標(biāo)準(zhǔn)化航標(biāo)信息系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

賴擎青 李輝 南海航海保障中心

信息化是以“規(guī)范、高效、便利、快捷”為目標(biāo)，促進(jìn)管理科學(xué)化、規(guī)范化和現(xiàn)代化。為提升航標(biāo)管理和服務(wù)信息化水平，近年來，以航標(biāo)業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向的各類信息化系統(tǒng)應(yīng)運而生，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用解決了航標(biāo)數(shù)據(jù)管理及統(tǒng)計管理的問題，工作流引擎技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了便捷化的業(yè)務(wù)流程設(shè)計，多重網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用，提供了多通道的數(shù)據(jù)交換模式。

1.航標(biāo)助航信息化建設(shè)情況與發(fā)展瓶頸

隨著國際E-Navigation的推進(jìn)，我國“交通強(qiáng)國”建設(shè)的開展，助航數(shù)據(jù)必然應(yīng)為現(xiàn)代航運業(yè)的各類導(dǎo)助航系統(tǒng)提供底層數(shù)據(jù)支撐。但因航標(biāo)信息化建設(shè)長期缺乏頂設(shè)計層和底層標(biāo)準(zhǔn)，以塊狀化業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向的各類航標(biāo)信息化的無序建設(shè)，導(dǎo)致航標(biāo)信息化發(fā)展面臨如下瓶頸問題：

（1）航標(biāo)信息化缺乏頂層設(shè)計，航標(biāo)信息化系統(tǒng)四面開花，信息化系統(tǒng)種類繁多，業(yè)務(wù)處理繁瑣。

（2）航標(biāo)信息化缺乏底層數(shù)據(jù)規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)，各類信息系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)格式不規(guī)范，不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)交互困難、信息孤島出現(xiàn)。

（3）在最前端的航標(biāo)數(shù)據(jù)采集工作上缺乏標(biāo)準(zhǔn)約束，非標(biāo)終端采集的數(shù)據(jù)類屬殘缺、精度粗糙、格式繁多，不能準(zhǔn)確地反映航標(biāo)運行狀態(tài)。

（4）航標(biāo)數(shù)據(jù)監(jiān)測傳輸層上缺乏統(tǒng)一的通信規(guī)約，各廠商通信協(xié)議自成體系，遙測遙控系統(tǒng)使用方需要配置廠商系統(tǒng)或不同的協(xié)議處理機(jī)制適應(yīng)不同品牌終端。

以上問題的存在，導(dǎo)致信息孤島、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏等不利因素的綜合發(fā)酵，各類航標(biāo)數(shù)據(jù)不能互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)的對外服務(wù)能力受限，制約航標(biāo)業(yè)務(wù)融合發(fā)展與數(shù)據(jù)的對外服務(wù)。

2.標(biāo)準(zhǔn)化信息化研究內(nèi)容

為著力解決航標(biāo)信息化發(fā)展中的瓶頸，打破信息化孤島，提升航標(biāo)數(shù)據(jù)服務(wù)能力。近三年來，南海航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處按照部海事局信息化頂層設(shè)置中“一數(shù)一源”的信息化數(shù)據(jù)治理要求，開展了標(biāo)準(zhǔn)化航標(biāo)信息化系統(tǒng)的綜合分析與研究，形成了五大標(biāo)準(zhǔn)。

（1）《航標(biāo)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)元》標(biāo)準(zhǔn)研究。對航標(biāo)的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行了梳理，對航標(biāo)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元編制原則和分類進(jìn)行規(guī)定，形成航標(biāo)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元及數(shù)據(jù)元值域代碼集。用于規(guī)范南海海區(qū)航標(biāo)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，航標(biāo)電子數(shù)據(jù)交換等的設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用，該標(biāo)準(zhǔn)列入2020年交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制計劃。

（2）《航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)研究。對航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)的組成、功能、技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則進(jìn)行研究，用于對海區(qū)航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)和運行管理進(jìn)行規(guī)范，2010年該標(biāo)準(zhǔn)通過交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對外發(fā)布。

（3）《航標(biāo)數(shù)據(jù)采集規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)研究。對航標(biāo)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，研究內(nèi)容包括航標(biāo)采集數(shù)據(jù)的類別、數(shù)據(jù)項、計量單位、采樣耗時、采樣精度、采樣誤差。形成海區(qū)航標(biāo)數(shù)據(jù)采集要求，對海區(qū)航標(biāo)數(shù)據(jù)采集工作進(jìn)行規(guī)范。2018年已完成交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制工作，標(biāo)準(zhǔn)處于待發(fā)布環(huán)節(jié)。

（4）《航標(biāo)遙測遙控通信技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)研究。對航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程服務(wù)器和航標(biāo)遙測遙控終端裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健⒔换ツＪ健?yīng)用層的報文格式及通信命令進(jìn)行研究，用于對航標(biāo)遙測遙控廠商制訂遙測遙控終端的通信機(jī)制及報文格式進(jìn)行規(guī)范，該標(biāo)準(zhǔn)列入2020年交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制計劃。

（5）《航標(biāo)數(shù)據(jù)格式規(guī)范及交換要求》標(biāo)準(zhǔn)研究。對航標(biāo)數(shù)據(jù)文件命名規(guī)則、數(shù)據(jù)交換格式等進(jìn)行研究，用于航標(biāo)數(shù)據(jù)庫建設(shè)及數(shù)據(jù)交換以及航標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)布進(jìn)行規(guī)范，規(guī)范在同一數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)下建立的各類航標(biāo)數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)的交換格式及接口的封裝要求。

3.標(biāo)準(zhǔn)化信息系統(tǒng)的開發(fā)

遵照以上五大標(biāo)準(zhǔn)，我們開展了標(biāo)準(zhǔn)化“航標(biāo)運行管理系統(tǒng)”建設(shè)，上線運行“運行管理+遙測遙控+防臺值班”三大平臺，實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)、系統(tǒng)架構(gòu)、運行流程、數(shù)據(jù)采集、通信傳輸、運行監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)化。

圖1

（1）遵照航標(biāo)數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)格式規(guī)范及交換要求，配套航標(biāo)質(zhì)量管理體系，開發(fā)了航標(biāo)運行管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫按進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化治理，開發(fā)15項標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)運行管理模塊，全面實現(xiàn)航標(biāo)全生命周期的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化維護(hù)管理。

（2）遵照航標(biāo)數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)、遙測遙控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范、遙測遙控通信技術(shù)要求及數(shù)據(jù)格式規(guī)范及交換要求，搭建標(biāo)準(zhǔn)化的航標(biāo)遙測遙控平臺。通過改變通信模式、改變數(shù)據(jù)的傳輸層級、改變監(jiān)測報警方式，達(dá)到了耗能適當(dāng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、報警及時的遙測遙控系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)；形成了航標(biāo)遙測遙控廠商遵照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化遙測遙控終端的格局；實現(xiàn)了遙測遙控通信在南海海區(qū)全區(qū)域覆蓋。

（3）遵照航標(biāo)數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)格式規(guī)范及交換要求，按照南海航海保障中心防臺預(yù)案建立數(shù)據(jù)應(yīng)用模型，開發(fā)防臺值班平臺。通過對臺風(fēng)氣象數(shù)據(jù)、GIS地理信息數(shù)據(jù)、AIS船舶數(shù)據(jù)、航標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、航標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用，形成了三級聯(lián)動的標(biāo)準(zhǔn)化、自動化防臺及監(jiān)測機(jī)制。

4.標(biāo)準(zhǔn)化信息化系統(tǒng)建設(shè)取得的成效

（1）按標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)系統(tǒng)，打破了信息孤島，實現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用。遵從標(biāo)準(zhǔn)，海區(qū)統(tǒng)一建設(shè)的“航標(biāo)運行管理系統(tǒng)”，所有數(shù)據(jù)匯聚統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心,摒棄分散式遙測遙控系統(tǒng)建設(shè)模式，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)和信息應(yīng)用機(jī)制上進(jìn)行統(tǒng)一，全面打破傳統(tǒng)信息化孤島。按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互應(yīng)用，實現(xiàn)各類航標(biāo)數(shù)據(jù)交互應(yīng)用及對外服務(wù)的統(tǒng)一。

（2）實現(xiàn)了對航標(biāo)全生命周期設(shè)置、管理及維護(hù)活動的信息化控制。在系統(tǒng)功能上，標(biāo)準(zhǔn)化航標(biāo)運行管理信息系統(tǒng)以航標(biāo)生產(chǎn)維護(hù)活動的各環(huán)節(jié)為切入點，實現(xiàn)了對航標(biāo)全生命周期審批、設(shè)置、驗收、巡檢、巡視、維護(hù)、保養(yǎng)、搶修、撤除等活動的信息化管理。系統(tǒng)通過與南保航標(biāo)質(zhì)量管理體系的匹配，實現(xiàn)了全海區(qū)航標(biāo)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化運作及三級機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)動。

（3）率先實現(xiàn)航保與海事在航標(biāo)設(shè)置業(yè)務(wù)上的融合發(fā)展。根據(jù)航標(biāo)行政許可行政主體調(diào)整的需要，通過航標(biāo)運行管理系統(tǒng)衍生開發(fā)“航標(biāo)行政許可信息系統(tǒng)”，注冊到部局“一系統(tǒng)兩平臺”上，外部用戶登錄海事綜合服務(wù)平臺申報航標(biāo)設(shè)置，海事行政許可人員登錄海事協(xié)同管理平臺處理航標(biāo)設(shè)置審批事宜，航保中心人員登錄航標(biāo)運行系統(tǒng)航標(biāo)技術(shù)審查模塊開展技術(shù)審查，率先實現(xiàn)了海事行政許可與航保技術(shù)審查在線無縫對接，融合發(fā)展。

（4）提高了南海海區(qū)航標(biāo)遙測遙控采集數(shù)據(jù)的可用率。遵從《航標(biāo)數(shù)據(jù)采集規(guī)范》要求，各航標(biāo)遙測遙控設(shè)備生產(chǎn)廠商按要求生產(chǎn)終端設(shè)備，嚴(yán)格控制終端采樣數(shù)據(jù)質(zhì)量，在數(shù)據(jù)處理機(jī)制上實施“報警策略后移”方略，配合彈性化的大數(shù)據(jù)故障判斷機(jī)制，確保了航標(biāo)故障報警的準(zhǔn)確性，新舊抽樣300例故障報警進(jìn)行比對，故障誤報率從原有32℅下降到4.8℅，一線航標(biāo)維護(hù)管理人員對航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)信賴度全面提升。

（5）提高了航標(biāo)遙測遙控在我國南海水域的覆蓋率。標(biāo)準(zhǔn)化遙測遙控系統(tǒng)在通信機(jī)制上全面打通移動公網(wǎng)、海事衛(wèi)星、SMS、AIS報文、北斗短消息等各類通信通道，形成了不同通信方式“高底搭配、遠(yuǎn)近覆蓋、高低兼容”的通信模式，實現(xiàn)了海區(qū)“全時、域”航標(biāo)遙測遙控應(yīng)用的覆蓋。目前南海海區(qū)航標(biāo)使用遙測遙控覆蓋率達(dá)98℅，其中移動公終端占比38℅，北斗終端占比60℅，AIS終端占比2℅，特別是遠(yuǎn)海無人值守助航設(shè)施使用北斗短報文通道進(jìn)行遙測遙控數(shù)據(jù)回傳，在遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)上獲得良好效益。

（6）推動了航標(biāo)遙測遙控行業(yè)的有序發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)化遙測遙控系統(tǒng)的應(yīng)用后，南海航海保障中心制定《航標(biāo)遙測遙控通信技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)，專注終端標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測；各廠商專注標(biāo)準(zhǔn)化終端生產(chǎn)，注重質(zhì)量；第三方軟件開發(fā)公司專注系統(tǒng)開發(fā)。三方互為促進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展，形成公平公開公正行業(yè)環(huán)境，促進(jìn)航標(biāo)設(shè)備行業(yè)的良性有序發(fā)展。

5.結(jié)束語

航標(biāo)信息化建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，標(biāo)準(zhǔn)化較好地實現(xiàn)了系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)架構(gòu)及數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范化，消除了信息化孤島，實現(xiàn)了各類航標(biāo)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。航標(biāo)信息化系統(tǒng)要擁有持續(xù)的生命力，還必須在大數(shù)據(jù)應(yīng)用及智能化改造上下功夫，通過“云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能”技術(shù)應(yīng)用，持續(xù)推進(jìn)航標(biāo)信息化系統(tǒng)升級，來實現(xiàn)“智慧型”航標(biāo)管理。