貴陽市水上安全監管系統框架設計

趙顯峰 房延軍

摘 要：近年來，隨著腹地經濟社會的持續快速發展，貴陽市內河航運呈現出高速增長的態勢，但同時也給水上交通安全監管工作帶來很大壓力，發生水上安全事故的風險不斷增加。為適應新形勢下海事管理的需要，有必要對貴陽市水上安全監管系統進行全面、系統地分析論證，提出貴陽市水上安全監管系統的建設思路，旨在指導相關工程建設，進一步提高海事監管和救助水平，保障船舶航行安全和水域生態環境。

關鍵詞：貴陽;安全;監管;系統

1 現狀

目前，貴陽市主要通航河流達到15條，湖泊5個，水庫17座，通航里程已超600公里，均為封閉庫區（湖區）間中短途區間運輸。近年來，隨著腹地經濟社會的持續快速發展和港航基礎設施條件不斷改善，貴陽市內河航運呈現出高速增長的態勢，據2019年1-11月水路運輸報表統計，全市實現客運量72.09萬人次、客運周轉量1081.42萬人公里、貨運量38.6萬噸、貨運周轉量1930萬噸公里。雖然貴陽市航運設施裝備的建設取得了較快發展，但在水上安全監管、應急救助方面與仍較落后，主要體現在監管設施和裝備落后、應急反應能力不足、水上資源整合剛剛起步、信息孤島問題比較突出等方面，航運支持保障系統難以滿足未來水運快速發展的要求。

2 技術手段

目前，我國內河通航水域主要的安全監管手段有雷達、閉路電視（以下簡稱CCTV）、甚高頻（以下簡稱VHF）通信系統和船舶自動識別系統（以下簡稱AIS）等。不同監控設施的技術特點和服務能力不同，要完成全面掌握交通態勢的要求，實施各種服務，需要建設全面覆蓋重點通航水域、功能完善的水上安全監管體系。

雷達是交通監視及船舶實時動態數據收集的主動監控的技術手段。可以通過雷達數據處理設備實現對雷達目標的檢測、錄取、跟蹤、運動參數的計算與危險的判斷以及對多雷達目標進行融合等。但雷達設備分辨率有限，對小目標的探測能力較弱，具有對視野要求高以及建設費用高等缺點，適合船舶密集的開闊性水域使用。

CCTV具有畫面清晰、真實的特點，在一定距離內能辨別船舶類型、看清船名，可使管理人員直接觀察水上交通的現場態勢，及時了解監控現場船舶交通動態，發現違章操作與事故，為現場管理決策、調度指揮提供第一手資料。作為一種主動性監管手段，CCTV系統投入相對較小，對于內河地區以小型船舶為主的交通形式比較適用。但是受外界影響較大，霧天、雨天和夜晚觀看效果較差，監視范圍受限制，一般在船舶比較密集的近岸水域建設。

VHF通信系統是移動無線電通信中的一個重要系統，用于海事近距離通信，具有船舶遇險和安全報警、搜救協調通信、救助現場通信、播發安全信息、報告船舶動態、日常安全管理通信等功能。作為水上安全監管體系不可缺少的手段，VHF主要用于船與船之間、船與岸之間的通信，實現“叫的著”的功能，有效支持海事業務地開展。

AIS系統在功能上具有較強的針對性，它在電子海圖上顯示所有船舶可視化的航向、航線、船名等信息，改進了海事通信的功能。此外，系統還可進行數字通信和語音通信，為船舶提供動態船舶定位和安全信息。建立AIS系統，可以自動連續向基站及航運管理部門和臨近船舶提供大量的船舶動態、靜態信息，減少天氣及航道彎曲的影響，通過與其它助航設施的配合，提高船舶航行安全保障力度，同時也為通航管理部門準確掌握船舶動態提供了新的手段。但是AIS是一種被動的掌握船舶位置信息的方式，受到船臺設備的制約，AIS系統的推廣必須有船臺設備并有船方的積極配合。

綜上，結合貴陽轄區水上安全管理需求，確定貴陽市水上安全監管系統的建設思路：構建全市統一水上安全監管平臺，以AIS、VHF系統基本覆蓋全線，以CCTV技術手段進行重點覆蓋，以智能化應用系統為支撐，有效提升海事監管能力，向社會提供及時有效的信息服務。

3 框架設計

根據建設思路，貴陽市水上交通安全監管系統工程主要包括VHF/AIS子系統、CCTV子系統、大屏幕顯示子系統和智能應用子系統等。

具體方案如下：

3.1 VHF/AIS子系統

VHF/AIS子系統的建設原則是合理進行前端VHF/AIS基站布局，在貴陽地方海事局搜救指揮中心設置VHF/AIS控制中心，用于轄區內所有VHF/AIS基站的控制管理，具備后期系統擴展功能。根據覆蓋水域的范圍，結合以往工程建設經驗，在紅楓湖建設1座VHF/AIS基站，在百花湖建設2座VHF/AIS基站，采用1+0方式配置。其中每座VHF基站設有2個頻道，分別是遇險呼叫頻道和日常工作頻道。

3.2 CCTV子系統

CCTV子系統由于其能直觀真實地反映現場場景，是水上交通安全監管的重要手段之一。根據貴陽市地方海事局的水上安全監管的需求，CCTV子系統的建設應滿足系統的高可靠性，確保對所監視水域進行有效監控和錄像;對所轄監控點信號要充分考慮在各級監管機構實行分布式多級管理，要求系統具備良好的擴展性。

CCTV子系統采用基于遠程IP網絡的監控技術，構建基于全數字網絡化的多級網絡，并且在局部重點水域實現視頻聯動，協助管控人員更為全面和高效地了解管控現場的實際情況，從而可以做出更加準確地判斷和管控措施。

根據貴陽市地方海事局統一監管，分級負責的實際管理體制，CCTV子系統應與貴陽地方海事局的監管體制相適應，為貴陽地方海事局搜救指揮中心—現場監控分中心二級架構，采用集中控制方式，前端視頻信號分別上傳至現場監控分中心和貴陽地方海事局搜救指揮中心，其他各海事處用戶均以客戶端訪問的方式獲取視頻信號。

3.3 大屏顯示子系統

大屏幕顯示系統作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監控系統的計算機圖、文信息和視頻信號等進行集中顯示，在實時調度、會商、決策及信息反饋等方面都起到了重要作用，已成為現代監管指揮中心不可或缺的重要系統。

大屏顯示子系統分別建設在現場監控分中心和貴陽地方海事局搜救指揮中心，大屏子系統主要由超窄邊液晶顯示單元、多屏拼接處理器、信號控制器和控制管理軟件等組成。

整個大屏幕顯示系統以大屏幕顯示控制軟件作為拼接控制單元，大屏幕顯示控制軟件支持多種視頻輸入、輸出業務板，同時提供高速網絡接口，接入本地局域網，可以接入前端網絡攝像機的網絡視頻數據、模擬視頻信號、其他業務系統計算機顯示信號或網絡遠程桌面，通過大屏幕顯示控制軟件內部拼接控制功能，利用大屏幕顯示控制軟件強大的數據處理能力，實現圖像的拼接和漫游操作。大屏幕顯示控制軟件提供DVI、HDMI等多種高清數字輸出接口，連接LCD大屏幕顯示系統，實現多種視頻信號的高清輸出顯示。

3.4 智能應用子系統

智能應用子系統主要包括基礎平臺、信息接入、智能管理、搜救應急、公眾服務、移動執法等模塊，每個模塊包含內容如下：

（1）基礎平臺：包含地圖服務、智能監管引擎兩部分內容。

（2）信息接入：對AIS、CCTV、VHF等信息的接入適配，為后續雷達等監管手段預留接口。

（3）智能管理：包含電子巡航（主要包括電子巡查、電子設卡、電子預警、電子跟蹤、電子盯防和電子分析等功能）和預報警規則開發（包含速度異常、禁止進入、碰撞預警、船舶逆行、船舶錨泊、區域船舶密度超標、禁止追越、禁止離開、單船避碰等多種規則）兩部分內容。

（4）搜救應急：包含應急資源管理、應急預案管理、應急事件管理、應急指揮調度四部分內容。

（5）公眾服務：包含公眾服務網站、微信服務平臺和短信服務平臺。

（6）移動執法：包含移動執法基礎服務和移動執法管理。

系統的硬件主要包括應用服務器、數據庫服務器、對外公眾服務服務器、移動應用程序后臺管理服務器。數據庫服務器作為整個系統的核心負責保證數據的快速同步和完整性;應用服務器負責接收和解析各種實時數據，并負責將處理過的數據發布給客戶端應用;移動應用程序后臺管理服務器負責為移動終端用戶提供數據訪問支持服務;同時根據業務使用需求，在各監管中心配置監控終端，客戶端直接訪問監控中心服務器獲取數據，實現各項軟件功能應用。

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