節(jié)，針對船檢政策法規(guī)與實際船檢過程存在的不適用性及矛盾性，船檢用戶可以在該平臺進行信息交互，及時上傳不適用性信息及其輔助說明文件。

3　結(jié)束語

在船舶法定檢驗中，現(xiàn)已經(jīng)投入使用的“技術(shù)支持”方法也僅僅聚焦于業(yè)務流程管理、專業(yè)計算軟件服務等，技術(shù)碎片化較為嚴重；在相關(guān)學者的研究中，也僅能看到局部細節(jié)技術(shù)或新型服務方式的改進。文中提出的技術(shù)支持功能體系的任務之一便是統(tǒng)一管理這類離散的資源，用于實現(xiàn)“私有技術(shù)”的共享。總體來說，本文僅是展開對船舶法定檢驗技術(shù)支持體系的定性研究，由于與之相關(guān)的其他海事及船檢信息系統(tǒng)通訊接口較為多樣化，文中并未詳細討論這種靈活信息接口的設計方法。

本文提出的船舶法定檢驗技術(shù)支持體系較為系統(tǒng)化，涉及到船舶圖紙檢驗和現(xiàn)場檢驗的各個操作環(huán)節(jié)，且因為其結(jié)構(gòu)分層較為明確，結(jié)合目前主流的大數(shù)據(jù)分析、云計算處理及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在實施過程中很容易實現(xiàn)由淺入深、逐步推廣。從課題研究角度講，雖然文中提出了整個技術(shù)支持的功能體系，但對于每一部分功能的細節(jié)研究尚未展開，如船舶檢驗知識庫的建立、法規(guī)智能檢索算法設計、驗船師現(xiàn)場誘導方法設計、多角色的檢驗任務綜合調(diào)度算法設計等，這類研究也將在系統(tǒng)實施的過程中同步進行。與此同時，該體系及相關(guān)分析對其他行業(yè)的相關(guān)研究也有一定的借鑒意義。

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Research on Functional Framework of Ship Survey Technical Support System

FAN Shi-dong1, LU Wen1, CAO Ji-yin1, PU Bing2

(1 School of Energy and Power Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; (2 Guangdong Maritime Safety Administration, Guangzhou 510260, China)

Ship survey, which is a critical activity to keep ship's safety, has sort of participators with widely ranged academic technologies. Considering the problems occur in ship survey, an information-technology-based model for ship survey technical support (SSTS) is introduced after the analyzing related studies and applications in the field, and the differences between SSTS and other support systems such as maritime information top design, maritime workflow management and academic calculation software systems are analyzed. The detailed functions of the model are discussed, and the whole framework of ship survey technical support is proposed. Six essential functionalities, including statute retrieval, management of workflow information, expert support, management of academic software and applicability feedback of the survey rules, are designed. Finally, the applicability of SSTS is analyzed with considering of mainstream of the information technology, and the future application is expected.

ship survey; technical support; maritime information building; statute retrieval; management of academic software

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.01.013

2015-12-08

2015-12-22

范世東(1963-)，男，博士，教授

U692.7

A

1671-7953(2016)01-0061-05

研究方向:船舶機械健康管理與作業(yè)優(yōu)化

E-mail:sdfan@whut.edu.cn