珠江航運大數據應用體系及場景研究

鐘璐潞　李桂萍

摘 要：珠江航運信息化發展至今，在實現珠江航運信息服務水平的提升的同時，積累了大量的業務數據和管理數據。在推動大數據與綜合交通運輸深度融合的背景下，針對珠江航運的發展需求，本文將以珠江水運發展方向以及航運數據為基礎，結合大數據挖掘技術和展現的信息化手段，構建珠江航運大數據應用體系，明確體系構建流程以及大數據在珠江航運發展中的具體應用方向，從而推進珠江航運的精準管理、高效服務和科學決策，為加快建設交通強國，助力數字經濟勃興提供堅強支撐。

關鍵詞：珠江航運;大數據應用體系;可視化展現;航運數據資源

中圖分類號：U691? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0069-03

由西江、北江、東江干支流及珠江三角洲諸河組成的珠江水域，是我國第二大通航河流，流經廣東、廣西、貴州、云南四省，形成“三江匯流、八口出海”的水系特點，是我國華南、西南地區重要水上運輸大通道以及21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經濟帶有機銜接的重要門戶。

隨著國家治理體系和治理能力現代化的加快推進，珠江迎來了加快黃金水道建設的機遇期。2019年，交通運輸部印發的《推進綜合交通運輸大數據發展行動綱要（2020—2025年）》明確提出：交通部門要進一步推動大數據與綜合交通運輸深度融合，有效構建綜合交通大數據中心體系，全面推動大數據創新應用，為加快建設交通強國提供有力支撐。因此，在國家大數據戰略不斷深化向前的大背景下，面對交通運輸行業治理現代化的建設要求以及航運管理創新、《珠江水運發展規劃綱要（2017-2025）》的發展需要，在經過多年的建設和發展積攢的豐富珠江航運數據基礎上，根據珠江航運數據資源特點，運用綜合性、全局性大數據分析，激活海量珠江航運數據，通過挖掘珠江航運數據背后的價值，大力推動珠江航運高效服務、精準管理和科學決策，為珠江的數字航運建設提供堅強數據支撐。

1 珠江航運信息化及航運數據資源特點

目前，珠江水系采取國家、地方結合管理模式，由交通部的派出機構“交通運輸部珠江航務管理局”對珠江水系內河航運行使行政主管部門職責，負責整個珠江水系總體規劃、協調、監督、服務;所在各航段的地方交通主管部門則負責各自轄區水運有關的規劃、建設、監管、執法等工作;此外，珠江水系各地的相關行業協會，則負責協助當地管理部門做好政府與企業之間的溝通作用，對促進內河水運發展、維護水運市場秩序起到積極的作用。

在此分段式的管理模式下，珠江航運具有管理和服務對象跨地區流動的業務特點，不同業務單位在對同一類管理對象履行各自管理職能時，存在較強的信息資源共享需求。廣東、廣西、云南、貴州均已建設了自己的信息系統，但是信息化建設的整體優勢未充分發揮，并且各省流域的航運信息化發展也存在較大差異。其中，廣東作為珠江水系中經濟最發達的省區，信息化水平居珠江水系四省之首，先后通過港航綜合業務行政管理系統、港口管理信息系統、港口基礎地理信息系統、廣東電子航道圖系統等信息系統，積累了大量的航運企業、船舶運營、人員管理等航運數據資源信息并匯聚到水路數據中心，形成航運基礎數據庫;廣西各級港航管理部門則通過建設航道管理信息系統、港口經營管理信息系統、水路貨物信息服務系統、電子航道圖系統、港航視頻監控系統、船閘調度系統、北部灣港口引航綜合調度系統、水路運政管理信息系統等信息系統，不斷提升航運業務信息化水平;此外，通過港航信息資源整合工程，不斷提升數據中心數據質量，完善數據的共享交換，但整體航運數據的信息整合、交換與共享還處于起步階段。2018年，珠航局上線珠江航運綜合信息服務系統，通過信息采集平臺、信息交換共享機制以及航務信息發布、航運運行監測預警及干線船舶過閘協調應用系統，形成電子航道“一張圖”，航運數據“一中心”，航運信息“一張網”的格局。通過系統，初步將珠江航運產業鏈的很多環節數據進行采集和融合，通過建設基礎數據庫、應用數據庫、交換數據庫三大數據庫，實現珠江水系航運數據資源的共享以及協同服務，也為珠江航運的大數據應用發展奠定了數據基礎。

珠江航運信息化的發展已為珠江航運業已經積累了海量的航運信息資源，具備了航運大數據應用發展的基本條件。從航運作業管理角度進行分析，珠江航運的數據資產主要來源于珠江水域內航運業經營過程中產生的各類業務信息，包括港口作業管理數據（港口基礎信息、港口設施設備信息、港口危貨數據、港口經營人數據、港口安全檢查信息、港口應急信息、在港船舶數據等）、航道管理數據（航道基礎信息、航道動態信息、養護管理信息、檢查管理信息、航道工程信息等）、水路運輸管理數據（水路運政經營者資質信息、運輸船舶資質信息、船舶管理企業信息、安全檢查數據信息等）、水路建設管理數據（水路工程信息、相關企業、人員信息等）、珠江水域運行監測數據（船舶動態數據、水上交通管理數據信息等）以及統計服務數據（水運生產、港口生產、固定資產投資等統計信息）等各類數據信息。通過航運主題進行整合分類，可以歸納為地理數據、監測數據、統計數據、業務數據、文本數據、多媒體數據等六大類別，具體的數據類別以及來源如下圖所示：

2 珠江航運大數據應用體系構建

珠江航運大數據應用體系，是圍繞珠江航運發展目標，在符合珠江航運大數據業務需求和數據特點的基礎上，基于大數據平臺的基礎數據庫、主題數據庫、索引數據庫，開展面向航運管理者、運營者、相關行政相對人等機構用戶，提升航運業務能力、監管能力、預警能力、政務服務效率、精準管理及宏觀決策的大數據平臺分析應用服務體系。應用體系的構建流程主要通過需求確認、特征選擇、指標確定、模型構建以及驗證五個步驟完成體系構建。流程如下圖所示：

（1）需求確認階段：根據珠江航運的業務、數據資源、信息系統、航運管理等現狀的梳理結果，分析珠江航運大數據分析與應用的數據需求和業務需求，從而明確大數據分析及應用平臺需要建設的分析需求、預測需求、監測需求、決策需求等，為大數據應用體系的建設提供準確的應用方向。

（2）特征選擇階段：由于通過多渠道集成了各類航運數據，具有較高的數據維度，并存在不相關的數據特征以及冗余特征，因此需要在特征選擇階段對高維度的航運數據進行特征選擇預處理，形成相關的特征變量庫，從而減少數據特征數量，提高數據分析的執行效率。

（3）指標確定階段：通過指標計算，構建并確定模型所需的分析指標，形成相應的珠江航運分析指標庫。

（4）模型構建及驗證階段：在指標庫的基礎上，通過模型得到模型計算成果庫，并通過模型驗證優化循環不斷優化和完善模型計算成果庫。

（5）應用服務階段：在指標和模型構建的基礎上，通過對特征變量庫的數據分析，為珠江航運的管理機構、行政相對人以及公眾提供數據應用服務。

3 珠江航運大數據應用

根據《珠江水運發展規劃綱要（2017-2025）》的發展要求：“到2025年，基本建成暢通、安全、綠色、高效的珠江黃金水道，全面對接粵港澳大灣區，珠江水運在綜合交通運輸體系中的比較優勢得到較好發揮，總體服務能力滿足經濟社會發展的需要”的總體目標，明確了內河航道、內河港口、內河船舶、綠色安全和航運服務5個方面的近期目標。因此，我們可以在基于珠江航運大數據應用體系的基礎上，通過珠江航運實時數據、歷史數據分析以及預測分析三個數據維度，結合珠江航運發展需求，在航道、港口、船舶、綠色安全和航運服務五大業務領域開展航運大數據應用。

在船舶方面，由于船舶數據是航運大數據的重要組成部分，因此我們可以厘清內河各類船舶數據間的關系，通過應用大數據處理技術，建設包括船舶靜態數據（船舶建造信息、檢驗、發證、審核等管理信息等船舶檔案信息）以及船舶動態信息（船舶始發港 、目的港、航速、位置、狀態、預到時間等）的船舶大數據共享服務平臺，從而通過結合在航船舶的船舶狀態、貨物信息、船舶運行軌跡進行描述性以及預測性的數據分析，并通過動態可視化分析結果為珠江航運的港口數字化管理、智能化航運服務以及航道流量管理提供智能決策分析。

在港口建設方面，規劃要求：“強化港口現代物流樞紐作用，以港口物流業發展帶動港口轉型升級，提升港口裝卸存儲、中轉換裝、現代物流、商貿服務等功能，為客戶提供綜合物流服務。”因此，在大數據應用上，珠江水域可以通過建設大數據平臺，從人、船、貨、碼頭、車等維度對珠江水域的航運數據進行整理及分類管理，在珠江水域范圍內形成數字化港口生態圈，讓數據信息在港口、貨主、貨代、船代以及相關監管單位之間開放共享，形成一站式的港口物流綜合服務，通過電子標簽實現運輸貨物的全周期跟蹤管控，并對數據進行綜合分析，為每單貨物提供最合理高效的運輸方案，從而實現港口物流港外運輸、港內運輸、內河運輸整個運輸周期涉及到的人、船、貨的無縫銜接管理，有效提升港口物流鏈效率。

在航道建設方面，由于珠江航道，內河航道中數據監測能力弱，數據集成融合能力不足等特點制約了珠江航道的信息化發展。因此，我們可以借助基于物聯網，云計算的珠江內河航道大數據應用體系，實現珠江水域全干線航道數據的動態監測信息互聯，從而通過航道動態監測以及智能維護管理，實現珠江航道的數字化服務轉型升級，提高珠江航道數據資源利用效率以及航道大數據的社會化應用，用航運數據為珠江航道的發展提供準確、及時的數據供支撐.

在航運服務方面，規劃要求：“支持加快發展航運交易、金融、保險、海事仲裁等高端服務業，完善服務內容。發揮行業智庫決策支持和社會引導作用。”因此，對于珠江航運管理者，可以通過珠江航運大數據平臺實時采集的航運水運量以及航運企業管理數據，利用大數據分析、預測模型以及可視化技術，對珠江航運的計劃、統計等航運管理指標、船舶運輸量、船舶生產能力、船舶運營質量等船舶營運工作指標，各類事故、死亡率、貨損等安全、質量指標進行預測性數據挖掘，并以可視化的方式動態展現珠江航運運營現狀及趨勢分析，從而得到直觀準確的分析結果，管理人員可以盡早地發現業務及管理當中存在的問題以及數據背后隱藏的規律，從而更好地制定珠江航運的決策和規劃，提高珠江航運的管理服務水平。對于運輸企業，可以通過航運大數據平臺實現企業間信息的共享，實現“一單制”多式聯運服務，從而提高珠江航運聯運效率，實現珠江黃金水道快捷高效的進出口貨運大通道。

在安全監管方面，規劃要求要進一步完善珠江水域安全監管體系以及加強水上應急救助能力，并且對珠江口、客運繁忙區域、危險品集中區域進行重點管理。因此，可以通過珠江航運數據平臺中的貨物信息、貨運、客運水運量數據進行全時空動態分析，從而得到各時段各水域的人、船、貨、碼頭全景化畫像分析，實現重點時段重點對象的實時監管。此外，結合重大突發事件等歷史數據分析突發原因，分析制因因素，確定事后安全監管重點，并為突發事件提供趨勢研判、應急預案和事后動態跟蹤，做好珠江水上安全監管的事前、事中、事后防控。

4 結語

大數據在珠江航運發展中的應用，是大數據時代的變革中航運發展的需要。從新時期航運業發展全局出發，著眼于開拓航運發展思路、破解航運發展難題，珠江航運與大數據相結合，可不斷創新航運管理工作思路和機制，增強工作創新能力、責任和服務意識等核心競爭力，在不斷學習和創新發展中加強航運業自身的科學管理和建設，從而提高珠江航運整體的行政效能和隊伍整體素質，開拓廣闊的發展前景，進一步促進整個珠江航運業的可持續發展。