基于AIS的港口船舶動態統計系統

張建雄

摘 要：通過整合船舶AIS動態信息、船舶報港動態信息并與地理信息系統（電子江圖）相結合，為港口單位提供港區、錨地等區域船舶動態信息統計與應用功能。系統采用B/S架構，包括服務端、應用端兩部分，服務端主要負責數據采集與分析；應用端負責對采集的數據進行分類統計并顯示。

關鍵詞：宜昌港口 船舶動態 AIS 數據交換 統計分析

隨著“四個長江”特別是“數字長江”建設目標的提出，長江航運信息化基礎項目建設力度得到了進一步加強。長江干線AIS、電子江圖、長江船舶動態系統等信息化基礎項目相繼建成并投入應用，長江航運迎來了數字化、信息化的發展機遇期。在航運信息化加快發展的背景下，港口作為航運業的重要參與方，其生產管理信息化水相對落后，如何將航運基礎信息平臺的建設成果更好服務港口單位，是海事信息化部門需要重點關注的應用領域。

目標

通過建設宜昌港船舶動態統計系統可實現對港口區域船舶動態數據的自動采集，實現港區截面船舶流量自動統計等功能，并可按照管理要求自動生成相應統計報表。系統主要由數據采集服務器、web應用服務器、船舶統計數據庫三部分組成。

系統結構

1、數據采集服務器

作為系統的核心，數據采集服務器負責從相關業務數據系統、長江海事數據中心、AIS岸基系統、長江海事電子巡航系統等采集相關船舶靜態、動態信息，并對采集的信息數據進行組織、加工、存儲，最后形成完整的業務統計數據。

2、應用服務器

應用服務器依托數據采集服務器，對外提供統計查詢服務，并負責數據的前端顯示。系統采用B/S架構，用戶通過公網網絡訪問web應用服務。

3、數據庫服務器

承擔船舶相關動態信息數據庫的存儲、運行和管理。

功能設計

1、需求分析

宜昌港碼頭覆蓋范圍從云池到葛洲壩閘口，碼頭零散分布，船舶?？亢笥晒ぷ魅藛T手工操作記錄靠泊情況，報集團公司歸檔管理。手工操作難以避免遺漏、登記錯誤、丟失等現象，匯總上報數據的準確性難以把握。通過借助AIS、船舶業務系統等信息數據，實現對港區船舶動態的自動統計。具體需求如下：①標繪碼頭、泊位區域范圍坐標；②標識碼頭名稱、泊位名稱、管理機構、日常業務；③實現船舶待閘統計分析的日、月、年統計報表自動生成；④劃定零公里區線，零公里船舶流量統計報表；⑤系統權限管理。

2、系統功能

2.1功能列表

2.2主要功能

定義碼頭屬性。“碼頭屬性”用來管理碼頭屬性描述（包括社會靠泊點、定點待閘點、輔助待閘點、錨地待閘點、管理部門碼頭、備用待閘點等），用戶可以靈活自定義配置。主要實現下列功能：①新增碼頭：用來添加碼頭信息。②碼頭屬性管理：用來維護碼頭屬性信息。

碼頭業主。“碼頭業主”用來管理碼頭業主信息（包括宜港、管理部門、社會等）。主要實現下列功能。①新增碼頭業主：用來添加碼頭業主。②碼頭業主管理：用來維護碼頭業主信息。

碼頭維護。“碼頭維護”負責管理維護所有添加的碼頭信息，信息統計以碼頭作為單位進行展示?？蓪崿F下列功能。①碼頭名稱：定義碼頭名稱。②碼頭屬性：關聯碼頭屬性描述。③碼頭業務：關聯碼頭業務。

標繪區域。“標繪區域”用來設置碼頭監控區域，通過設定監控區域，從而確定需要進行船舶動態統計的區域范圍。具體功能如下：①標繪名稱：為繪制的標繪命名。②標繪描述：標繪附加描述。③經緯度度：標繪坐標范圍。④所屬碼頭：標繪關聯碼頭。

船舶監控。船舶監控功能包括船舶位置監控、生成緩沖區。系統中的船舶AIS動態數據來源于“長江干線船舶自動識別系統”，通過UDP方式進行數據推送，并建立了覆蓋宜昌港區的、完整的、獨立的AIS船舶動態數據庫。系統通過調用WebYimaEnc Html5 實現電子江圖的顯示和基本操作，包括對船舶、物標進行管理；顯示在線船舶、指定開始顯示船舶比例尺、顯示船舶信息框、顯示船舶當前軌跡；可以動態繪制物標、設置物標的樣式、刪除物標等物標管理功能。

數據交換。①船舶動態統計系統不僅涉及AIS船舶動、靜態信息，而且還需要船舶凈噸、中文船名、所屬企業、起始港、目的港等海事業務相關的船舶數據，系統需要建立業務協作，實現跨業務系統的數據交互。②AIS動靜態數據的獲取。系統建立SQL SERVER數據庫，用來存儲宜昌港區船舶AIS信息數據，采用UDP的方式從AIS岸基系統獲取動、靜態AIS信息，并進行存儲。③船舶業務數據的獲取。對于船舶業務相關信息，目前海事業務系統、數據中心均提供相應的Web Service接口，采用這種方式避免了船舶系統建設并維護龐大的船舶基礎信息數據。

船舶動態信息展示。港口船舶動態信息展示如下：

查詢條件支持按船名、碼頭、碼頭屬性、狀態（待港或離港）、日期來查詢。船舶待港動態信息內容則包括：船舶九位碼、船名、碼頭名、碼頭屬性、流向、裝載定額、實載噸、實載箱、目的港、狀態、到港時間、?？繒r長（時）、離港時間等。

統計分析。統計內容包括：日期、停泊點、船數（艘次）、實載（噸）、實載（箱）、定額（噸）、停靠（小時）?？赏ㄟ^時間、停泊點、上水、下水等屬性進行統計。

零公里線統計。包括長江中游零公里線明細、日統計、月統計、年統計，可按照設定的零公里線來分類統計船舶。

系統性能

1、可靠性

通過功能模塊冗余設計，對模塊或進程進行實時監控并生成日志，從而快速發現系統缺陷。通過對錯誤進程及時的接管或自我恢復，提高系統的容錯性。通過設計數據鏡像的實時備份來增強系統的可靠性。選用成熟的框架提升可靠性。

2、安全性

宜昌港船舶動態統計查詢系統的安全威脅主要表現在非授權訪問系統、偽用戶登錄系統、破壞數據的完整性、干擾服務管理系統正常運行等方面。

代碼的安全性：①ViewState信息泄漏，啟用__VIEWSTATE數據加密功能解決。②防止SQL注入攻擊，使用SQL參數API（例如ADO.NET提供的API）來構造查詢。③跨站腳本執行，對HTML頁面中出現的外發用戶數據執行輸入驗證和HTML編碼。④頁面級權限控制，Session控制。⑤頁面內容過濾。

數據庫加密技術：①字段加密。②密鑰動態管理。③合理處理數據。④不影響合法用戶的操作。⑤防止非法拷貝。

系統的安全性：①角色權限管理。②系統用戶身份驗證。

網絡安全。主要是使用防火墻、入侵檢測、病毒防護、安全掃描、認證簽名等技術。

3、擴展性

開放數據接口，方便接入宜昌港集團公司第三方系統。

應用與展望

宜昌港船舶動態統計系統的部署，將有力提升宜昌港集團公司信息管理水平，改變傳統待閘統計業務模式，提升港口碼頭業務效率。由于港口業務的相似性，系統還可在沿江其他港口及碼頭推廣應用，為未來建設智能港口，智能碼頭，起到基礎性數據支撐作用。

參考文獻：

【1】徐文鵬 基于國際標準的電子海圖引擎的研究及應用；山東師范大學；2014

【2】彭玢 代結 基于中間庫與WEBservice平臺信息交互接口設計；計算機與數字工程；2013

【3】黃益輝 任志堅 基于MVC的web應用系統開發框架 計算機應用學術探討 2012

（作者單位：長江海事局信息中心）endprint