港口危險貨物安全監管信息系統設計與開發

周劍峰

摘 要：針對港口危險貨物作業種類和數量繁多、安全監管業務管理復雜等問題，提出以港口危險貨物全過程監管為業務主線的系統建設體系。采用B/S架構模式設計系統的框架，詳細梳理了監管業務范圍，分析歸納了應用的關鍵技術，在此基礎上開發了港口危險貨物安全監管信息系統。以寧波港域為依托，基于港口GIS“一張圖”在港口企業管理、碼頭作業監管、事故隱患排查和安全應急等方面進行了應用，進一步規范了安全監管工作機制，有效避免監督管理不到位的問題，實現港口安全生產管理的信息化。

關鍵詞：港口危險貨物;安全監管;時空數據;隱患排查

隨著港口危險貨物安全監管范圍和壓力的不斷增大，在此背景下，為切實履行好管理部門對港口危險貨物碼頭、儲罐及管線等的安全監管職責，提高安全生產防控能力和治理水平，確保港口安全運行，亟需通過信息化的手段建立全方位、全過程的監管方式，保障港口安全生產運行。《關于嚴格落實法律法規要求加強危險化學品港口作業安全監管的若干意見》（交水發〔2016〕13號）、《危險貨物港口作業安全治理專項行動方案（2016—2018年）》（交水發〔2016〕75號）等相關文件要求“港口行政管理部門建立完善監管對象的基本信息檔案系統，建設安全監管信息系統，實現動態監管，提升日常安全管理水平和緊急狀況下的決策指揮能力”。

通過港口危險貨物安全監管信息系統的建設，全面、及時、準確地掌握港口危險貨物經營人的基本信息和危險貨物港口作業信息，實現動態監管。提升危險貨物港口作業安全監管能力，實現對安全生產事前、事中、事后的全過程監管，提高危險貨物港口作業的安全監測、預警及事故應急反應處置能力，有效防控風險。建成港口危險貨物安全監管信息資源，實現港口行政管理部門與其他相關部門以及與企業間的信息交換與共享，督促港口經營人、港口行政管理部門安全生產責任的落實，促進“平安港口”建設。實現港口危險貨物信息的大數據綜合挖掘分析與管理，為決策提供數據支撐。

1 架構設計

根據港口危險貨物安全監管信息系統的業務內容和港口已建的硬件傳感設備，設計系統采用B/S技術架構，由七個層次組成。

感知層：包括港區視頻監控終端、傳感設備、電子標簽、船載AIS終端、GPS/北斗、手持監管設備終端，將物聯感知技術應用于港口危險貨物運行監控、現場執法、信息獲取。

基礎層：包括主機、網絡和存儲系統，配套的操作系統、數據庫管理系統、虛擬化軟件等支撐軟件，以及網絡防火墻、安全認證等安全設備。

數據層：指港口危險貨物安全監管數據資源中心，以及組成數據中心的各類數據資源庫，包括相關聯的GIS數據庫、業務數據庫、協同監管數據庫和共享交換數據庫等。

支撐層：構成應用系統平臺的基礎，是各系統實現業務協助和數據整合的技術支撐。包括二維地理信息平臺、三維地理信息平臺、視頻監控管理平臺、AIS信息管理平臺、統一的權限控制管理平臺、數據集成交換平臺、應用服務器中間件等。

業務層：包括港口基礎地理信息、港口危險貨物企業基礎信息管理、港口危險貨物動態管理、碼頭危險貨物作業監管預警、危險貨物管道電子信息圖、危險貨物隱患排查治理、人員在線教育培訓與考核、港口安全應急指揮等業務系統。

用戶層：包括決策分析層、管理應用層和企業應用層三個層次，其中決策分析層關注整個港口危險貨物安全監管層面，管理應用層完成港口危險貨物的安全監管業務工作;企業應用層主要包括與危險貨物作業相關的企業和人員。

展現層：基于地理信息實現港口危險貨物信息從規劃、建設、資質、安全監管、應急指揮等多方面展示、傳遞、發布和查詢，實現危險貨物安全監管的信息化管理，利用可視設備進行展現并提供輔助決策。

2 功能設計

系統功能從危險貨物港口經營人基礎信息管理、安全設施與主體工程“三同時”管理、經營許可管理、從業人員培訓和資格管理、危險貨物作業監督管理、重大危險源管理、現場安全監督檢查、應急管理、公共知識庫、監管能力建設等方面開展設計，涵蓋港口行政管理部門的危險貨物安全監管職能。

港口危險貨物安全監管信息系統功能涵蓋8項業務范圍，具體如下：

2.1港口危險貨物安全監管基礎地理信息“一張圖”

在統一的空間坐標系統中管理港域內的各種空間數據，建立空間數據關系，集成基礎地形圖、遙感影像圖、安全專題圖、設施信息圖等，形成圖文一體化的“監管”模式，實現安全監管等業務信息共享交換。具備大數據量并發訪問高效處理的能力，可進行便捷的屬性到圖形、圖形到屬性、屬性到屬性、圖形到圖形的交互查詢與分析，具備強大的空間分析功能和空間數據處理功能。

2.2港口危險貨物企業基礎信息管理

實現企業基礎信息的集成、采集、更新和應用，全面掌握港口危險貨物企業經營范圍和可作業危險貨物范圍，以及與企業相關的人員、制度、設施、設備及安全審批相關的備案信息。

2.3港口危險貨物作業動態協同監管

通過與海事、交通、安監等相關部門的數據共享和交換，以危險貨物電子申報系統為基礎，對接港口企業生產作業系統，借助數據交換技術、視頻監控技術等，實現對危險貨物港口作業全過程的動態協同監管。

2.4碼頭作業安全監管自動預警管理

整合碼頭現場監管網絡視頻資源，結合AIS、實時申報信息等動態監控資源，實現碼頭危險貨物作業監管、視頻監控系統、AIS系統的無縫銜接，同時與海事等監管部門實現數據的銜接與匹配，及時發現問題并自動預警。

2.5危險貨物管道電子信息圖建設

采集港區管道數據分布和走向信息，實現管道、管點、管廊數據的空間可視化，實現危險貨物管道分類管理、危險貨物管道信息查看、管道三維展現、管道數據統計、管道空間分析等。

2.6事故隱患排查治理與安全監督檢查

建立港口危險貨物企業事故安全隱患自查自報和政府監督檢查的信息化管理機制，實現安全專項監督檢查管理及綜合統計分析，基于移動互聯網技術開發移動巡查客戶端，實現現場巡查的便捷化、移 動化和實時化。

2.7水路運輸從業人員在線教育培訓與考核

落實從事港口危險貨物儲存、裝卸等作業的港口經營人和安全生產管理人員須考核合格等要求，提供在線教育培訓與考核等功能，提升作業人員的安全知識水平和能力。

2.8港口安全突發事件模擬演練和應急指揮

實現港區突發事件情況下的值守接報管理、應急資源和指揮調度、應急輔助決策、應急培訓演練及事后分析和評估等內容，實現日常模 式、演練模式和響應模式下的應急指揮演練，并根據實際需要應用于不同的應急場景和范圍。

3 關鍵技術

3.1 港區高精細三維場景構建關鍵技術

結合港區實際和安全監管要求，確定了基于連續運行衛星定位服務系統的港區高精細數據測量與三維建模關鍵技術方案。基于（CORS）開展港區測量，融合測量設備檢校方法、測量整體平差技術、高精細建模技術、質量控制等技術與方法，實現港區二、三維空間數據快速獲取，制作港區集裝箱堆場、倉庫、儲罐和管道等設施設備三維體框模型;在此基礎上，通過融合紋理細節照片，制作具有精細結構的建筑物模型成果。

3.2 時空數據組織存儲及無縫集成技術

港口危險貨物安全監管系統在建設期和運行期逐步積累海量數據，在數據庫設計過程中充分考慮兩方面的因素，一方面是基礎地理數據的空間組織策略，一方面是安全監管數據的時間組織策略。傳統的空間數據和業務數據組織難以支撐實際需求，提出基于時空多維數據模型的海量數據組織存儲策略及無縫集成技術，實現港區安全監管數據的時空一體化管理。建立數據組織框架體系，統一管理港域內的各種空間數據和業務數據，做到面向監管對象與監管過程的一體化，提供專題數據服務。

3.3 碼頭作業時空一體“自動比對”技術

充分結合GIS空間位置匹配、空間緩沖區分析等技術，結合船舶AIS位置信息、碼頭泊位作業信息和實時協同危險貨物作業申報信息，利用視頻監控系統數據共同實現對碼頭現場作業情況的掌握與自動對比，實現了港口、海事對船舶載運危險貨物的協同申報信息核對，建立“空間-時間-屬性”相結合的綜合比對模式。

4 結論

港口危險貨物安全監管信息系統采用二三維信息集成與可視化的地理空間參考基準，基于時空多維數據模型的海量數據組織策略及無縫集成技術，采用面向服務的架構體系，設計面向二三維可視化服務架構的基礎框架并開發軟件原型。在此基礎上，重點設計和研究了基于空間操作與分析的關鍵技術，實現港口危險貨物安全監管具體業務功能。

在調研寧波港口危險貨物安全監管現狀的基礎上，將系統研發成果成功應用于寧波港口危險貨物安全監管工作中，提高了港口危險貨物安全監管處理速度和傳遞速度，提供了安全監管的信息化技術支撐，促進港口危險貨物安全監管信息化建設水平。

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