水上交通安全環保監管系統的構建

劉 岳，王 瑩，李宸宇

（中國交通信息科技集團有限公司，北京 100088）

0 引言

隨著內河航運的快速發展，水上運輸船舶數量不斷增多，船舶通航密度越來越大，水上交通事故也不斷增加[1]，船舶航行安全問題日益突出，水上交通安全管理難度不斷增大。落后的監管模式以及水上交通信息化監控手段的匱乏使得水上交通安全管理的壓力日益凸顯，船舶航行以及安全管理成為水上交通安全監管部門工作的重中之重，提高水上交通的安全管理水平迫在眉睫[2]。

因此，為保障水域船舶交通安全，加強水上交通安全管理，加大水上現場監管和執法力度，合理組織船舶通行，同時為適應新形勢下水上交通管理的需要，提升水上交通監管信息化管理水平，本文通過研究水域航道現狀和發展趨勢、船舶交通流量和交通事故的特點，以提高水上交通安全監管的數字化和智慧化水平為目標，以先進信息技術為抓手，建設水上交通安全監管系統，進一步整合已有設施和資源，逐步加強對重點船舶、重點水域的有效監控，滿足現代化監管需求，保障過往船舶航行安全。

1 水上交通安全監管面臨形勢

1.1 水運經濟發展對信息化的要求

近年來，我國沿海及長江流域的各條“黃金水道”船舶交通流量迅速增加，一方面為我國經濟、社會發展做出了重要的貢獻，另一方面，由于船舶交通流量的增加，水上事故頻發，造成了巨大的損失，這些方面都對水上交通運輸安全提出了更高的要求。

1.2 水運科學發展對信息化的要求

當前水上監管范圍廣、內容多，水上交通安全監管壓力日益上升，而水路交通安全監管設施短板凸顯，水上應急搜救能力不足。為落實交通強國高質量發展要求，必須進一步探索水路運輸發展新路徑，積極推進水路運輸現代化、智能化建設。為了協調水上安全監管日益上升的壓力和監管資源相對不足的矛盾，適應科學發展的要求，提高管理水平和工作效率，提升服務效能，迫切需要加強信息化建設，優化資源配置，將先進的技術手段引入水上交通安全監管業務中[3]。

1.3 科技發展帶來的機遇

“十四五”期間，全球新一輪科技革命和產業變革在加速演進。以新一代信息技術為代表的科技成果將給水上交通安全監管服務的理念和方式帶來深刻變革。水上交通安全監管要充分把握新一輪科技革命機遇，促進大數據、人工智能、區塊鏈等新技術與水路交通安全監管深度融合，推動水路交通加速向數字化、網絡化、智能化邁進。

2 水上交通安全監管存在的問題

“十三五”期間，水上交通信息化在業務應用、安全監管、應急管理等方面均取得了一定成效，水上安全監管、應急指揮能力和服務水平均得到提升。由于社會經濟的快速發展，水運業務的發展對信息化建設和應用再一次提出了更高的要求。目前存在的問題主要體現在以下方面：

2.1 運行監測手段落后，無法滿足運行監測與應急指揮的需求

就目前情況來說，我國內河航線長、港點多、航行規則較為復雜，水上交通管理部門雖定期進行航路巡航檢查，但是仍然以海巡艇作為主要工具進行現場監督和事故、違章處理，監管時效性較差[4]。隨著運輸船舶的增多，船舶安全航行等問題日益突出。水上安全監管設施設備薄弱，數量不足，多數時間船舶運行基本上處于無人監管的狀態。在事故發生前，難以及時發現和制止船舶違章等不正常的航行行為，也不能及時提示、監管及預控船舶的行為。

2.2 數據資源共享不夠充分，系統間協調聯動受到制約

數據共享方面受航務海事行業管理部門條塊信息化管理機制制約，使縱向的信息交互相對順暢，橫向的信息共享與協同水平不高，缺乏統一的協調共享機制和交換渠道。在日常運行管理中，系統之間無法實現數據共享，使得航務和海事部門數據分別形成各自的孤島，“信息孤島”現象導致多個業務系統從多處重復錄入數據，增加業務人員工作量的同時，更是導致了業務數據的不一致，數據上報和匯總準確性無法保證，嚴重影響了領導的宏觀決策[5]。

2.3 信息化運營管理與安全保障體系不健全，信息化發展環境有待改善

多數管理部門沒有專門的信息化部門和管理人員，信息化建設、規劃等相關工作全部由辦公室負責代管，工作人員少、負擔重，急需專業的信息化管理與維護團隊。同時，缺少與水上交通安全監管信息化發展相適應的標準規范體系，在統一安全認證、網絡管理與防御、數據安全、數據傳輸安全、應用系統安全等方面仍存在薄弱環節。

3 建設方案

針對上述問題，本文以電子江圖為依托，以視頻監控、AIS、北斗導航、移動終端等動態監管信息為基礎，結合船舶動態數據、船舶登記數據、通航環境數據、水文氣象、應急資源等數據，建設“一個數據中心、三大應用系統、一套指標體系”，全面構建水上交通安全監管系統，提升水路交通運輸日常運行監測水平，加強業務協同，大力促進信息技術與水運行業的融合，提升信息化對行業發展的支撐服務作用。

3.1 數據中心

數據中心：制定數據元標準技術規范，按照統一的技術標準全面梳理、整合現有業務系統中船舶、船員、船檢、從業企業、從業人員等相關數據，建立相關數據庫，構建統一的數據交換與共享平臺，確?！耙粩狄辉?、一源多用”，實現統一采集、統一存儲、統一管理和統一應用，為水上交通安全監管與相關信息服務提供良好的數據支持。

3.2 應用系統

（1）船舶動態監管系統

船舶動態監管系統由船載終端和指揮中心終端兩大部分組成。指揮中心接收由船載終端GPRS通信設備發來的定位信息，將定位信息在電子江圖系統上展示出目標的狀態，在電子江圖界面可關聯查看詳細信息，具體涵蓋船舶基本信息、船舶檢驗信息、船舶位置、經緯度、方向、速度等內容。

圖1 船舶動態監管系統架構圖Fig.1 Architecture diagram of ship dynamic supervision system

（2）視頻監控系統

視頻監控系統貫穿在日常工作、指揮調度、管理系統等各種活動中，是整個系統最有效的信息獲取、協調指揮的手段之一。在重點碼頭、渡口、水域等重點區域內，布設視頻監控設備，對視頻圖像資源進行統一管理與調閱。通過該套系統，系統不僅能實時監控船舶所處地理位置，并且在無線視頻傳輸技術監控指揮中心能通過現場無線視頻及時觀看到現場的真實情況，達到隨調隨看，身臨其境的效果。當移動中的船舶發生報警時，通過回傳的圖像，監控中心能夠在最短的時間內依據各種數據做出科學快速的決策，及時指揮、調度各項資源。視頻監控系統架構圖如圖2所示。

圖2 視頻監控系統架構圖Fig.2 Architecture diagram of video surveillance system

（3）應急指揮系統

應急指揮系統主要有接警管理、應急信息管理、應急輔助決策、應急處置過程管理、統計分析等功能。以對險情進行快速、有效救助為出發點，建設裝備先進，運轉高效的應急指揮系統，全面提升海事應急的組織、指揮、協調能力，提高海上搜救的效率和成功率。應急指揮系統將GIS信息、視頻信息、業務信息等關鍵信息與通信系統融合，通過指揮終端，值班人員和海事應急指揮人員能方便地查詢到應急指揮需要的各種信息，包括船舶、船員、船載客貨、搜救力量、通航環境、水文、氣象等信息。通過對海事系統各種信息資源的整合，建立海事數據中心，為應急指揮各個階段提供強有力的信息支持，提高指揮效率。

3.3 水上交通安全指標體系

研究建立水上交通安全指標體系，利用簡潔明晰、通俗易懂的指標，客觀真實地反映我國水上交通安全狀況，明確水上交通安全監管發展方向，跟蹤監測影響水上交通安全的主要矛盾和重要問題，為主管機關加強安全監管的重點部位、改善安全監管的薄弱環節、有的放矢地開展安全監管預防預控活動以及科學合理地配置安全監管資源提供決策依據，從而加強對水上交通安全的宏觀調控，促進水上交通安全管理科學化、決策理性化[6]。

3.4 效果分析

（1）轉變管理方式，提高管理水平

本系統擬綜合利用AIS、CCTV或小型船用雷達等先進的監管設備，利用信息網絡技術，實現足不出戶就能實時了解水上交通動態并進行指揮監督，達到節省人力物力，提高管理效率的目的。另一方面，通過現代化監管手段配合海巡艇進行監管，可以減少海巡艇盲區巡航的次數和巡航時間，提高監管效率。

（2）增強監管手段，保障船舶航行安全

本系統將視頻監控和船舶定位監管系統的信息進行融合，便于海事監管人員的統一職守。同時，海事管理人員可以通過本系統依法對船舶進行交通管制，有助于減少水上交通事故的發生，提高水上交通通航效率。

（3）發展綠色水域，保護水環境

目前水上交通管理設施配置仍較落后，無法對船舶進出港進行動態監控，一旦船舶發生溢油、泄漏等污染事故，很難在第一時間內發現并作出快速反應。安全監管系統的建設可以有效地起到減少船舶污染事故的作用。第一，安全監管系統通過對船舶的重點監視和動態跟蹤，隨時提醒船舶，避免危險局面的產生；第二，通過減少水上交通事故發生，進而減少因碰撞等造成的污染事故，避免水域污染；第三，通過其良好的通信和監控能力，協同其他岸上力量采取有效措施，可以盡量減輕污染事故造成的損失；第四，可以利用視頻監控等手段，直接用圖像監視船舶隨意排放污染物的情況，借助其威懾力影響船舶直至自覺遵守規定，保護環境。

4 結語

由于航運經濟發展迅速，水路運輸對安全監管、高質量通航、事故處置等提出了進一步要求。本文基于水上交通安全監管面臨的形勢、存在的問題等提出了構建水上交通安全監管系統，將水上交通安全監管、信息和應急保障等資源進行整合，為水上交通安全主管部門實現大范圍、全領域監管，提高應對水上交通事故的應急處置、救助指揮能力打下了堅實基礎。