科技創新維護航行安全智慧海事服務保障民生

徐鵬

摘 要：曹妃甸被譽為黃金寶地和耀眼明珠，在北方能源資源配置中發揮著重要作用。曹妃甸港區自2005年開始建設以來，碼頭泊位數量不斷增加，迅猛的發展形勢給區域經濟發展帶來了新的機遇，也給海事監管工作帶來了新的挑戰。曹妃甸海事局高度重視海事現代化工作，以智慧海事驅動發展，以科技創新引領未來，不斷提升維護航行安全、服務保障民生水平，將創新理念滲入到海事服務監管中，實現“惠澤”海洋航運的目標。

關鍵詞：智慧海事;航行安全;服務民生

中圖分類號：U676.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0036-02

面對曹妃甸港大建設、大發展的重要戰略機遇及轄區日益復雜的水上通航環境，為切實執行好交通運輸部海事“三化”建設和河北海事局“四全四系統”戰略部署，以打造“一橫一縱”船舶全方位智能監管模式為目標，曹妃甸海事局利用三年時間，研發了完全擁有知識產權的“智能船舶交通服務系統”（以下簡稱“智能交通”），實現了各信息平臺間全方位跨平臺應用，在完善海事監管能力、提升轄區水域重大風險源防控水平、強化民生服務保障、維護國際航行安全等方面取得了顯著效果。

1 建設“智能交通”的背景和意義

1.1 落實《海事系統“十三五”發展規劃》的需要

堅持創新驅動已成為新時期國家經濟社會發展的客觀要求，交通運輸部頒布的《海事系統“十三五”發展規劃》明確指出：“建設‘智慧交通，以科技創新引領海事發展轉型升級”。在部海事局“大交通、大交管”的前提下，船舶監管急需在原有基礎上將業務系統和交通監管優化、組合、延伸，建設實時、準確、高效的綜合船舶管理服務系統，實現對船舶監管、調度、港口信息資源共享等方面內容的智能化操作管理，以更好的保證港區內船舶航行安全，提高港口運營效率。

1.2 解決服務發展任務重等挑戰的需要

曹妃甸港建成泊位100余個，年吞吐能力近5億噸，每天200左右艘次船舶進出曹妃甸港甸頭水域、一港池、二港池、三港池、錨地水域等水域，400多艘次船舶來往穿梭于定線制水域，曹妃甸海事局面對著交通組織任務重、應急處置任務重、服務發展任務重等挑戰。

（1）港區船舶進出港管理工作繁瑣。曹妃甸港碼頭眾多，且分屬不同的企業，沒有統一的管理集團。在眾多船舶進出港過程中，其整體協調調度、船舶進出港排序均由曹妃甸海事局交管部門完成，整體工作量大、操作復雜，且排序結果公平性存疑，故急需開發一個智能系統以實現對船舶進出港的智能調度和排序。

（2）海事值班人員工作壓力大。曹妃甸港區船舶交通流流量大，在對在港船舶監控、進出港交通組織、船舶動態確認、安全信息播發、助航信息咨詢等工作均由人工操作，交管值班人員工作任務重，監管壓力大。目前急需一種能夠智能輔助系統，將海事監管人員從繁雜的工作中解脫出來。

（3）傳統信息交換模式單一。當前港航單位、船舶和海事交管部門大多通過電話或高頻這種單一模式實施信息交流，不利于多元信息的共享。需要通過開發新一代的智能系統以實現各單位之間多元信息資源的共享。

（4）到港船舶港口信息獲取不便。當前，到港船舶還不能夠在第一時間很全面的了解曹妃甸港區的資料信息，不能夠及時了解本船對應碼頭、錨地的使用情況，使得船舶在航行中存在盲目性和不自信。因此，亟待搭建智能服務平臺以實現信息實時共享。

（5）船舶進出港助航手段更新不及時。在船舶進出港時，港口主要通過助航標志和電子海圖等方式來實現船舶的助航，手段單一、智能化程度低，且海圖更新受時間影響，存在更新不及時的情況。因此，需要開發一個智能化的系統，實現進港指南的電子化，以輔助船舶進出港航行。

1.3 VTS系統功能應用的需要

近年來，我國VTS建設發展較快，但還存在不少問題：一是國內VTS主要通過國外公司購買，升級和使用培訓嚴重依賴國外，成本較高，目前我國有許多地方海事部門將VTS僅當作單一的監控系統，浪費了大量的VTS功能資源和值班力量資源。二是無核心知識產權，存在技術壁壘，國產系統和產品無法實現很好的技術銜接。三是單一的主體用戶，該系統無法有效銜接港口調度部門、海事監管部門和引航部門，無法實現監管、調度和數據共享的無縫銜接。

2 “智能交通”核心模塊及主要功能

通過分析目前船舶交通服務系統和曹妃甸港海事管理的現狀及不足之處，曹妃甸海事局以全方位監管模式為目標，研究開發了完全擁有知識產權的“智能交通”，實現海事執法人員（VTS值班員）應用平臺、港口調度應用平臺、船載應用平臺與APP手機移動應用平臺的全方位跨平臺應用，核心模塊及主要功能如下：

2.1建設VTS應用平臺，推動通航管理智能化

一是開發信息化數據庫模塊，便捷通航環境資料管理、更新、查詢;二是開發船舶動態智能監控和交通組織輔助模塊，提升水上交通安全監管和海事服務能力;三是開發多源信息融合模塊，統一業務信息服務流轉平臺;四是開發跨部門指揮協動模塊，支持各級聯合行動;五是開發數據統計分析模塊，便捷通航環境安全形勢評估。

2.2建設港口調度應用平臺，推動全港調度協同化

（1）船舶進出港計劃填報模塊，實現了港口調度人員遠程申報、調整船舶進出港計劃;（2）船舶進出港動態信息公開模塊，實現了進出港船舶計劃及動態執行的“航班動態”式查詢;（3）潮水信息顯示模塊，實現了潮水信息的余弦曲線式動態顯示和遠程查詢;（4）氣象信息查詢模塊，實現了氣象信息、預警信息、安全信息的時時顯示和遠程查詢。

2.3 建設船載應用平臺，推動信息獲得便捷化

（1）船舶進出港引導和航路推薦模塊，實現了APP平臺中船舶進港指南的數字化和動態可視化，船舶進出港航路重要標識、操作節點提醒，進出港航路推薦的自助導航;（2）通航環境電子查詢模塊，實現轄區通航環境的APP端遠程查詢;（3）潮水信息顯示模塊，實現了潮水信息的余弦曲線式動態顯示和遠程可查詢;（4）氣象預警信息查詢模塊，實現了氣象信息、預警信息、安全信息的時時顯示和遠程可查詢;（5）船舶進出港計劃查詢模塊，實現了船舶進出港計劃的遠程查詢。

2.4建設APP應用平臺，推動信息傳遞即時化

（1）通航環境電子查詢模塊，實現了轄區通航環境的船載平臺遠程查詢;（2）船舶進出港引導和航路推薦模塊，實現了船載平臺中船舶進港指南的數字化和動態可視化，船舶進出港航路重要標識、操作節點提醒，進出港航路推薦的自助導航;（3）碰撞預警模塊，實現了船載平臺中船舶碰撞事故的智能判斷與自動語音預警;（4）障礙物預警模塊，實現了船載平臺中的礙航物提醒功能;（5）淺點報警模塊，實現了船載平臺中船舶水深淺點提醒功能;（6）走錨報警模塊，實現了船載平臺中船舶走錨智能判斷，自動語音預警、信息提醒顯示功能;（7）航道偏離報警功能，實現了船載平臺中船舶航行監控和偏離自動報警。

3 “智能交通”建設歷程及取得初步成效

3.1 建設歷程

“智能交通”建設開發工作分為一期、二期、三期3個階段，曹妃甸海事局聯合武漢理工大學開展“基于多源時空信息集成的船舶智能交通服務”課題研究工作，并實現了研究成果的實踐性轉化。為確保各項技術指標緊貼現場執法人員（VTS值班員）、廣大航海者的實際需求，真正發揮系統功效，服務轄區船舶航行安全，曹妃甸海事局先后赴神華中海航運有限公司、河北遠洋運輸集團有限公司等航運企業，大連海事局、青島海事局、佛山海事局等兄弟單位開展現場調研，通過匿名調查問卷與邀請專家現場研討的方式征求航運企業資深船長與高級引航員意見，對系統參數設定進行完善和調整，切實提高推動“智能交通”的實用性。

3.2 建設取得初步成效

曹妃甸船舶智能交通服務系統的構建，有效提升了交管中心的服務效率，同時減少了交管值班人員的工作量。運行以來曹妃甸海事局安全監管貨物裝卸同比增長26.1%;曹妃甸港區及附近水域未發生等級以上事故，同比下降100%，所有事故總直接經濟損失同比下降54.2%;船舶動態或進出港計劃的電話問詢每日減少30余次，同比下降了80%。社會效應明顯，為地方經濟發展起到強力促進作用。

“智能交通”實現了船舶抵達VTS報告線至離開VTS報告線在港口所有活動（包括違章處理、安檢后控制等）的全過程海事監管和服務。具體功能表現在水上交通信息感知、水上交通監控、水上交通信息處理、水上交通決策指揮和水上交通公共服務5大方面。其中，信息感知功能模塊能全方位實時感知包括氣象信息、水文信息、航道水位、交通情況的水上交通綜合信息，為通航管理、調度提供決策依據，提高通航效率;交通監控方面具備船舶動態監管、船舶動態回看、交通流監控、定線制水域監控、船舶狀態自檢與智能監控、報告線監控等具體功能;交通信息分析與處理方面應能有效對船舶狀態自動檢查、判斷、提醒和記錄，結合船舶種類及船舶參數，自動給出錨泊警戒圈，自動監控，對于非錨泊水域錨泊進行報警確認，方便工作人員查詢船舶信息;交通指揮決策方面具備功能區域自定義、船舶走錨預警、航道偏離預警、自定義船組、通航環境管理和聯動指揮等重要功能。根據系統需求分析和功能設計，“智能交通”在設計實現過程中又被合理分解為具體的子功能模塊，基于信息感知、模式識別、視頻檢測、數據處理等技術，依賴于目標識別、運動分析、動態目標跟蹤等算法從現場交通采集交通流信息實現實時分析船舶流量、船舶速度、船舶動向、船舶類型等信息。每個模塊之間既有區別又有聯系，在按信息感知、系統監控、數據處理、決策指揮、公共服務五大功能需求分類基礎上，根據不同部門、不同權限用戶將各個模塊按海事執法人員應用平臺、港口調度應用操作平臺、船載應用平臺、 APP手機移動應用平臺來劃分，并進行歸類。曹妃甸船舶智能交通服務系統的構建，實現了曹妃甸海事局轄區水域“全方位覆蓋、全轄區聯網、全過程運行、全社會服務”等目標，在一定程度上完善和改進了國外開發的VTS系統在國內應用過程中暴露展現出來的問題。

4 結語

曹妃甸海事局“智能交通”自運行以來，基本實現了船舶自進轄區到出轄區的全過程海事監管，船舶海上航行安全得到保障，轄區通航環境秩序不斷優化，海事執法和服務水平逐步得到提升，解決了轄區航道資源有限與船舶進出港需求不斷上升的矛盾，實現了海上交通組織和港口安全運營的和諧統一，社會效應明顯，為服務民生工程及促進沿海地方經濟科學發展起到了積極作用。