南京內河水上交通安全環保信息化監管平臺應用解析

徐陳 黃健 孟波波 沈照君

摘 要：通過登船檢查、當面溝通、現場處理的傳統海事監管方式已經越來越不適應當前中央全面實施“放管服”政策要求和服務經濟發展需要。本文立足于南京市內河海事監管的實際需求，在“智慧海事”指導思想的引導下，通過船舶感知設備和移動互聯網技術，探索水上交通安全環保信息化監管整體解決方案，構建新型防污染監管模式，推動南京市交通運輸行政執法局水上交通環保監管向智能化邁進。

關鍵詞：水上交通;物聯網;移動互聯網;工業互聯網

1 建設背景

2016年12月，國家環保部和國家發改委等11個部門聯合制訂了《水污染防治行動計劃實施情況考核規定（試行）》，要求“2017年，設區的市級以上人民政府完成防治船舶及其有關作業活動污染水域環境應急能力建設規劃的編制并發布，2018年，實施防治船舶及其有關作業活動污染水域環境應急能力建設規劃。” 南京交通執法部門為貫徹落實國務院、發改委及省市相關要求，根據《南京市防治船舶及其有關作業活動污染內河水域環境應急能力建設規劃》要求，提出建設南京市內河船舶污染防治及應急管理系統，依托信息化手段對船舶及其作業活動進行管控，旨在提高南京市內河水上交通安全環保監管效率和能力，努力實現“讓航行更安全、讓水域更清潔”的監管目標。

2 建設目標

南京市有內河水域航道53條，主要有蕪申運河、秦淮河、馬汊河、滁河和水陽江等通航水域，總里程630.06公里，年均船舶流量約7萬艘次（其中危險化學品船舶年流量200余艘次）。南京市轄區內現有碼頭10座（危險品碼頭1座），內河年貨物吞吐量1600多萬噸（其中危險化學品吞吐量約8萬噸）。近年來，隨著安全監管和船舶污染防治要求越來越高，人力資源配布與監管任務的矛盾日益凸顯，依托信息化手段輔助執法成為彌補這一欠缺的首要選擇。但是如何使信息化建設接地氣，如何使系統功能符合監管實際，如何有效解決監管難點和賭點，是考量信息化建設項目績效的首要任務。為此，南京交通執法部門通過調研和現狀分析，結合南京內河監管的實際情況，提出南京內河水上交通安全環保信息化監管平臺建設任務及目標：

（1） 綜合應用VITS、AIS、CCTV、雷達、無人機及激光等技術手段對南京市內河重點水域實施電子巡航、對重點船舶實時監視，并通過移動互聯網實施作業申報和安全監督檢查，打通業務遠程辦理通道，實現全方位覆蓋、全天候監控的安全監管全過程管理;

（2）整合內外部信息資源，各系統之間形成有效鏈接，實現船舶、船員、通航環境相關數據、應急資源等數據的共享，為各級安全監管和應急指揮人員提供有效直接的信息支撐，同時依托應用軟件實現有效協同，提升應急管理快速反應能力和決策水平。

3 建設內容

圍繞建設目標任務，深入分析現有監管信息技術上的薄弱環節，整合現有應急資源，實施電子巡航、智能跟蹤、應急決策、指揮調度和綜合業務協同，實現應急資源統一調度和協同管理。提出具體建設內容及要求如下：

3.1 “感知海事”技術裝備建設

針對主要航段、碼頭作業區特點，在原有技術裝備布局的基礎上，在入境口門安裝尾氣遙感監測和電子卡口建設，增設視頻監控設備，對內河船舶航行及其有關作業活動進行預警監測與管理，基本形成全天候、全時段監控網絡。

3.2 南京內河水域安全應急綜合數據庫建設

實現船舶感知設備數據接入，集成基礎數據庫、業務數據庫、動態數據庫、空間數據庫、信息服務數據庫，整合水路交通相關的基礎數據、業務數據、動態數據和空間數據基礎上，實現數據實時處理與融合服務，并提供建立面向各類用戶的統一應用平臺，提供數據查詢、統計分析、報表處理和多維分析等的數據服務。

3.3 南京市內河船舶污染防治及應急管理系統研發

主要包含以下功能模塊：

（1） 綜合監管電子卡口。通過視頻監控、船舶定位設備、激光、雷達、遙感監測等構建船舶航行狀態、船舶燃油尾氣檢測的綜合監管電子平臺。

（2）顯性違章預報警。通過人工智能和大數據技術進行船舶圖像分析和軌跡分析，實現顯性違章智能判斷以及相應證據保存。

（3）實時監控子系統。通過綜合監控網絡，實現船舶動態監管、通航監管和重點船舶跟蹤等。

（4）安全監督檢查和防污染。基于移動辦公技術和微信服務，實現現場監督檢查和相關船舶危防業務申報。

（5）指揮調度與應急管理子系統。構建巡航管理、通航調度、業務協同以及應急資源管理、預案管理、應急調度支撐等信息化功能。

（6）非接觸式執法。基于微信公眾號的遠程非接觸式執法，完成違法證據確認、違法告知確認及處罰金繳納等。

（7）海事服務。基于微信公眾號的通知公告、業務咨詢等信息服務。

（8）大屏綜合分析展示子系統。面向各類用戶的統一應用平臺，提供數據查詢、統計分析、報表處理和多維分析等應用。

3.4 信息安全等級保護建設

按照政府機構信息安全等級保護標準要求統一規劃和建設，逐步完善系統穩定性、安全性和多樣性。

4 技術路線

為使系統技術架構能夠快速響應業務需求的變化，提高系統的可擴展性和靈活性，本系統建設以需求為導向，廣泛、深入調研南京市內河水上交通安全監管部門、有船單位、社會公眾等用戶的實際業務需求，充分考慮水上執法體制改革帶來的業務流程、管理模式變更等因素，基于統一的IT基礎架構中的流程管理平臺、規則數據總線、大數據分析、人工智能等成熟、先進技術，構建一個架構靈活、功能實用、界面友好、便于擴展、安全可靠的IT基礎技術架構（見圖1），從而提高內河船舶污染防治及應急管理的宏觀調控能力、行業監管能力以及為社會公眾的服務水平。具體實現途徑如下：

（1）通過VITS、AIS、GPS、視頻、無人機、激光、雷達以及其他傳感器等“感知海事”技術裝備，實現南京市區域內水域的通航狀況和船舶航行信息的感知。

（2）通過省局數據中心系統來獲取相應基礎數據、業務數據等信息，實現相關數據的數據融合，構建南京內河水域監管數據庫。

（3）利用地圖服務、大數據分析平臺、告警通知、即時通訊、圖表管理、文件存儲、采集傳輸、交換共享構建技術支撐服務。

（4）在技術支撐服務的基礎上，構建實時監控子系統、防污染管理、指揮調度與應急管理、顯性違章自動判斷及預報警、內河船舶污染的行政執法、海事在線服務、大屏綜合分析展示等功能模塊。

5 創新性

物聯網技術構建船舶違章預測功能，實現智能監管。利用信息傳感設備，包括圖像識別、紅外感應、激光掃描、衛星定位、尾氣檢測等，通過移動互聯網技術，把感知到的船舶信息實時推送到系統后臺進行分析判斷，借助圖像算法智能技術進行特征識別、行為識別、身份識別和船舶定位，進而判斷船舶可能存在的顯性違法行為，實時推送給監管人員，實現對船舶的智能監管工作。模擬案例：首先，通過雷達探測，捕捉到駛入電子卡口區域的船舶，進而啟動高清攝像頭自動抓拍，獲取到清晰的船舶圖像后結合船舶定位數據和抓拍圖片自動進行船舶身份識別;同時利用激光掃測和尾氣遙感監測等裝置，進行遠程自動監測，從而判定船舶未開啟AIS、未封艙、超載超限或尾氣排放超標等多種可疑違法違章行為;執法人員通過微信或者短信進行信息推送，要求船舶接受相應檢查和處理（見圖2）。

移動互聯網技術構建業務遠程辦理渠道，實現非接觸執法。利用移動物聯網技術，實現船舶顯性違法行為的遠程取證，再通過移動互聯網技術來實現遠程執法，具體包括船舶申報和執法服務兩部分。

（1）對需要申報的事項，船舶船員通過微信公眾號進行信息上報，監管人員在接到申報信息后，通過視頻監控、船舶定位監管進行進一步確認，通過后，將確認結果發送給相關申請人以及船閘、碼頭、貨主等。

（2）對執法服務的事項，監管部門利用視頻分析、激光掃描計算等手段，通過系統后臺智能處理，發現疑似違法違章船舶，通過微信或短信通知船舶進行網上遠程處理或到達指定地點接受進一步處理。過程中結合電子印章、電子簽名以及電子繳費技術，為船舶提供遠程違法違章確認、電子文書送達和繳納罰款等執法服務。

6 總結

南京內河水上交通安全環保信息化監管平臺是構建南京智慧交通執法建設的重要基石，改變以往通過消耗大量人力物力開展水上巡航、違法違章船舶現場取證等工作，轉為利用感知設備開展電子巡航、利用卡口識別技術進行違法違章自動識別取證、利用移動互聯網技術實施非接觸執法等，通過執法全流程動態記錄和智能識別技術，推動執法監督從分業監督向動態協同轉變，實現更為高效、便捷的通航管理和優質的水上交通安全環保監管服務，踐行“讓航行更安全、讓水域更清潔、讓服務更便捷”的價值使命。