科技創(chuàng)新維護(hù)航行安全智慧海事服務(wù)保障民生

徐鵬

摘 要：曹妃甸被譽(yù)為黃金寶地和耀眼明珠，在北方能源資源配置中發(fā)揮著重要作用。曹妃甸港區(qū)自2005年開始建設(shè)以來，碼頭泊位數(shù)量不斷增加，迅猛的發(fā)展形勢給區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，也給海事監(jiān)管工作帶來了新的挑戰(zhàn)。曹妃甸海事局高度重視海事現(xiàn)代化工作，以智慧海事驅(qū)動發(fā)展，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)未來，不斷提升維護(hù)航行安全、服務(wù)保障民生水平，將創(chuàng)新理念滲入到海事服務(wù)監(jiān)管中，實(shí)現(xiàn)“惠澤”海洋航運(yùn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：智慧海事;航行安全;服務(wù)民生

中圖分類號：U676.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0036-02

面對曹妃甸港大建設(shè)、大發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇及轄區(qū)日益復(fù)雜的水上通航環(huán)境，為切實(shí)執(zhí)行好交通運(yùn)輸部海事“三化”建設(shè)和河北海事局“四全四系統(tǒng)”戰(zhàn)略部署，以打造“一橫一縱”船舶全方位智能監(jiān)管模式為目標(biāo)，曹妃甸海事局利用三年時(shí)間，研發(fā)了完全擁有知識產(chǎn)權(quán)的“智能船舶交通服務(wù)系統(tǒng)”（以下簡稱“智能交通”），實(shí)現(xiàn)了各信息平臺間全方位跨平臺應(yīng)用，在完善海事監(jiān)管能力、提升轄區(qū)水域重大風(fēng)險(xiǎn)源防控水平、強(qiáng)化民生服務(wù)保障、維護(hù)國際航行安全等方面取得了顯著效果。

1 建設(shè)“智能交通”的背景和意義

1.1 落實(shí)《海事系統(tǒng)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的需要

堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動已成為新時(shí)期國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的客觀要求，交通運(yùn)輸部頒布的《海事系統(tǒng)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》明確指出：“建設(shè)‘智慧交通，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)海事發(fā)展轉(zhuǎn)型升級”。在部海事局“大交通、大交管”的前提下，船舶監(jiān)管急需在原有基礎(chǔ)上將業(yè)務(wù)系統(tǒng)和交通監(jiān)管優(yōu)化、組合、延伸，建設(shè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合船舶管理服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對船舶監(jiān)管、調(diào)度、港口信息資源共享等方面內(nèi)容的智能化操作管理，以更好的保證港區(qū)內(nèi)船舶航行安全，提高港口運(yùn)營效率。

1.2 解決服務(wù)發(fā)展任務(wù)重等挑戰(zhàn)的需要

曹妃甸港建成泊位100余個(gè)，年吞吐能力近5億噸，每天200左右艘次船舶進(jìn)出曹妃甸港甸頭水域、一港池、二港池、三港池、錨地水域等水域，400多艘次船舶來往穿梭于定線制水域，曹妃甸海事局面對著交通組織任務(wù)重、應(yīng)急處置任務(wù)重、服務(wù)發(fā)展任務(wù)重等挑戰(zhàn)。

（1）港區(qū)船舶進(jìn)出港管理工作繁瑣。曹妃甸港碼頭眾多，且分屬不同的企業(yè)，沒有統(tǒng)一的管理集團(tuán)。在眾多船舶進(jìn)出港過程中，其整體協(xié)調(diào)調(diào)度、船舶進(jìn)出港排序均由曹妃甸海事局交管部門完成，整體工作量大、操作復(fù)雜，且排序結(jié)果公平性存疑，故急需開發(fā)一個(gè)智能系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對船舶進(jìn)出港的智能調(diào)度和排序。

（2）海事值班人員工作壓力大。曹妃甸港區(qū)船舶交通流流量大，在對在港船舶監(jiān)控、進(jìn)出港交通組織、船舶動態(tài)確認(rèn)、安全信息播發(fā)、助航信息咨詢等工作均由人工操作，交管值班人員工作任務(wù)重，監(jiān)管壓力大。目前急需一種能夠智能輔助系統(tǒng)，將海事監(jiān)管人員從繁雜的工作中解脫出來。

（3）傳統(tǒng)信息交換模式單一。當(dāng)前港航單位、船舶和海事交管部門大多通過電話或高頻這種單一模式實(shí)施信息交流，不利于多元信息的共享。需要通過開發(fā)新一代的智能系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)各單位之間多元信息資源的共享。

（4）到港船舶港口信息獲取不便。當(dāng)前，到港船舶還不能夠在第一時(shí)間很全面的了解曹妃甸港區(qū)的資料信息，不能夠及時(shí)了解本船對應(yīng)碼頭、錨地的使用情況，使得船舶在航行中存在盲目性和不自信。因此，亟待搭建智能服務(wù)平臺以實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享。

（5）船舶進(jìn)出港助航手段更新不及時(shí)。在船舶進(jìn)出港時(shí)，港口主要通過助航標(biāo)志和電子海圖等方式來實(shí)現(xiàn)船舶的助航，手段單一、智能化程度低，且海圖更新受時(shí)間影響，存在更新不及時(shí)的情況。因此，需要開發(fā)一個(gè)智能化的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)港指南的電子化，以輔助船舶進(jìn)出港航行。

1.3 VTS系統(tǒng)功能應(yīng)用的需要

近年來，我國VTS建設(shè)發(fā)展較快，但還存在不少問題：一是國內(nèi)VTS主要通過國外公司購買，升級和使用培訓(xùn)嚴(yán)重依賴國外，成本較高，目前我國有許多地方海事部門將VTS僅當(dāng)作單一的監(jiān)控系統(tǒng)，浪費(fèi)了大量的VTS功能資源和值班力量資源。二是無核心知識產(chǎn)權(quán)，存在技術(shù)壁壘，國產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品無法實(shí)現(xiàn)很好的技術(shù)銜接。三是單一的主體用戶，該系統(tǒng)無法有效銜接港口調(diào)度部門、海事監(jiān)管部門和引航部門，無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)管、調(diào)度和數(shù)據(jù)共享的無縫銜接。

2 “智能交通”核心模塊及主要功能

通過分析目前船舶交通服務(wù)系統(tǒng)和曹妃甸港海事管理的現(xiàn)狀及不足之處，曹妃甸海事局以全方位監(jiān)管模式為目標(biāo)，研究開發(fā)了完全擁有知識產(chǎn)權(quán)的“智能交通”，實(shí)現(xiàn)海事執(zhí)法人員（VTS值班員）應(yīng)用平臺、港口調(diào)度應(yīng)用平臺、船載應(yīng)用平臺與APP手機(jī)移動應(yīng)用平臺的全方位跨平臺應(yīng)用，核心模塊及主要功能如下：

2.1建設(shè)VTS應(yīng)用平臺，推動通航管理智能化

一是開發(fā)信息化數(shù)據(jù)庫模塊，便捷通航環(huán)境資料管理、更新、查詢;二是開發(fā)船舶動態(tài)智能監(jiān)控和交通組織輔助模塊，提升水上交通安全監(jiān)管和海事服務(wù)能力;三是開發(fā)多源信息融合模塊，統(tǒng)一業(yè)務(wù)信息服務(wù)流轉(zhuǎn)平臺;四是開發(fā)跨部門指揮協(xié)動模塊，支持各級聯(lián)合行動;五是開發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊，便捷通航環(huán)境安全形勢評估。

2.2建設(shè)港口調(diào)度應(yīng)用平臺，推動全港調(diào)度協(xié)同化

（1）船舶進(jìn)出港計(jì)劃填報(bào)模塊，實(shí)現(xiàn)了港口調(diào)度人員遠(yuǎn)程申報(bào)、調(diào)整船舶進(jìn)出港計(jì)劃;（2）船舶進(jìn)出港動態(tài)信息公開模塊，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出港船舶計(jì)劃及動態(tài)執(zhí)行的“航班動態(tài)”式查詢;（3）潮水信息顯示模塊，實(shí)現(xiàn)了潮水信息的余弦曲線式動態(tài)顯示和遠(yuǎn)程查詢;（4）氣象信息查詢模塊，實(shí)現(xiàn)了氣象信息、預(yù)警信息、安全信息的時(shí)時(shí)顯示和遠(yuǎn)程查詢。

2.3 建設(shè)船載應(yīng)用平臺，推動信息獲得便捷化

（1）船舶進(jìn)出港引導(dǎo)和航路推薦模塊，實(shí)現(xiàn)了APP平臺中船舶進(jìn)港指南的數(shù)字化和動態(tài)可視化，船舶進(jìn)出港航路重要標(biāo)識、操作節(jié)點(diǎn)提醒，進(jìn)出港航路推薦的自助導(dǎo)航;（2）通航環(huán)境電子查詢模塊，實(shí)現(xiàn)轄區(qū)通航環(huán)境的APP端遠(yuǎn)程查詢;（3）潮水信息顯示模塊，實(shí)現(xiàn)了潮水信息的余弦曲線式動態(tài)顯示和遠(yuǎn)程可查詢;（4）氣象預(yù)警信息查詢模塊，實(shí)現(xiàn)了氣象信息、預(yù)警信息、安全信息的時(shí)時(shí)顯示和遠(yuǎn)程可查詢;（5）船舶進(jìn)出港計(jì)劃查詢模塊，實(shí)現(xiàn)了船舶進(jìn)出港計(jì)劃的遠(yuǎn)程查詢。

2.4建設(shè)APP應(yīng)用平臺，推動信息傳遞即時(shí)化

（1）通航環(huán)境電子查詢模塊，實(shí)現(xiàn)了轄區(qū)通航環(huán)境的船載平臺遠(yuǎn)程查詢;（2）船舶進(jìn)出港引導(dǎo)和航路推薦模塊，實(shí)現(xiàn)了船載平臺中船舶進(jìn)港指南的數(shù)字化和動態(tài)可視化，船舶進(jìn)出港航路重要標(biāo)識、操作節(jié)點(diǎn)提醒，進(jìn)出港航路推薦的自助導(dǎo)航;（3）碰撞預(yù)警模塊，實(shí)現(xiàn)了船載平臺中船舶碰撞事故的智能判斷與自動語音預(yù)警;（4）障礙物預(yù)警模塊，實(shí)現(xiàn)了船載平臺中的礙航物提醒功能;（5）淺點(diǎn)報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)了船載平臺中船舶水深淺點(diǎn)提醒功能;（6）走錨報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)了船載平臺中船舶走錨智能判斷，自動語音預(yù)警、信息提醒顯示功能;（7）航道偏離報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)了船載平臺中船舶航行監(jiān)控和偏離自動報(bào)警。

3 “智能交通”建設(shè)歷程及取得初步成效

3.1 建設(shè)歷程

“智能交通”建設(shè)開發(fā)工作分為一期、二期、三期3個(gè)階段，曹妃甸海事局聯(lián)合武漢理工大學(xué)開展“基于多源時(shí)空信息集成的船舶智能交通服務(wù)”課題研究工作，并實(shí)現(xiàn)了研究成果的實(shí)踐性轉(zhuǎn)化。為確保各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)緊貼現(xiàn)場執(zhí)法人員（VTS值班員）、廣大航海者的實(shí)際需求，真正發(fā)揮系統(tǒng)功效，服務(wù)轄區(qū)船舶航行安全，曹妃甸海事局先后赴神華中海航運(yùn)有限公司、河北遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集團(tuán)有限公司等航運(yùn)企業(yè)，大連海事局、青島海事局、佛山海事局等兄弟單位開展現(xiàn)場調(diào)研，通過匿名調(diào)查問卷與邀請專家現(xiàn)場研討的方式征求航運(yùn)企業(yè)資深船長與高級引航員意見，對系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定進(jìn)行完善和調(diào)整，切實(shí)提高推動“智能交通”的實(shí)用性。

3.2 建設(shè)取得初步成效

曹妃甸船舶智能交通服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建，有效提升了交管中心的服務(wù)效率，同時(shí)減少了交管值班人員的工作量。運(yùn)行以來曹妃甸海事局安全監(jiān)管貨物裝卸同比增長26.1%;曹妃甸港區(qū)及附近水域未發(fā)生等級以上事故，同比下降100%，所有事故總直接經(jīng)濟(jì)損失同比下降54.2%;船舶動態(tài)或進(jìn)出港計(jì)劃的電話問詢每日減少30余次，同比下降了80%。社會效應(yīng)明顯，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到強(qiáng)力促進(jìn)作用。

“智能交通”實(shí)現(xiàn)了船舶抵達(dá)VTS報(bào)告線至離開VTS報(bào)告線在港口所有活動（包括違章處理、安檢后控制等）的全過程海事監(jiān)管和服務(wù)。具體功能表現(xiàn)在水上交通信息感知、水上交通監(jiān)控、水上交通信息處理、水上交通決策指揮和水上交通公共服務(wù)5大方面。其中，信息感知功能模塊能全方位實(shí)時(shí)感知包括氣象信息、水文信息、航道水位、交通情況的水上交通綜合信息，為通航管理、調(diào)度提供決策依據(jù)，提高通航效率;交通監(jiān)控方面具備船舶動態(tài)監(jiān)管、船舶動態(tài)回看、交通流監(jiān)控、定線制水域監(jiān)控、船舶狀態(tài)自檢與智能監(jiān)控、報(bào)告線監(jiān)控等具體功能;交通信息分析與處理方面應(yīng)能有效對船舶狀態(tài)自動檢查、判斷、提醒和記錄，結(jié)合船舶種類及船舶參數(shù)，自動給出錨泊警戒圈，自動監(jiān)控，對于非錨泊水域錨泊進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)，方便工作人員查詢船舶信息;交通指揮決策方面具備功能區(qū)域自定義、船舶走錨預(yù)警、航道偏離預(yù)警、自定義船組、通航環(huán)境管理和聯(lián)動指揮等重要功能。根據(jù)系統(tǒng)需求分析和功能設(shè)計(jì)，“智能交通”在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中又被合理分解為具體的子功能模塊，基于信息感知、模式識別、視頻檢測、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，依賴于目標(biāo)識別、運(yùn)動分析、動態(tài)目標(biāo)跟蹤等算法從現(xiàn)場交通采集交通流信息實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析船舶流量、船舶速度、船舶動向、船舶類型等信息。每個(gè)模塊之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，在按信息感知、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、決策指揮、公共服務(wù)五大功能需求分類基礎(chǔ)上，根據(jù)不同部門、不同權(quán)限用戶將各個(gè)模塊按海事執(zhí)法人員應(yīng)用平臺、港口調(diào)度應(yīng)用操作平臺、船載應(yīng)用平臺、 APP手機(jī)移動應(yīng)用平臺來劃分，并進(jìn)行歸類。曹妃甸船舶智能交通服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了曹妃甸海事局轄區(qū)水域“全方位覆蓋、全轄區(qū)聯(lián)網(wǎng)、全過程運(yùn)行、全社會服務(wù)”等目標(biāo)，在一定程度上完善和改進(jìn)了國外開發(fā)的VTS系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用過程中暴露展現(xiàn)出來的問題。

4 結(jié)語

曹妃甸海事局“智能交通”自運(yùn)行以來，基本實(shí)現(xiàn)了船舶自進(jìn)轄區(qū)到出轄區(qū)的全過程海事監(jiān)管，船舶海上航行安全得到保障，轄區(qū)通航環(huán)境秩序不斷優(yōu)化，海事執(zhí)法和服務(wù)水平逐步得到提升，解決了轄區(qū)航道資源有限與船舶進(jìn)出港需求不斷上升的矛盾，實(shí)現(xiàn)了海上交通組織和港口安全運(yùn)營的和諧統(tǒng)一，社會效應(yīng)明顯，為服務(wù)民生工程及促進(jìn)沿海地方經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展起到了積極作用。