天津港水域船舶污染風險智能化動態防控平臺應用

中國船級社實業公司 馮 璽 李 進 張 樂 唐 倩

天津港現已形成以北疆港區、南疆港區為主體，東疆港區、大沽口港區初具規模，大港港區、高沙嶺港區起步發展的“一港六區”總體格局。近年來，隨著安全監管和船舶污染防治要求越來越高，人力資源配布與監管任務的矛盾日益凸顯，依托智能化、信息化手段輔助執法成為了首要選擇。通過調研和現狀分析，結合港區內實際情況，提出天津港水域船舶污染風險智能化動態防控平臺建設的任務及目標為可以有效實時監控天津港錨地、航道、各港區碼頭等單元的船舶污染海洋環境風險，一目了然地展現天津港的各級污染風險點，實現了天津港地區海上船舶污染風險源分布、風險狀態、風險預警的實時動態可視，有效的降低港口船舶海洋環境的污染風險，提升全轄區風險防控能力。

建設內容

1、調研分析港區的基本概況

主要包括：港區規劃、港區錨地、航道、港口、碼頭信息；港區區域地理位置、水文氣象、敏感資源等信息；調研收集歷史上港區碼頭貨物裝卸類型數量；船舶類型數量；船舶港區作業類別；港區、碼頭作業的交通事故、污染事故等信息。為風險因素篩選和指標量化提供理論依據。以上數據來源于天津海事局二級數據中心和天津海事局VTS數據交換平臺。

2、對海洋污染的風險進行系統分析

從歷史污染事故著手，分析污染事故，總結污染風險源及相關的風險因素；分析各類風險因素在港區海域溢油及其他相關污染活動中影響因素及其特性。包括各單位對象對于區域海洋污染風險貢獻程度和各單位的主要污染因素及其后果影響等因素，為風險指標體系的量化提供研究基礎。

3、船舶污染風險評價及區塊單元劃分的構建和實現

篩選港區船舶污染海洋環境風險評價指標因素，并構建船舶污染海洋環境風險評價指標體系；構建多層次的量化模型，建立風險分區相對應的指標量化方案，采用AHP-模糊數學綜合評價法，確定各層的權重值后對各層的風險因素進行量化賦值，建立海洋污染風險評估和區塊單元劃分的模型，利用構建的量化模型求出各分區子單元的風險值，運用GIS繪制船舶污染海洋環境風險分區圖。

4、搭建智能化動態防控平臺

在風險分區圖的基礎上，搭建天津港水域船舶污染風險智能化動態防控平臺。通過數據的動態實時采集及處理，有效實時監管港口船舶污染海洋環境風險，一目了然地展現全港污染風險點，并針對實時的動態風險等級建立并采取相應的防控措施、應急措施，提升港口全區域風險防控能力。

技術路線

1、應用海事數據資源，實現污染風險可視化

平臺利用海事數據中心通過虛擬化技術搭建的二級數據服務中心，為系統提供碼頭、船舶、貨物、危險作業等數據流。同時利用Bastionhost技術，在 Authentication、Account、Authorization和Audit四 種 安 全措施下，實現了對數據的安全、高效、合理的利用。同時通過GIS、three.JS、popup、marker和geoserver矢量切片等全面還原了真實海事地理容貌，配合4臺一體機提供的可動態調控的資源配置，為行政管理人員和相關單位及人員提供高效的管理輔助，為港航智能分析、科學決策、高效服務提供數據支撐的應用機制。

2、在海事信息架構下通過內網總線提供數據服務，實現平臺與云中心數據的快捷交互

為了方便平臺能夠提供標準化的對話數據接口，減少傳統數據傳遞帶來的時間延遲，同時為了數據安全性，在海事資源支撐下，將天津港水域船舶污染風險智能化動態防控平臺整體部署在海事資源服務下。通過總線對船、碼頭、貨物、天氣等數據進行統一分發，實現了平臺與數據中心的快捷交互。同時也極大增加了數據安全性與可控性。

3、遵循統一技術路線，實現軟件開發組件和平臺的全局性、實時性、實用性等

（1）全局性：能夠較為全面的掌握天津港總體船舶污染海洋環境風險動態，信息量大。

（2）實時性：實時掌握碼頭、航道、錨地等的船舶污染風險動態。

（3）實用性：建立嚴格貼合海事、港航部門需求，布局合理，簡單快捷，高效率快響應。

（4）安全性：采用先進系統結構和技術措施，確保穩定可靠、信息安全。

（5）針對性：能夠重點掌握并監控高風險污染源的動態變化。

4、平臺采用Web-GIS技術及B/S架構，應用部署便捷高效

平 臺 采 用GIS、three.js和 虛擬現實等技術，實現對港區地理位置的正式構建。不僅實現了地圖形式的一致性，也在Spatial Data Science（時空大數據）方面準確反應了碼頭、裝卸區、生活區等真實場景的準確立體復現，以便各類人員能夠更加準確地了解監控地區環境。

同時通過B/S架構方案，B側（前端靜態展示）展示通過Html5+Css技術， 前端動態展示Restful(Swagger-UI)+json；在保障可視化效果，留存WebGL接口，以便后期提高對即時繪圖的建模要求。通過B/S架構，平臺只需在云中心虛擬化資源池上一次性部署，平臺用戶在B/S架構下在任何地點使用支持HTML5通用標準的瀏覽器即可進行登陸操作。

5、平臺高度融合了所有海事監管感知信息

本平臺為了能夠全面、合理的反應各類作業的風險等級，接入并高度融合了VTS、AIS等系統中不同現場感知信息，實現了對整個港區的立體監管，有效發揮平臺最大優勢，同時保留了CCTV等視音頻數據接口，以便后期能夠建立全方位的常態監控。

創新性

1、將多層次模糊數學綜合評價理論和層次分析方法引入船舶污染風險管理領域，構建了船舶、泊位、錨地、航道等系列風險區劃模型，該模型能從不同環節反映單要素船舶污染風險的特征，也能從整體角度系統地衡量天津港水域船舶污染風險特征和水平。

2、船舶污染風險區劃是動態變化的，本項目根據船舶污染風險系統的動態變化狀況，實時編制動態風險區劃圖，將能夠更客觀地反映出天津海域實時的船舶污染風險特征及其空間分布狀況，為船舶污染風險防控和管理提供了一種有效工具。

3、對于區域內存在多個風險源的，在設計和分配區域內的溢油應急防護責任時，可首先根據風險綜合指數法計算出各個項目的風險指數，然后按照各自的指數占總指數的比例來分配各項目或其承擔單位的應急防備責任比例，再根據需要新增能力的總投資和后期總維護費用，最終確定其投資比例和后期維護費用承擔比例。此種應急能力目標分配方法可以解決溢油風險和應急能力之間有效銜接的關鍵難題；可為應急能力核算提供支撐。

本項目根據歷史船舶污染事故數據信息篩選船舶污染風險評價指標因素，并構建船舶污染風險評價指標體系；構建了多層次模糊數學綜合評價模型，建立風險分區指標量化方案，并采用層次分析法確定各層的權重值；并對每層風險因素進行量化賦值，在此基礎上，針對天津港內典型區域為例進行風險分區研究，利用量化模型求出各分區子單元的風險值，并進行風險等級的劃分。

本項目建立天津港水域船舶污染風險智能化動態防控平臺，可以有效實時監管天津港各港區碼頭等單元的船舶污染海洋環境風險，一目了然地展現全港污染風險點，實現了天津海上船舶污染風險源分布、風險狀態、風險預警的實時動態可視，并針對實時的動態風險等級建立并采取相應的防控措施、應急措施，重點落實重點區域重大污染風險的管控措施，有效的降低港口船舶海洋環境的污染風險，提升全轄區風險防控能力。

自航耙吸式挖泥船“長鯨11”輪交付

2021年9月8日，由中國船級社（CCS）廣州分社檢驗的6000方自航耙吸式挖泥船“長鯨11”輪，在中船黃埔文沖船舶有限公司舉行了隆重地交船儀式。

“長鯨11”輪是中船黃埔文沖船舶有限公司為長江航道局建造的第2艘6000方深水航道維護疏浚耙吸式挖泥船，由中國船舶集團有限公司第七〇八研究所設計，長江航道武漢工程局負責管理營運。該船總長122米，型寬24.80米，作業吃水8.50米，泥艙艙容6000立方米，采用雙尾鰭線型，全電力變頻驅動雙導管調距槳，雙泵雙耙作業，挖深28/38米，可在長江A、B級和沿海以及近海航區以相應干舷疏浚作業。該船在母型船的基礎上對船體結構及設備布置上進行了改進優化，大大提高了其經濟型、適用性以及舒適性。