水上航運指揮調度系統解決方案研究

陳超 韓嘯虎

[摘? ? 要] 隨著水上航運經濟的快速發展，船舶的種類和數量急劇增加，水上交通越來越繁忙。海事部門作為管理部門，對水上航道安全監管提出了更高的要求。而內河大部分地方都存在監管盲區，安全監管的基礎設施薄弱，這就迫切需要加強對內河水域信息化管理的建設，優化資源配置，將先進的技術手段引入內河水上交通安全的監管業務中。基于此文章闡述了水上航運指揮調度系統的綜合解決方案。

[關鍵詞] 水上航運;信息化;指揮調度;AIS 監控

1? ? ? 背? ? 景

1.1? ?水上航運指揮調度業務現狀

近年來隨著水上經濟的快速發展，內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生，傳統的水上監管難以滿足內河及近海海事局提出的全方位覆蓋、全天候運行的監管模式，在通航環境監控、遇險救助指揮、船舶流量實時監控等難以做到智能化、信息化。建設一個集監控、通信、指揮、調度等功能于一體的水上航運指揮調度系統，是內河及近海海事“五化”建設的目標之一，它將為內河及近海流域航運管理單位、企業以及社會船舶提供航行、調度、安全信息服務等綜合服務，且能有效實現內河及近海水域內水上安全智能化的管理要求。

1.2? ?水上航運指揮調度系統建設目標

水上航運指揮調度系統利用無線通信、GPS衛星定位、GIS等高新技術，將航行船舶等數據有機結合，對轄區水上交通安全管理進行統一協調和指揮，實現了跨區域水上交通安全措施整體配合、協調一致。系統將利用船載終端設備，通過無線通信網絡與監控中心連接，形成一個船岸一體化的系統。系統通過船岸及船只之間的信息快速傳遞，實現主動防范、快速救援及航運信息一體化，提高安全防范和管理預控能力，降低水上安全事故率和減少人民群眾的生命、財產損失，以促進航運事業的發展。其主要建設目標如下。

1.2.1? ?實時遠程監測

提供高速互聯網接入，用戶可以通過多種終端設備隨時隨地訪問系統，查看船運碼頭及船舶實時監測情況。

1.2.2? ?可視化展示

擬在指揮中心現場設置大屏，運用GIS技術展示各船舶動態數據變化及動態安全指標，便于指揮中心管理人員監控各船舶狀態。

1.2.3? ?系統診斷

遠程設備的完好性能監控，診斷系統運行異常及船運異常，便于現場精準指揮的發揮作用。

1.2.4? ?大數據分析

通過云計算服務器群提供強大的數據分析和挖掘能力，對水上指揮系統積累的大數據進行定期自動分析和人工分析。

2? ? ? 水上航運指揮調度系統解決方案

2.1? ?系統整體架構設計

2.1.1? ?整體架構

水上航運指揮調度系統的整體框架，包含基礎網絡設施、智能化應用、數據匯聚、信息化應用、終端設備展現等方面，如圖1所示。

2.1.2? ?功能架構

本系統功能架構主要由數據層、管理支撐層、應用層、展現層和數據服務對象層構成。其中服務對象層主要指水上移動應急指揮中心和遠程監管中心。

2.2? ?管理系統功能模塊設計及介紹

2.2.1? ?系統管理

系統管理是對于用戶、角色、權限和功能系統層面的管理功能。該模塊是管理部門對監測人員在系統中使用權限的管理。主要涉及對操作該系統的人員進行權限管理和系統功能角色的管理。

2.2.1.1? ?用戶管理

業務定義：對操作該系統的人員的維護。功能描述：提供管理員對操作該系統的人員的增加、修改、刪除功能。

2.2.1.2? ?角色管理

業務定義：角色是對單個或多個權限所組成的集合。一個角色可以有一個或者多個權限，一個權限可以分配給多個角色。角色管理需要完成角色的定義、維護等功能。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，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。管理員不能設置大于自身權限的角色。角色管理采用分級的管理方式，上一級可以設置下一級的管理角色。

2.2.1.3? ?模塊管理

業務定義：支持增、刪、改、查功能點權限，在刪除功能點權限時，需要確保此權限沒有分配給相應的員工。功能描述：給管理員提供對模塊功能點權限的增加、刪除、修改功能，如果權限被分配了，仍然要刪除此功能點權限，系統將直接收回分配出去的權限。

2.2.1.4? ?模塊權限設置

業務定義：支持將一個或多個操作權限直接授予員工。功能描述：給管理員提供權限分配，支持一個或多個操作權限直接授予員工，支持采用單個和批量的方式將操作權限直接授予員工。

2.2.2? ?數據中心

2.2.2.1? ?基礎配置

基礎配置主要包括數據字典功能。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。船隊分類：按照船舶功能進行劃分成相應的字典。人員分類：根據崗位職責進行劃分區別，為人員字典。

2.2.2.2? ?靜態數據監測

靜態數據主要包括船舶基本數據、載重數據和位置數據，包含如下功能。

基本數據：船舶基本編碼、呼號、船名、國籍、船只尺寸、類型、位置、航行狀態、船舶定期檢查與評定（包含錄入檢查記錄表、自動評定、檢查報告）、健康監測功能、貨物載重量范圍值。載重數據：裝載記錄數據功能。位置數據：船舶靠岸位置數據功能。

2.2.2.3? ?實時數據監測

實時數據主要包括船舶航行路線、航行里程數、航行軌跡等。系統針對此數據提供實時展示并累計統計分析功能。

2.2.3? ?AIS數據集成

對接海事AIS系統接口，為了獲取基礎信息，以便在管理平臺和大屏展示數據。AIS系統接口數據作為本系統運行的基礎數據，主要內容如下。

2.2.3.1? ?AIS信息

主要信息：船名、AIS在線率、IMO編號、MMSI、類型、呼號、吃水、船旗、長×寬、國籍、位置、更新時間、船首向、船跡向、航行狀態、船速、當前吃水、預到時間、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、IMO編號、MMSI、船籍港、海河船類型、航線、航區、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、主機類型，建造時間等。

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、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、主機總功率、船員總數、船舶經營人等。

2.2.3.4? ?進出港信息

主要信息：進碼頭時間、貨物名稱、船員人數、始發港、實載貨物、本碼頭卸貨、危險貨物、集裝箱等。

2.2.3.5? ?船員信息

主要字段：姓名、電話、所屬公司、相關資質證書等。

2.2.4? ?船舶定位

船舶定位功能主要包含實時定位、軌跡回放、電子圍欄和到港預報四個功能。

2.2.4.1? ?實時定位

通過通信模塊查詢監控服務器上面的位置信息數據庫，能夠得到船的實時位置，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的單位或職能部門進行一些基本的監控和調度等工作。

2.2.4.2? ?軌跡回放

通過對船舶實時定位點的數據采集，并且對數據進行運算及有效數據的篩選，對船舶運行歷史軌跡查詢，支持7日內軌跡回放。

2.2.4.3? ?電子圍欄

設定靠泊范圍的電子圍欄，當船舶進入電子圍欄時，對船舶進行精確定位，通過計算該船舶的坐標點，判斷是否在電子圍欄中。

2.2.4.4? ?到港預報

通過所得到船只位置信息，計算船只當前位置與將到港距離，預測到達時間，并發送相關信息到港口碼頭。

2.2.5? ?數據分析

數據分析分為常規數據統計和深度分析處理。

2.2.5.1? ?船只進出港數據統計

對每天進港的船只數量進行統計，繪制峰谷時分圖。方便員工在船只多的時候認真工作，船只相對較少的時候協調休假等其他安排。

2.2.5.2? ?船只噸位分析

根據進港船只的噸位，尋找主要吃水噸位的船只數據以及數量。給后續港口建設提供決策支持，并且可以根據噸位建設最優數量的港口停靠點，提升進出港船只的效率，增加港口貨物進出數量。

2.2.5.3? ?告警地點分析

根據歷史軌跡偏離比較多的區域地點提示相應的警示顏色，給予水上指揮人員和船只特殊的提醒。

2.2.5.4? ?熱點泊位分析

針對停靠數量較多的泊位，進行流量提示。且連接靠泊指揮系統將船只引導入停靠數量較少的泊位。

2.2.5.5? ?優先級分析

對歷史客戶公司的船只進行統計分析，篩選出潛在的貢獻度較大的客戶船只。且針對一些長期客戶或者優先級別較高的船只，優先安排靠泊，安排特殊的指引航線。

3? ? ? 系統建設成效

目前，水上航運指揮調度系統已在中交（廣州）建設有限公司廣州南沙明珠灣區橫瀝工程項目經理部內部應用，系統運行正常并且穩定，對日常船舶的管理和監控起到了明顯的作用。通過系統改善了對船舶監管方式，利用GPS、GIS等技術獲取船舶位置信息，實現了實時監管要求，與傳統方式相比，數據信息更具有準確性和及時性，降低了管理的風險，有效提高了日常的工作效率，提高了安全防范與管理預控能力。

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