“陸?？仗臁币惑w化背景下面向船舶智能航行的航海保障思考

北海航海保障中心 主任、黨委副書記 柴進柱 正高級工程師 王玉林

隨著人工智能、物聯網、大數據等先進技術的快速發展以及與航運要素的深度融合，智能航運新業態得以有效培育。相應的，作為交通運輸重要的基礎性、先導性、戰略性資源，航海保障也迎來前所未有轉型升級發展新機遇，以全面適應“陸?？仗臁币惑w化水上交通運輸安全保障體系背景下船舶智能航行的安全保障需要，最終實現智能航海保障（以下簡稱智能航保）高質量發展。

一、智能航保發展基礎

多年來，在交通運輸部和部海事局領導支持下，我們相繼建成覆蓋沿海和內河重要水域船舶自動識別系統（AIS），基本建成沿海北斗地基增強系統和沿海水文站網，陸續開展了天津港、洋山港、長江口和珠江口等e航海試點建設，深入開展了甚高頻數據交換系統（VDES）、海上數字廣播（NAVDAT）、精準導助航、全球航行安全情報資料系統等研究，深入落實“陸?？仗臁币惑w化水上交通運輸安全保障體系建設，為智能航保發展奠定了堅實的物質基礎。同時，我們積極參加國家重點研發計劃項目《基于船岸協同的船舶智能航行與控制關鍵技術》研究，在智能航行岸基支持服務方面開展了有益探索。

然而，面對船舶智能航行新的發展形勢，我們在智能航保研究的深度和廣度特別是智能航?？傮w戰略發展的系統性思考方面還顯得不足，難以滿足日益發展的智能航行安全保障需要。

二、智能航保戰略發展需求

眾所周知，智能航保是智能航運重要組成之一，其服務對象主要包括智能航行船舶、岸基遠程管控中心以及海事監管、引航服務和船公司等岸基管理部門。除船舶自身航行狀態感知信息、環境感知信息和遠程駕控信息等需要實施船岸協同交換，還需要實時獲取岸基（或星基）提供的高精度助航、航路地理、水文氣象、交通組織、港口泊位、海圖及更新、航線交換以及綜合定位、導航與授時（PNT）等實時感知與協同信息，確保船舶全面精確感知和智能航行決策，從而體現智能航保的“全時域、高可靠、精準化”保障服務。

因此，基于“船舶航行到哪兒、智能保障就服務到哪兒”考慮，可靠的水上高速寬帶通信服務、精準的全要素安全與助航信息數字服務、全覆蓋航路的實時動態海洋空間地理信息服務、實時安全風險監測與智能應急保障服務，以及全航程分布式岸基支持保障服務等，成為面向智能航行的智能航保戰略研究之核心。

三、智能航保戰略目標與路徑

（一）戰略目標

智能航保的戰略發展，應以船舶智能航行保障服務為宗旨，以落實部海事局“陸?？仗臁币惑w化水上交通運輸安全保障體系建設為抓手，堅持創新驅動、數字轉型、智能發展，最終建成“布局立體、全域覆蓋、多維感知、高效協同、智能處置、精準服務”的綜合智能航保體系，實現水上數字助航立體協同安全可靠、海洋空間信息全域全息實時精準、水上安全通信多網多模智能組網、智能信息服務分類分級規范標準和關鍵核心技術完全自主可控的目標，總體保障和服務水平達到國際領先，為交通強國建設和智能航運發展提供強有力的支撐。

（二）實施路徑

完善的智能航保發展路徑，就是要實現航保業務由相對獨立向智能融合轉變、航保技術由引進集成創新向自主可控轉變、服務范圍由近淺海向深遠海拓展、服務方式由傳統寬泛服務向精準數字服務轉變。這就要求我們堅持特色發展、智能發展、協同發展，頂層設計要高點站位、科學謀劃、遠近結合；堅持目標導向、問題導向、結果導向，具體落實要統一部署、一體推進、分布實施，加快推進“陸?？仗臁币惑w化水上交通運輸安全保障體系建設，有效促進智能保障技術迭代發展和數字服務升級。

四、智能航保戰略任務

面向智能航行，著力深刻謀劃并務實推進智能航保以下重點工作：

（一）建設“多元、融通、泛在”的海上通信保障體系

通過岸基通信組網聯動和衛星通信系統靈活調配，形成港口近岸水域高速通信多重覆蓋、沿海重點水域寬帶通信可靠覆蓋、遠海和相關國際水域衛星通信全面覆蓋，全面增強水上智能物聯感知、立體互聯互通和信息集成共享。

一是構建多元岸基通信系統。大力推進岸基移動5G技術“向?！边M程和微波通信示范應用，為沿海港口和近岸水域提供大容量、低時延、高可靠的海上通信“高速公路”。推動甚高頻（VHF）數字化語音通信系統、VDES系統、NAVDAT基站以及海上WiFi等船岸通信網絡建設，優化通信臺站布局，全面提升近岸和中遠海通信能力。

二是加快應用星基通信系統。積極跟蹤推進星基高速寬帶通信和互聯網海事應用，加快VDES衛星載荷和航海保障衛星關口站建設，構建基于北斗的綜合通信服務系統，深化亞太6D、甚小口徑衛星導航系統（VSAT）以及海事衛星等星基通信技術應用，推進北極專用海岸電臺建設，為深遠海和國際水域、重點航路的智能航行提供通信基礎保障和綜合信息服務。

三是加強通信網絡設施融通。加快海岸電臺數字化改造，構建以海區為基礎的區域通信管控中心，搭建融合通信平臺，提高岸基通信設施與通信衛星、遙感衛星和VDES衛星等“星岸”通信聯網聯控，數據廣泛融通。推進船端綜合通信（ICS）系統建設，實現智能航行多場景、多手段融合通信自適應。加快構建水上無線電干擾智能監測體系，更好地維護水上通信環境有序穩定。

（二）打造“立體、綠色、智能”的助航保障服務體系

應用現代物聯感知和數字信息技術，加快沿海航標數字改造和星基增強助航應用，實現從遠海到近岸的“立體多維監測、綠色智能網聯、分區分級助航、精準協同服務”，有效增強船、岸、標三向智能感知和有效認知。

腎素-血管緊張素系統(RAS)可導致NAFLD的發展[19]。CAO等[18]研究發現ACE2基因(血管緊張素轉化酶2)敲除(ACE2-/y)小鼠表現出糖耐量受損和第一階段胰島素分泌減少，而RAS軸各組分干預肝臟代謝和炎癥進程。本研究發現ACEI類藥物對NAFLD有治療效果。

一是加快推進星基導航及增強系統等海事落地應用。完善沿海北斗連續運行衛星定位服務綜合系統（CORS）和無線電指向標-差分全球衛星導航系統（RBN-DGNSS），開展高精度衛星定位質量監測服務，提升高精度導航定位服務水平。深化AIS-R、VDES-R和中頻R模式等陸基備份系統試驗驗證建設，為智能航行提供以北斗為主的綜合定位導航定時（PNT）服務。

二是加快水上助航設施智能化、綠色化升級改造。深化智能航標研發和標準研究，拓展重點水域航標平臺功能，增強智能航行全方位感知認知。加強環保材料和清潔能源開發應用，有序推進綠色航標改造。大力推廣四季通用燈浮標、無人機（船）、機器人等技術應用和精準助航服務，促進智能導助航迭代升級和助航設施維護“降本增效”。

三是深化AIS/ASM國產化和VDES核心網研究。推動VDES國家中心建設，實現關鍵設備和管理系統自主可控。開展全國VDES系統監控和服務，承擔國際航標協會（IALA）的數據交換，實現全球智能航保核心節點服務能力。加強電子圍欄和虛擬航標應用，促進漁船、漁網等北斗、AIS示位互聯共享服務，發布官方S-201數字航標產品，為智能航行提供個性化、定制化服務。

（三）構建“全域、全息、實時”的數字海洋空間地理服務體系

通過打造一流的綜合探測技術與裝備，建設“陸?？仗臁币惑w化綜合監測體系和水文氣象服務體系，逐步實施全要素高精數字海圖產品服務和實時動態海洋地理空間服務，實現“全域智能感知，全息數字孿生，實景動態重構，即時分級服務”，有效增強海洋空間地理信息實時服務現勢性。

一是提供實時智慧數字航道（路）空間地理信息服務。建設通航水域水深動態監測系統，強化全要素數據采集，推動沿海水域測繪向深遠海拓展覆蓋。研究基于時空位置服務的實時實景三維海洋空間地理信息服務技術，實時監測航道水深、水文氣象、航標導助航、交通組織狀態等信息，拓展智慧航道、智慧航路、智慧水文和新一代高精電子海圖服務，增強全域地理空間服務的現勢性。

二是提供廣域實時海洋水文信息服務。加大沿海水文觀測網建設力度，通過岸基、?；?、星基實時水文站點監測和遠程實時推算預報等，系統構建廣域實時動態海洋水文信息服務體系，實現遠距離智能航行水文信息多維感知和精準服務。

三是提供全球通航水域數字航海資料服務。通過數據交換、眾源測深、衛星反演獲取全球通航水域水深數據，增強全域數字水深服務能力。發布官方S-100系列數字產品和標準海事服務（MS），推進測繪產品數字轉型和智能升級。開展北極航路測繪，編制發行全球重要國際航線附近水域數字航海資料產品，打造全息高維數字產品譜系，滿足全球智能航行發展需要。

（四）強化“自主、可控、可信”的安全保障體系研究

聚焦智能航保網絡和數據安全基礎設施建設，有效應對數字空間與物理空間安全風險挑戰，筑牢智能航保服務安全防線，形成全維防護、全程監管、全時運營的“自主、可控、可信”的智能航保安全保障體系。

一是開展智能服務全鏈條安全技術研究。面向智能航行，圍繞“感、傳、智、用”核心業務節點，積極開展通信網絡數據鏈路、應用系統和數據應用等全流程、全鏈條網絡安全技術研究。

二是建立有效的數據應用安全評估體系。開展水上無線電監測技術要求以及航海保障數據分類分級安全標準研究，探索不同數據要素的采集、管理、應用和境外交換要求，推進智能航保數據傳輸安全。

（五）建設“開放、協同、共享”的智能航保數據服務體系

一是建設智能航保大數據中心，構建國家、海區和港口三級智能航保數據中心，匯集智能航保全要素業務數據，并與海事數據中心互聯互通，實時獲取船舶航行外部動態信息和水域航行規則、管理信息等常用靜態信息，為智能航運服務提供基于港口的實時數據和標準接口服務。

二是建設綜合智能航保服務平臺，充分發揮國家AIS中心功能，開發基于AIS數據的智能航保系列產品；研發推廣基于一張圖、一張網的泊位到泊位全航程統一協調的分布式智能航行服務平臺，對外提供一站式、標準化數字服務。加強智能航保特色專用系統研發，建設基于風險管理的實時動態效能評價系統、智能應急保障系統和一體化智能巡檢維護作業系統等，完善綜合業務管理系統，促進全流程、全要素數字共享和轉型服務。

（六）打造“系統、智慧、高效”的智能航保應急處置體系

建立智能化的應急處置體系，加強智能航行與實時環境實時綜合感知信息采集、標準化處理、預測性分析、智能化預警和實時協同處置等關鍵技術研究，實現智能航行服務常態化監測、應急過程動態實時監測監控、應急資源統一調度、應急處置智能決策分析等全要素、全過程智能化管理，形成基于大數據和智能技術應用的“系統、智慧、高效”的應急處置典型解決方案。

（七）構建“先進、適用、有效”的智能航保標準體系

加強智能航保標準體系研究，形成包括智能基礎設施、技術規范、數據產品、數據交換、數據服務等先進適用、有效覆蓋并與國際接軌的標準體系。

一是建立完善數字服務產品標準。重點研究基于S-100結構化標準的《新一代電子海圖產品規范》《智能航行潮汐產品規范》《數字航標信息產品規范》《航線信息服務規范》《智能航保數據服務集》等，實現智能航保全要素信息的有效承載與服務。

二是建立規范的數據傳輸標準，主要研究符合機器語義理解的智能航保數據交換標準體系，修訂完善AIS、VDES、NAVDAT、北斗等性能標準和空口規范，推進4G/5G空口標準對海上通信適配的研究，實現泛在通信體系下的高效數據交換。

三是建立全面的設備技術標準，重點開展基礎設施數字化改造升級標準研究，推進海岸電臺通信設備聯網、智能船舶綜合通信系統等技術與標準研究，促進智能保障船臺設備標準、船載通導設備總線標準以及網絡和信息安全標準等研究，規范相關產品的設計、生產、測試和技術設施的維護、管理等環節。

穩步推進智能航保建設，必須做到面向智能航行、立足試點示范、務實做好近期、穩步推進中期和科學謀劃遠期。為此，一是要積極謀劃好智能航保任務基礎，依靠專項項目計劃積極爭取多元化資金保障；二是要深入做好“政產學研用”創新聯盟建設，形成智能航保廣泛的社會合作與強強聯合；三是要充分利用好試點建設契機，加快智能航保高端人才培養，為智能航保高質量發展奠定堅實的智力基礎。