船舶智能化處理數據分析系統的構建

劉軼超 蘭儒

摘 要：本文通過對船舶污染物接收、轉運以及處置業務需求的分析，提出船舶智能化處理數據分析系統的總體架構以及總體布局，在此基礎上詳細說明了系統建設的主要內容，對船舶智能化處理數據分析系統在今后擴展到船舶壓載水智能化處理上的應用奠定研究基礎。

關鍵詞：船舶污染物;智能化系統;防污染;聯合監管;壓載水

中圖分類號：U667.9? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）05-0109-04

我國是世界水運大國，水路運輸是我國綜合交通運輸體系的重要組成部分。2019年全國港口完成貨物吞吐量139.51億噸，比上年增長5.7%[1]。近年來我國經濟水平的提升帶動了水運行業的發展，船舶的種類和數量都有了明顯的增加。船舶在運營過程中會產生垃圾、生活污水、含油污水等污染物，具有數量大、流動性強、涉及范圍廣等特點。這些污染物如未經處理直接排放，將會對水體水質產生較大影響。隨著水運行業的發展，與之并行的船舶污染物排放問題也得到了社會各界的關注。2020年，交通運輸部、生態環境部、住房和城鄉建設部三部委聯合印發《關于建立完善船舶水污染物轉移處置聯合監管制度的指導意見》，要求建立和完善船舶水污染物轉移處置聯合監管制度，強化部門聯合執法，共同打擊船舶水污染物和危險廢物非法轉移處置行為，促進綠色發展，保護生態環境[2]。

伴隨著“互聯網+電子政務”行政審批領域的深入推進，網上政務大廳建設如火如荼[4]，加上長期以來解決船舶污染物監管力量不足，監管措施和辦法不多等實際問題，創新管理模式，為船舶污染物管理部門建立一個公開的、交互的、高效的船舶智能化處理數據分析系統，實現船舶污染物接收、轉運、處置監管平臺化管理，實現電子化聯單。同時積極與交通管理部門、生態環境管理部門、城建部門等現有管理平臺對接，交換、共享相關信息，進一步提升船舶污染物聯合監管水平，防止船舶違法排放和污染物接收、轉運、處置過程造成二次污染，為建設“綠色港口”保駕護航。

1需求分析

1.1業務需求分析

1.1.1船舶污染物分析

船舶水污染物主要包括含油污水、生活污水、含有毒液體物質（多見于化學品船洗艙水）及垃圾等四類 [3]，為了便于細化分析，本文對船舶污染物進行了進一步的劃分，詳見表1。

由上表可見，船舶在日常營運過程中產生的污染物主要包括船舶油污水、生活污水、洗艙廢水、生活垃圾、危品廢固等幾類，主要產生于船舶機艙、貨倉及生活區三個部位。其中，船舶油污水產生數量巨大，一條船每年產生的機艙艙底油污水達到其總噸位的10%左右。船舶油污水和洗艙廢水含有多種有毒、有害物質，對內河水環境造成的污染危害非常嚴重。生活區產生的生活污水和生活垃圾中含有難降解的白色污染物，特別是游船、一等內河船舶，船上人員眾多，單位航次內產生的生活污水和生活垃圾數量十分可觀，排入海洋對水環境的長期影響不容忽視。

1.1.2系統服務對象分析

在監管手段上，對船舶污染物排放的監管主要采用文書檢查方式，監測能力不足、尚未開展常態化排放監測工作。各港口城市正在逐步建立船舶污染物轉移聯單制度，但仍以紙質聯單為主，電子聯單等信息化監管手段應用有限。在監管模式上，多數港口城市依據《水污染防治行動計劃實施情況考核辦法》出臺了聯合監管制度，但部分地區尚未完全落實，未實現多部門互聯互通[5]。

本系統的服務對象分為三類（詳見表2），第一類是船舶污染物作業的相關企業，包括船舶污染物排放企業、船舶污染物接收企業、船舶污染物轉運企業、船舶污染物處置企業的作業人員，服務內容包括企業資質備案、船舶污染物排放/接收/轉運/處置作業報告、月度報表上報。第二類是監管部門，包括海事管理部門、生態環境管理部門、交通運輸管理部門、城市管理局及各區市縣相關部門的監管人員及部門領導。第三類是各區市縣政府相關工作人員及各領導。

1.2系統功能分析

總體功能需求指各級監管部門和船舶污染物作業企業用戶具有一定共性的功能需求。

1.2.1統一用戶管理需求

用戶包括船舶污染物排放企業、船舶污染物接收企業、船舶污染物轉運企業、船舶污染物處置企業的作業人員、海事管理部門、生態環境管理部門、交通運輸管理部門、城建部門及各區市縣相關部門的監管人員及部門領導。單點登錄服務系統需實現對各管理部門相關機構的維護管理，各類人員的權限管理及角色管理，該模塊用戶為系統管理員。

1.2.2消息提醒需求

（1）待辦事項提醒需求，在流程中的各類用戶，系統將待辦事項列出，用戶選擇某條待辦事項后跳轉至業務辦理界面。

（2）到期提醒需求，系統中備案的證書、文件、檢查信息等涉及到有效期的，系統可根據設定提前提醒相關用戶。

1.2.3 移動端業務辦理與服務需求

由于船舶污染物排放、接收、轉運、處置作業是動態的業務，因此需提供移動辦公平臺服務，包括作業內容上報、現場作業視頻上報、作業文書上傳功能、證書到期提醒的查看功能，備案信息的查詢功能。

2總體架構及布局

2.1總體架構

總體框架主要包括應用層、應用支撐、數據層、網絡層等四個層面，同時還包括安全保障、標準規范、運行維護體系。

2.1.1應用層

應用系統層基于應用支撐層，包括船舶污染物聯單申報系統、船舶污染物聯合監管移動端、船舶污染物聯合監管系統、分析與輔助監管系統。

2.1.2應用支撐層

應用支撐平臺是系統的基礎設施，包括對應用系統開發、集成、部署和管理提供環境及相應規范，使業務系統能夠在一個嚴格定義的、統一的環境中運行，從而提高系統互連、互通、互操作和信息共享的能力。主要包括單點登錄服務平臺、操作系統及數據庫管理軟件、統一電子簽章、應用服務器中間件等。

2.1.3數據資源層

數據資源層是實現系統功能應建立的各類數據庫，主要實現內部系統、外部系統、互聯網等多個數據來源采集數據，按照一定數據標準，對數據進行預處理，形成系統數據庫，在此基礎上實現共享交換、接口調用等數據服務。

2.1.4基礎設施層

系統建設將依托未來部署環境的計算資源和存儲資源部署應用系統。

2.2總體布局

根據系統使用特點，本著優化設計、安全可靠的原則，采用集中式部署方式，應用系統部署于口岸公共信息平臺。

其中，企業用戶通過互聯網訪問“船舶污染物聯單申報系統”和“船舶污染物聯單監管移動端”;海事局通過海事內網訪問“船舶污染物聯合監管系統”和“分析與輔助監管系統”;生態環境局、城市管理局通過市政務內網和政務外網訪問“船舶污染物聯合監管系統”和“分析與輔助監管系統”;交通運輸局通過交通專網訪問“船舶污染物聯合監管系統”和“分析與輔助監管系統”;海事局、交通運輸局、生態環境局和城市管理局通過互聯網訪問“船舶污染物聯單監管移動端”。

3系統建設的主要內容

本系統的建設將以各地依托《水污染防治行動計劃實施情況考核辦法》出臺的聯合監管制度，如：船舶污染物接收、轉運、處置監管聯單及聯合監管制度為指導，以提升船舶污染物聯合監管水平為核心，根據前期的調研分析，依托口岸公共信息平臺，建設船舶污染物接收、轉運、處置聯合監管平臺。主要建設內容如下：

3.1船舶污染物接收、轉運、處置聯合監管平臺

按照業務管理要求及移動辦公的需要，分別建設船舶污染物接收轉運處置服務系統、船舶污染物接收轉運處置聯合監管系統、船舶污染物接收轉運處置移動端系統、分析與輔助監管系統、移動執法終端監管系統。

船舶污染物聯單申報系統主要服務于船舶污染物接收轉運處置單位，具體功能包括：企業注冊、企業資質備案、企業信息管理、作業聯單申報、防污染作業查詢統計、防污染作業報表、公共信息查詢、系統權限管理、數據推送管理。船舶污染物聯單申報系統面向污染物接收、轉運、處置企業用戶，提供企業資質備案管理、作業報告申報、作業聯單申報、作業查詢和統計等功能，企業可依據自身業務范圍進行網上申報，通過系統查看管理部門對防污染作業的反饋信息，按照整改通知書的要求整改防污染作業存在的問題。

船舶污染物聯合監管系統主要服務于海事管理部門、交通運輸管理部門、環境管理部門和城建管理部門，具體包括：企業資質確認、企業資質查詢、防污染全流程監管及動態跟蹤、聯單查詢統計、企業誠信管理、信息推送、用戶權限管理、數據推送管理。該子系統主要為各行政管理部門進行聯合協作提供支持，定期開展船舶污染物接收、轉運及處置相關信息的校核比對工作，及時發現、查處違法違規行為，確保船舶污染物接收、轉運及處置的閉環管理有效實施。

船舶污染物聯合監管移動端主要服務于企業和監管單位，具體包括：作業聯單申報、防污染作業查詢、公共信息查詢、個人中心、企業資質查詢、防污染全流程監管。該子系統面向企業及管理部門，建立船舶污染物聯合監管移動端應用，為企業進行船舶污染物聯單申報、管理部門進行船舶污染物現場檢查提供了保障。

分析與輔助監管系統主要提供分析與輔助功能支持，具體包括：用戶權限設置功能、首頁展示功能、污染物作業跟蹤、報表功能、綜合查詢分析功能。

移動執法終端監管系統為主要為海事局及各地方海事處現場執法提供支持，具體包括：檢查計劃管理、檢查記錄管理、綜合信息查詢、執法人員管理、數據推送管理。

3.2船舶污染物數據庫

實現與交通部海事局、船舶污染物企業、生態環境局、市政公用事業服務中心的信息交換與共享，建設成為船舶污染物接收、轉運、處置數據庫，包括基礎信息數據庫、資質管理數據、業務數據庫、統計數據庫等。

根據系統所需數據資源的屬性和使用要求，數據庫建設過程中要求數據庫設計的標準化、規范化，并保證一定的完整性和安全性。數據庫建設包括基礎數據群和業務數據庫群。

基礎數據庫群是在業務處理過程中均需使用到的基礎性、通過性的公用數據，通常為更新頻率較低的“靜態”數據。基礎數據庫采用集成設計思想，相關業務應用系統共建共用，數據庫建成后可獨立于具體的業務應用，可隨業務的發展逐步豐富和完善數據庫內容。本系統基礎數據庫包括：船舶信息數據庫、泊位信息數據庫、垃圾接收站點車輛信息數據、港口經營人信息庫、監管部門信息庫等。

業務數據是在開展行業管理工作過程中，以及從業企業在經營管理過程中，圍繞行業管理對象所產生的動態過程和業務處理的結果數據，通常為更新頻率較高的動態數據。業務數據是在基礎數據之上衍生的，疊加關聯了業務屬性而形成。本系統業務數據庫包括：船舶污染物排放作業信息、船舶污染物接收作業信息、船舶動態數據庫、船舶污染物轉運作業信息、船舶污染物處置作業信息、現場檢查信息、執法信息、統計與分析評估等。

3.3平臺支撐系統

應用支撐平臺主要用于支持相關業務應用系統公共功能的實現，包括數據跨區域、跨系統的可靠交換，數據資源的集中統一組織、管理、服務，并為應用系統的開發運行提供集成環境。

根據系統所建應用系統的特點，所需建設的應用支撐平臺主要包括數據集成管理、應用集成運行。其中，數據集成管理負責數據資源的集成與統一管理;應用集成運行負責為應用系統的開發運行提供公共支撐環境。應用支撐平臺總體結構見圖3。

根據系統建設需求，搭建船舶污染物接收、轉運、處置聯合監管平臺的基礎支撐系統，包括應用支撐軟件和主機硬件、專用網絡，并購置移動終端，滿足監管單位執法需要。

4結論與展望

從船上產生污染物開始，經過污染物接收船接收或岸上接收、陸上轉運，到回收處置，最終實現船舶污染物的無害化處理和達標排放，是一個長鏈條的作業。目前，由于紙面單據不能及時反饋，導致后期數據無法統計、無法進行污染物動態跟蹤，無法為監管決策提供科學依據。另外，由于行業管理部門間缺乏電子數據共享，監管模式無法滿足全過程無縫監管。

船舶智能化處理數據分析系統的構建通過打造一個集企業管理、作業申報、聯合監管、查詢統計等功能于一體的信息化網絡平臺，通過信息化的手段實時掌握船舶污染物產生、接收能力與接收數量，通過系統比對船舶污染物接收處理單證數據與實際污染物處理處置數值的符合程度，量化船舶污染物實際接收效果。實現對污染物的閉環管理，提升船舶污染物聯合監管水平。另一個方面，隨著系統的投入使用和系統功能的不斷擴展，有望在下一步將船舶智能化處理數據分析系統用于船舶壓載水的數據分析、跟蹤和監管。

參考文獻：

[1] 2019年交通運輸行業發展統計公報[J].中國水運，2020（05）：40-43.

[2]關于建立完善船舶水污染物轉移處置聯合監管制度的指導意見[J].中國水運，2019（03）：18-19.

[3] GB 3552-2018，船舶水污染物排放控制標準[S].

[4]賈云新.“互聯網+電子政務”背景下海事政務窗口建設有關問題及建議[J].世界海運，2020，43（08）：19-21.

[5]韓兆興，程金香，支霞輝，田榮潔.推進我國船舶水污染物接收、轉運及處置工作的建議[J].中國水運（下半月），2019，19（05）：25-26.

基金項目：國家重點研發計劃，典型外來生物入侵災害發生機理、生態環境安全影響和演變趨勢研究（2017YFC1404601）;交通運輸部水運科學研究院基本科研業務費項目（WTI/QZ-61905）。