基于多功能航標(biāo)的多部門協(xié)同合作分析

◎ 龍達(dá)聰 李超華 交通運(yùn)輸部南海航海保障中心湛江航標(biāo)處航標(biāo)養(yǎng)護(hù)中心

多功能航標(biāo)需要用到多種傳感設(shè)備，可以精準(zhǔn)地對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)復(fù)雜的水域環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，避免船舶在航行過程中發(fā)生危險(xiǎn)，對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行回避。多功能航標(biāo)為船舶的行駛提供保障，在水域分析過程中，采用多部門協(xié)同合作的分析方式，使水域數(shù)據(jù)得到全面檢測(cè)，提高船舶航行的可靠性。

1.多功能航標(biāo)主要功能

船舶航行過程中，將會(huì)面臨著復(fù)雜的水域環(huán)境，對(duì)船舶航行過程具有較大的影響，需要將多功能航標(biāo)應(yīng)用到船舶航行過程中，對(duì)水域情況進(jìn)行全面地分析，對(duì)氣象、水文等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，使航標(biāo)能夠得到有效地管理。多功能航標(biāo)需要注重功能的實(shí)現(xiàn)，提高對(duì)水域信息的采集能力，避免對(duì)船舶航行過程造成影響，保障船舶具有良好的航行狀態(tài)。多功能航標(biāo)需要注重現(xiàn)代技術(shù)使用，將GPS、AIS等技術(shù)應(yīng)用到航標(biāo)系統(tǒng)的開發(fā)中，提高航標(biāo)的功能性，實(shí)現(xiàn)水域數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，使船舶的航運(yùn)狀況能夠得到精準(zhǔn)地判斷，保障船舶航行的安全性。

1.1 氣象數(shù)據(jù)收集

多功能航標(biāo)具有氣象數(shù)據(jù)識(shí)別的功能，可以對(duì)風(fēng)速、溫度、氣壓等進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)船舶航行的風(fēng)險(xiǎn)提前進(jìn)行預(yù)知，降低不利氣象環(huán)境對(duì)船舶的影響。一旦船舶處于不利的氣象條件，將會(huì)影響到船舶對(duì)環(huán)境的預(yù)判能力，航行的危險(xiǎn)性將會(huì)顯著增加，容易增加碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，因而對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行收集較為重要，需要獲取全面的氣象信息，保障船舶處于安全的作業(yè)環(huán)境，使多功能航標(biāo)能夠充分發(fā)揮作用。

1.2 水文數(shù)據(jù)收集

船舶航行過程中需要對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，提高對(duì)水下環(huán)境的識(shí)別能力，進(jìn)而對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)水下情況進(jìn)行精準(zhǔn)地判斷。通過水文數(shù)據(jù)可以對(duì)水的流向、水深等進(jìn)行了解，對(duì)船舶的航行過程進(jìn)行指導(dǎo)，避免在不利的水域航行，降低水流對(duì)船舶航行過程的影響，使船舶能夠穩(wěn)定地航行。

1.3 視頻監(jiān)控及防碰撞

多功能航標(biāo)具有視頻監(jiān)控的功能，可以對(duì)海面環(huán)境進(jìn)行分析，避免發(fā)生船舶碰撞及觸礁的風(fēng)險(xiǎn)，保障船舶能夠順利地完成航行。船舶在加速過程中，將會(huì)觸發(fā)攝像裝置的啟動(dòng)，對(duì)船舶的航行狀態(tài)進(jìn)行分析。一旦船舶臨近危險(xiǎn)水域，將會(huì)及時(shí)報(bào)警，使船舶能夠脫離危險(xiǎn)航標(biāo)，對(duì)船舶的航行過程進(jìn)行保護(hù)。

2.多功能航標(biāo)多部門協(xié)同合作實(shí)現(xiàn)

2.1 需求分析

為了使多部門可以有效地進(jìn)行協(xié)作，需要對(duì)船舶航行的需求進(jìn)行分析，保證協(xié)同合作過程能夠順利進(jìn)行，提高協(xié)同合作的效率。多功能航標(biāo)多部門協(xié)調(diào)合作主要需求如下：第一，需要將海事監(jiān)管部門、港口航道部門聯(lián)合起來，共同參與到船舶航行的指導(dǎo)中，為船舶航行提供氣象、水文等信息，避免船舶在航行過程中遭遇風(fēng)險(xiǎn)。船舶需要保證對(duì)各部門信息的接收能力，確保部門接收的準(zhǔn)確性，使船舶的航行指引更加的精確，提高船舶航行的安全控制能力。第二，氣象部門一般處于陸地區(qū)域，無法對(duì)海上環(huán)境進(jìn)行充分地識(shí)別，將會(huì)影響到對(duì)氣象信息的判斷，導(dǎo)致航行信息掌握的不夠全面，影響對(duì)航行的指導(dǎo)效果。為了進(jìn)一步掌握海上信息，氣象部門需要注重海上氣象站的建立，提高海域環(huán)境氣象的識(shí)別范圍和精度，避免出現(xiàn)氣象無法識(shí)別的情況，如團(tuán)霧、局部降雨等，提高氣象識(shí)別的充分性。第三，航海保障部門需要注重多功能航標(biāo)的使用，構(gòu)建完善的航標(biāo)系統(tǒng)，對(duì)海域信息進(jìn)行匯總，提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性，并且及時(shí)做好信息的公布，提高船舶航行的安全控制效果，降低船舶遭遇惡劣天氣及發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而為船舶的航行保駕護(hù)航。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)建

2.2.1 軟件系統(tǒng)

多部門協(xié)同合作需要依賴于軟件系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，需要合理對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將各個(gè)部門采集到的海洋信息存儲(chǔ)到系統(tǒng)中，使多功能航標(biāo)系統(tǒng)更加的完善，提高船舶航行的指導(dǎo)效果。多功能航標(biāo)系統(tǒng)需要統(tǒng)一進(jìn)行管理，航標(biāo)系統(tǒng)的功能性需要全面，保障信息采集及存儲(chǔ)能力，使多功能航標(biāo)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地工作。多功能航標(biāo)軟件系統(tǒng)主要構(gòu)成如下：第一，多功能航標(biāo)。主要由傳感設(shè)備構(gòu)成，負(fù)責(zé)對(duì)海洋信息進(jìn)行采集，由各個(gè)部門將海洋信息上傳到云中心，通過云服務(wù)對(duì)信息進(jìn)行獨(dú)立保存與備份，提高海洋信息存儲(chǔ)的效率及安全性。第二，海洋環(huán)境分析。通過數(shù)據(jù)對(duì)海域情況進(jìn)行分析，使海域環(huán)境更加的完善，提高對(duì)海域環(huán)境的監(jiān)督效果，降低船舶航行的風(fēng)險(xiǎn)。多功能航標(biāo)系統(tǒng)需要與航保服務(wù)中心、海區(qū)導(dǎo)航中心建立連接，提高多功能航標(biāo)的服務(wù)能力，進(jìn)而增強(qiáng)軟件的功能性。第三，終端服務(wù)。多功能導(dǎo)航系統(tǒng)的終端形式較多，包括船載終端、APP、網(wǎng)站等，需要注重終端的綜合應(yīng)用，提高對(duì)航海的信息的獲取能力，并且需要建立良好的通信關(guān)系，實(shí)現(xiàn)航海信息的共享功能。第四，監(jiān)控功能。對(duì)設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，保證多功能航標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控效果，提高對(duì)航標(biāo)的運(yùn)用能力，使系統(tǒng)能夠充分地發(fā)揮作用。

2.2.2 標(biāo)體設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)海洋的多目標(biāo)檢測(cè)，需要注重標(biāo)體的設(shè)計(jì)，提高對(duì)海洋數(shù)據(jù)的識(shí)別能力，對(duì)海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)地采集。標(biāo)體中含有較多的傳感設(shè)備，如能見度儀、氣象儀等，采用法蘭方式與標(biāo)體進(jìn)行連接，提高與標(biāo)體連接的穩(wěn)定性，形成良好的固定作用。標(biāo)體線路連接部位，需要采用防水接頭，保證標(biāo)體線路的防水效果，使標(biāo)體能夠正常投入使用，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。以海流計(jì)為例，需要將其固定在安裝支架上，采用法蘭進(jìn)行固定，提高連接效果的穩(wěn)固性。通過這種方式，可以保證連接過程易于拆卸，便于對(duì)標(biāo)體進(jìn)行維護(hù)，保障儀器與標(biāo)體能夠順利完成連接。做好標(biāo)體的設(shè)計(jì)較為重要，是實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵，對(duì)海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行快速地采集，使標(biāo)體的作用更加的明顯。

2.2.3 數(shù)據(jù)采集

多功能航標(biāo)需要具有數(shù)據(jù)采集的功能，對(duì)航標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)地定位，使航標(biāo)能夠得到正確地使用。航標(biāo)的定位由GPS 模塊來實(shí)現(xiàn)，可以建立完善的串口通信環(huán)境，將位置信息實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋，對(duì)船舶信息進(jìn)行精準(zhǔn)地定位，保障位置信息能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行傳輸，提高位置信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水平。位置信息包含較多的內(nèi)容，如精度、維度、速度等，通過位置信息可以對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建，并且與電子地圖相結(jié)合，采用坐標(biāo)的形式對(duì)船舶進(jìn)行定位，提高船舶信息的反饋能力。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)可以對(duì)航道進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，便于對(duì)航行路線進(jìn)行安排，進(jìn)而為船舶建立穩(wěn)定的航標(biāo)，提高船舶航行的安全控制水平。數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)船舶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵，需要建立完善的監(jiān)測(cè)形式，提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確應(yīng)用。以水文數(shù)據(jù)采集為例，設(shè)備要求見表1所示。

表1 水文數(shù)據(jù)設(shè)備要求

2.2.4 數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸是多功能航標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，需要保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，提高對(duì)海洋信息的收集能力，使數(shù)據(jù)能夠穩(wěn)定地進(jìn)行傳輸，避免出現(xiàn)不穩(wěn)的傳輸情況。航海信息由各個(gè)部門采集進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)終端狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使其能夠接入到系統(tǒng)中，建立數(shù)據(jù)的傳輸途徑，保障數(shù)據(jù)傳輸過程的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)傳輸由VPDN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，能夠提高數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境的穩(wěn)定性，促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的提升，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。?shù)據(jù)傳輸過程較為復(fù)雜，需要做好通信模塊的實(shí)現(xiàn)，保障通信服務(wù)器具有良好的收發(fā)功能，提高數(shù)據(jù)傳輸功能性的實(shí)現(xiàn)效果，為數(shù)據(jù)的使用奠定基礎(chǔ)。通信服務(wù)模塊需要與數(shù)據(jù)庫建立連接，做好存儲(chǔ)信息的篩選工作，將海洋信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，提高對(duì)數(shù)據(jù)的分析效果，保障傳輸后的數(shù)據(jù)能夠快速地進(jìn)行保存，提高數(shù)據(jù)傳輸方法的有效性。

2.2.5 數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過多部門的協(xié)同合作，可以將海洋數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉喙δ芎綐?biāo)系統(tǒng)中，需要做好數(shù)據(jù)的分析工作，將氣象、水文等數(shù)據(jù)與航標(biāo)結(jié)合起來，進(jìn)而對(duì)船舶的航行進(jìn)行控制。海洋天氣具有多變的特點(diǎn)，需要做好氣象數(shù)據(jù)的分析工作，對(duì)未來的天氣條件進(jìn)行判斷，提高船舶對(duì)惡劣天氣的回避能力，避免船舶在航行過程中發(fā)生危險(xiǎn)。通過數(shù)據(jù)分析可以對(duì)水文環(huán)境進(jìn)行探查，便于對(duì)船舶航行的路線進(jìn)行安排，為船舶規(guī)劃出安全的航行路線。而且，通過數(shù)據(jù)分析可以對(duì)船舶的航行路線進(jìn)行糾正，一旦船舶臨近危險(xiǎn)的水域，將會(huì)立即產(chǎn)生報(bào)警，針對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行提示，保障船舶能夠在安全的路線上航行。當(dāng)產(chǎn)生報(bào)警后，會(huì)重新對(duì)船舶的航行路線進(jìn)行規(guī)劃，使船舶的航行控制更加的全面，保障數(shù)據(jù)分析能夠起到應(yīng)有的作用。另外，通過歷史數(shù)據(jù)模塊，可以對(duì)船舶航行的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并且能夠?qū)⒑叫袛?shù)據(jù)導(dǎo)出，對(duì)數(shù)據(jù)采用離線分析的形式，提高航行數(shù)據(jù)的分析效率。

2.2.6 顯示模塊

通過顯示模塊，可以對(duì)海洋信息進(jìn)行顯示，將分析結(jié)果顯示在界面中，對(duì)航標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀地展示，提高對(duì)數(shù)據(jù)的分析水平。顯示模塊主要具有如下功能：第一，水域信息顯示。對(duì)水域中存在風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，提高航行風(fēng)險(xiǎn)的控制效果，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域及時(shí)進(jìn)行了解，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)問題，提高風(fēng)險(xiǎn)控制方法的有效性。第二，分析結(jié)果顯示。船舶航行狀況需要實(shí)時(shí)進(jìn)行分析，對(duì)航行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，對(duì)船舶航行進(jìn)行精準(zhǔn)地控制，進(jìn)而對(duì)船舶的航行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，可以有效地避免船舶駛?cè)胛ｋU(xiǎn)區(qū)域，提高船舶航行的安全控制效果。第三，報(bào)警顯示。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域用紅色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，同時(shí)對(duì)水深、暗礁等情況進(jìn)行標(biāo)注，保障船舶能夠在海洋中順利航行，保障船舶航行作業(yè)能夠完成。

2.3 合作模式

為了提高多部門合作的協(xié)同效果，需要做好部門之間協(xié)作模式的構(gòu)建，提高合作方法的有效性，共同為船舶的航行提供數(shù)據(jù)信息，保障船舶航行的安全控制能力。各個(gè)部門需要發(fā)揮出多功能航標(biāo)的服務(wù)價(jià)值，為船舶海上航行提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，促進(jìn)航行方案能夠順利地完成構(gòu)建，提高船舶航行的安全性。海上環(huán)境特點(diǎn)多變且復(fù)雜，需要保障多功能航標(biāo)全天候運(yùn)行，保證海上數(shù)據(jù)的采集效果及覆蓋面，提高各部門之間的協(xié)作能力。海洋數(shù)據(jù)分析是各個(gè)部門合作的結(jié)果，應(yīng)對(duì)部門之間的協(xié)同合作引起重視，提高合作模式的合理性，使多功能航標(biāo)能夠有效運(yùn)行，提高對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)效果，保障船舶航行的穩(wěn)定性。

多功能航標(biāo)收集需要?dú)庀蟛块T參與其中，對(duì)海上信息實(shí)時(shí)進(jìn)行整理，對(duì)氣象環(huán)境狀況進(jìn)行判斷，了解海洋氣象情況的發(fā)展規(guī)律，保障對(duì)海洋信息的判斷效果。海洋保障部門需要以多功能航標(biāo)系統(tǒng)作為載體，與氣象部門、港口航道部門等建立協(xié)作關(guān)系，做好海洋信息的匯總工作，并且及時(shí)對(duì)海洋信息進(jìn)行公布，提高信息的使用效率，提高船舶航行的安全性。多功能航標(biāo)需要具有共享能力，能夠?qū)崟r(shí)向船舶進(jìn)行信息共享，使其獲得航行信息更加的方便，提高對(duì)航行信息的運(yùn)用水平。海上環(huán)境的構(gòu)成較為復(fù)雜，做好氣象信息的服務(wù)工作非常重要，需要建立完善的海上信息服務(wù)形式，為船舶的航行提供充分的支持。

多功能航標(biāo)收集的氣象水文信息可以為引航站、船舶作業(yè)提供數(shù)據(jù)參考，可以避免海上事故的發(fā)生，保障船舶能夠順利地通航，提高船舶控制方法的有效性。而且，當(dāng)船舶發(fā)生海上事故時(shí)，通過多功能航標(biāo)可以輔助救援，便于安排救援路線，提高救援工作的展開效率。多部門協(xié)作需要以海上數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，對(duì)多功能航標(biāo)進(jìn)行應(yīng)用，使船舶、氣象、水文等信息能夠結(jié)合起來，提高船舶航行的安全控制效果，保障多部門協(xié)同合作過程的實(shí)施。

3.結(jié)論

綜上所述，船舶航行需要航標(biāo)的指引，對(duì)多功能航標(biāo)軟件進(jìn)行應(yīng)用，提高對(duì)航標(biāo)的識(shí)別效果，為船舶的安全行駛提供依據(jù)。多功能航標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程較為復(fù)雜，需要多部門協(xié)同合作才能完成，保證對(duì)目標(biāo)識(shí)別的準(zhǔn)確性，并且獲得豐富的水域信息，提高對(duì)水域環(huán)境的識(shí)別精度，使航標(biāo)的識(shí)別更加完善。