“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李祝清，陳序，朱歡，榮穩(wěn)華，劉學(xué)軍

（揚(yáng)州海事局，江蘇 揚(yáng)州 225000）

1 研究背景

海事監(jiān)管智能化是目前水上交通相關(guān)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，也是近年國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究熱點(diǎn)。在《中國制造2025》制定的藍(lán)圖中，智慧海事也是明確重點(diǎn)發(fā)展和突破的領(lǐng)域之一。黨的十八大以來，黨中央圍繞電子政務(wù)、深化“放管服”改革等作出一系列重大部署，各方面工作取得新進(jìn)展。《中共中央國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)基層治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)的意見》指出，要構(gòu)建網(wǎng)格化管理、精細(xì)化服務(wù)、信息化支撐、開放共享的基層管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基層公共服務(wù)精準(zhǔn)高效，基層治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平明顯提高。《交通運(yùn)輸部關(guān)于推進(jìn)交通運(yùn)輸治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干問題的意見》指出，要深化交通運(yùn)輸“放管服”改革和交通運(yùn)輸領(lǐng)域“證照分離”改革，深入開展“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”，加強(qiáng)和規(guī)范“互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管”等事中事后監(jiān)管，推動(dòng)交通運(yùn)輸市場(chǎng)監(jiān)管領(lǐng)域“雙隨機(jī)、一公開”監(jiān)管全覆蓋、常態(tài)化、制度化。長江航務(wù)管理局發(fā)布《“云上長航”發(fā)展總體規(guī)劃（2017-2025 年）》，提出運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建以智慧通航、智慧政務(wù)、智慧服務(wù)、智慧監(jiān)管、智慧辦公為主的信息化應(yīng)用體系，推動(dòng)長江航運(yùn)從傳統(tǒng)行業(yè)向現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，全面提升長江航運(yùn)治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平。

“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，“海事慧眼”利用衛(wèi)星定位、移動(dòng)互聯(lián)、人臉識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人、船、證信息的精準(zhǔn)感知，助力船舶配員精準(zhǔn)監(jiān)管。

2 研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)智慧海事監(jiān)管的研究主要停留在理論和技術(shù)層面，投入實(shí)際應(yīng)用的智慧海事監(jiān)管平臺(tái)還比較少。董飛等為深入推進(jìn)海事電子巡查在“水上大交管”中的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)新冠肺炎疫情下海事電子巡查的重要性,設(shè)計(jì)構(gòu)建“陸海空天”全天候電子監(jiān)控體系,并以深圳海事監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)為例,詳細(xì)闡述電子巡查在“水上大交管”中的7 大功能實(shí)現(xiàn)及場(chǎng)景應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)實(shí)際工作中存在的問題并提出解決方案。包金玉等人針對(duì)封閉水域信息化水平低、水上安全監(jiān)管能力較弱、覆蓋監(jiān)控對(duì)象有限等問題,提出一套封閉水域智慧海事監(jiān)管系統(tǒng)及方法。通過LoRa 技術(shù)采集多種水上監(jiān)管要素?cái)?shù)據(jù),采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,結(jié)合海事業(yè)務(wù)需求,開發(fā)web 應(yīng)用平臺(tái)展示數(shù)據(jù)。江蘇海事監(jiān)管信息化建設(shè)將信息化技術(shù)與監(jiān)管深度融合,以數(shù)字海事建設(shè)為龍頭,帶動(dòng)海事裝備現(xiàn)代化,促進(jìn)江蘇海事監(jiān)管水平的提高,實(shí)現(xiàn)服務(wù)海事監(jiān)管、海事服務(wù)、海事政務(wù)的目標(biāo)。

2019 年，廣東海事局開發(fā)“海事之眼” 微信小程序，具備“刷臉識(shí)人、輸船名查證書”等功能。但是該微信小程序嚴(yán)重依靠進(jìn)出港報(bào)告系統(tǒng)配員數(shù)據(jù)，無自身船舶配員數(shù)據(jù)庫，未與配員監(jiān)管服務(wù)深度融合，未對(duì)船舶船員進(jìn)行海事信用監(jiān)管，應(yīng)用范圍較小。

2020 年，江蘇海事局借鑒廣東海事局“刷臉識(shí)人、輸船名查證書”等功能，結(jié)合江蘇海事局船舶配員專項(xiàng)整治行動(dòng)、江蘇海事信用監(jiān)管體系，開發(fā)“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)為行業(yè)內(nèi)首個(gè)內(nèi)河船舶配員智慧監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)集成了船員、證書、人臉、AIS 等配員全要素信息，建成國內(nèi)首個(gè)全要素內(nèi)河船員數(shù)據(jù)庫。“海事慧眼”系統(tǒng)探索了新型海事監(jiān)管機(jī)制在船員監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用，通過“自助核查”+“遠(yuǎn)程檢查”的船舶配員監(jiān)管新機(jī)制，自動(dòng)篩選疑似配員不足船舶并發(fā)起遠(yuǎn)程檢查，無需登船、不影響船舶正常營運(yùn)，減少執(zhí)法人員感染疫情的風(fēng)險(xiǎn)。檢查結(jié)果與江蘇海事局全要素水上“大交管”綜合執(zhí)法、智能管控協(xié)同并實(shí)時(shí)反饋至快反處置中心，實(shí)現(xiàn)船舶配員實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、遠(yuǎn)程、閉環(huán)監(jiān)管，提高海事執(zhí)法效能。

3 研究內(nèi)容

本項(xiàng)目以水上交通場(chǎng)景感知，海事數(shù)據(jù)挖掘，智慧監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、監(jiān)管流程創(chuàng)新為基本脈絡(luò)，開展海事慧眼智慧海事監(jiān)管研究工作，形成一個(gè)層次分明、串聯(lián)緊密的推進(jìn)路線。具體研究過程中，通過海事大數(shù)據(jù)挖掘建立船舶船員全要素實(shí)體知識(shí)圖譜，為船舶船員聯(lián)合監(jiān)管與統(tǒng)一服務(wù)的信息化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐；基于智能決策支持技術(shù)，為船舶配員自動(dòng)賦碼；基于智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)可視化及5G 通訊等新型技術(shù)，建成船舶船員智慧監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)，為智慧海事監(jiān)管提供保障；基于“信用+智慧”管理理念，建立面向船舶船員全流程、全實(shí)時(shí)、全動(dòng)態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)管新模式，實(shí)現(xiàn)船舶配員管理方法和流程創(chuàng)新。本項(xiàng)目圍繞智慧海事監(jiān)管關(guān)鍵技術(shù)開展研究工作，提煉關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題用以驅(qū)動(dòng)研究方法和技術(shù)創(chuàng)新，形成本項(xiàng)目的創(chuàng)新特色。

（1）基于全要素實(shí)體知識(shí)圖譜的船員配員規(guī)則與配員檢測(cè)。針對(duì)船舶配員檢查流程復(fù)雜、效率低，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程核查、精準(zhǔn)監(jiān)管等問題，研究基于場(chǎng)景自適應(yīng)與圖像增強(qiáng)的活體檢測(cè)方法，使用人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位和人臉追蹤等技術(shù)，驗(yàn)證船員是否為真實(shí)活體本人操作，可甄別船員配員不足行為，保障船舶安全行駛；根據(jù)全要素實(shí)體知識(shí)圖譜中已有的船舶配員數(shù)據(jù)，依據(jù)推理規(guī)則，建立滿足語義的基于AIS 位置、船舶類型和航線的船舶配員規(guī)則模型。

（2）基于海事大數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等創(chuàng)新技術(shù)，構(gòu)建業(yè)內(nèi)首個(gè)船舶船員實(shí)體知識(shí)圖譜，為船舶船員賦碼的智能化管理提供決策依據(jù)。基于海事大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立全要素船舶船員實(shí)體知識(shí)圖譜，其中實(shí)體包含船舶船員配員證書、船員證書、AIS 數(shù)據(jù)、船員位置、通航要素、執(zhí)法人員信息等，從中抽取出實(shí)體的屬性及其屬性值形成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并抽取多個(gè)實(shí)體之間的語義關(guān)系，形成船舶船員等實(shí)體、屬性與屬性值三元組。利用決策樹的歸納學(xué)習(xí)能力，對(duì)船舶船員實(shí)體知識(shí)圖譜進(jìn)行知識(shí)加工，以船舶配員為實(shí)例進(jìn)行知識(shí)推理，構(gòu)建基于決策樹的船舶配員規(guī)則生成模型；以聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)理論為運(yùn)算機(jī)制，為船舶船員自動(dòng)賦碼。基于智能決策支持技術(shù)，在業(yè)內(nèi)首次創(chuàng)建船舶配員“通行碼”，為船舶船員遠(yuǎn)程、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)管提供決策依據(jù)。

（3）基于智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)可視化及5G 通訊等新興技術(shù)建成業(yè)內(nèi)首個(gè)“海事慧眼”智慧監(jiān)管與服務(wù)平臺(tái)。基于智能感知技術(shù)，繪制配員監(jiān)管一張圖、實(shí)時(shí)精準(zhǔn)掌握轄區(qū)水上安全態(tài)勢(shì)，精準(zhǔn)投放安全監(jiān)管力量；基于海事大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和分析技術(shù)，建立船舶、船員、公司和通航環(huán)境的全要素畫像，實(shí)現(xiàn)船舶船員全流程全周期監(jiān)管；基于大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，對(duì)船舶船員進(jìn)行可視化展示，實(shí)現(xiàn)“一員全景、一船全景、一司全景、一港全景、一轄區(qū)全景”；基于5G 通訊穩(wěn)定可靠的傳輸機(jī)制，實(shí)現(xiàn)船舶船員“時(shí)空同頻”協(xié)同監(jiān)管和全程服務(wù)；將“海事慧眼”智慧監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)納入江蘇海事局全要素水上“大交管”架構(gòu)，統(tǒng)一用戶統(tǒng)一門戶統(tǒng)一服務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管全流程和服務(wù)全過程。

（4）基于“信用+智慧”管理理念，建立面向船舶船員全流程、全實(shí)時(shí)、全動(dòng)態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)管新模式，實(shí)現(xiàn)船舶配員管理方法和流程創(chuàng)新。建立健全船舶船員信用管理模式，建設(shè)長江江蘇段內(nèi)河船配員信用承諾數(shù)據(jù)庫，通過紅黃黑名單、信用聯(lián)合獎(jiǎng)懲等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“守信者暢行無阻，失信者寸步難行”。提供自助核查與遠(yuǎn)程核查雙通道，讓數(shù)據(jù)多跑路人不跑。通過人臉比對(duì)、人船位置比對(duì)、船員與證書比對(duì)等技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握船舶配員信息并生成配員通行碼，數(shù)據(jù)賦能船舶配員監(jiān)管。系統(tǒng)自動(dòng)篩選疑似配員不足船舶并發(fā)起配員遠(yuǎn)程核查，無需登船，不影響船舶正常營運(yùn)、減少執(zhí)法人員感染疫情的風(fēng)險(xiǎn)。“海事慧眼”配員核查和監(jiān)管流程緊密切合江蘇海事局全要素水上“大交管”的最新的機(jī)構(gòu)設(shè)置和業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)了船舶配員管理方法和監(jiān)管流程的創(chuàng)新。

4 實(shí)施應(yīng)用效果

在江蘇海事局的大力推動(dòng)下，“海事慧眼”系統(tǒng)已在長江江蘇段內(nèi)河船舶中全面運(yùn)行，并取得顯著成效。截至目前，“海事慧眼”船舶船員用戶超過35.2 萬，通過“海事慧眼”平臺(tái)累計(jì)船員任解職超過67 萬人次，累計(jì)開展配員自助核查、遠(yuǎn)程核查超過100 萬人次，極大地規(guī)范了長江江蘇段船舶違法行為。依靠“海事慧眼”系統(tǒng)查獲船舶船員違法行為超過545 起，有效破解了船舶配員不足、船員不適任等問題。轄區(qū)內(nèi)河船舶配員合規(guī)率由整治初期的普遍不足到目前超過95%，長江江蘇段內(nèi)河船舶配員管理示范區(qū)建設(shè)取得明顯成效。

5 項(xiàng)目總結(jié)

該成果主要圍繞著海事慧眼--智慧海事監(jiān)管的關(guān)鍵技術(shù)理論問題，采用理論研究與工程實(shí)踐相結(jié)合的方式，系統(tǒng)地構(gòu)架了智慧海事監(jiān)管與服務(wù)體系，構(gòu)建了國內(nèi)首個(gè)全要素內(nèi)河船員數(shù)據(jù)庫，研發(fā)了機(jī)器視覺、人臉識(shí)別、活體檢測(cè)、位置比對(duì)、異常行為檢測(cè)、大數(shù)據(jù)展示等關(guān)鍵技術(shù)，建成了行業(yè)內(nèi)首個(gè)內(nèi)河船舶船員智慧監(jiān)管與服務(wù)平臺(tái)，解決了船舶識(shí)別難、船員監(jiān)管難、配員不足取證難等堵點(diǎn)難點(diǎn)痛點(diǎn)。通過“海事慧眼”自助核查、遠(yuǎn)程核查功能，引導(dǎo)內(nèi)河船舶依法合規(guī)航行，促進(jìn)了內(nèi)河船員素質(zhì)的提升和船員隊(duì)伍高質(zhì)量發(fā)展。相關(guān)技術(shù)成果已經(jīng)在長江江蘇段船舶船員、港口碼頭、航運(yùn)公司、海事部門中廣泛應(yīng)用，船舶通航效率、碼頭裝卸效率、海事監(jiān)管效率得到顯著提升，有力促進(jìn)了船舶合法便捷運(yùn)輸、港航企業(yè)依法生產(chǎn)經(jīng)營、航運(yùn)市場(chǎng)公平公正發(fā)展，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益效果顯著。同時(shí)，項(xiàng)目組也培養(yǎng)了一批智慧航運(yùn)高科技人才，極大推進(jìn)了我國在智慧海事監(jiān)管研究領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。未來，“海事慧眼”系統(tǒng)覆蓋范圍可從長江江蘇段推廣至長江流域、全國水域；覆蓋船型從內(nèi)河船到海船全覆蓋等，開創(chuàng)船舶配員“智慧監(jiān)管”新局面。

6 展望

目前，海事慧眼系統(tǒng)正在推廣和應(yīng)用，預(yù)期前景如下：

一是系統(tǒng)覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。系統(tǒng)覆蓋范圍從長江江蘇段推廣至長江干線全線，長江干線船舶可開展遠(yuǎn)程核查、船舶查詢、自助獲取綠碼等服務(wù)。

二是系統(tǒng)用戶數(shù)量進(jìn)一步增長。“海事慧眼”為船員、船舶、碼頭、貨主、航運(yùn)公司、海事部門、航海院校等提供了內(nèi)河船舶配員的精準(zhǔn)監(jiān)管與便捷服務(wù)，長江中上游、部分運(yùn)河港口碼頭已開始運(yùn)用“海事慧眼”核實(shí)船舶配員情況，系統(tǒng)用戶數(shù)量預(yù)計(jì)會(huì)穩(wěn)步增長。

三是系統(tǒng)影響力進(jìn)一步增加。“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)運(yùn)行兩年多以來，節(jié)約了大量海事執(zhí)法人員人力、海巡艇艇力、燃油資源，降低了CO2、SO2、廢氣排放，實(shí)現(xiàn)疫情下船舶船員不見面監(jiān)管服務(wù)，船舶船期得到縮短，港口碼頭作業(yè)效率提升，在今年全國疫情的情況下，長江江蘇段吞吐量較去年提升4.3%，貨運(yùn)量提升2.9%，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益。項(xiàng)目已申請(qǐng)軟件著作權(quán)2 項(xiàng)、發(fā)明專利1 項(xiàng)，榮獲2022 年中國航海學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2022 年長航局科技創(chuàng)新獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。預(yù)計(jì)未來，系統(tǒng)影響力將進(jìn)一步增加，開創(chuàng)船舶配員“智慧監(jiān)管”新局面。