“海事慧眼”監管服務平臺的設計與實現

李祝清，陳序，朱歡，榮穩華，劉學軍

（揚州海事局，江蘇 揚州 225000）

1 研究背景

海事監管智能化是目前水上交通相關行業發展的一個趨勢，也是近年國內外學術界研究熱點。在《中國制造2025》制定的藍圖中，智慧海事也是明確重點發展和突破的領域之一。黨的十八大以來，黨中央圍繞電子政務、深化“放管服”改革等作出一系列重大部署，各方面工作取得新進展。《中共中央國務院關于加強基層治理體系和治理能力現代化建設的意見》指出，要構建網格化管理、精細化服務、信息化支撐、開放共享的基層管理服務平臺，實現基層公共服務精準高效，基層治理體系和治理能力現代化水平明顯提高。《交通運輸部關于推進交通運輸治理體系和治理能力現代化若干問題的意見》指出，要深化交通運輸“放管服”改革和交通運輸領域“證照分離”改革，深入開展“互聯網+政務服務”，加強和規范“互聯網+監管”等事中事后監管，推動交通運輸市場監管領域“雙隨機、一公開”監管全覆蓋、常態化、制度化。長江航務管理局發布《“云上長航”發展總體規劃（2017-2025 年）》，提出運用云計算、大數據、物聯網、移動互聯網等新一代信息技術，構建以智慧通航、智慧政務、智慧服務、智慧監管、智慧辦公為主的信息化應用體系，推動長江航運從傳統行業向現代服務業的轉型升級，全面提升長江航運治理體系和治理能力現代化水平。

“海事慧眼”監管服務平臺正是在這樣的背景下應運而生，“海事慧眼”利用衛星定位、移動互聯、人臉識別、大數據分析等技術，實現人、船、證信息的精準感知，助力船舶配員精準監管。

2 研究現狀

目前國內外學者對智慧海事監管的研究主要停留在理論和技術層面，投入實際應用的智慧海事監管平臺還比較少。董飛等為深入推進海事電子巡查在“水上大交管”中的應用,強調新冠肺炎疫情下海事電子巡查的重要性,設計構建“陸海空天”全天候電子監控體系,并以深圳海事監管服務平臺為例,詳細闡述電子巡查在“水上大交管”中的7 大功能實現及場景應用,發現實際工作中存在的問題并提出解決方案。包金玉等人針對封閉水域信息化水平低、水上安全監管能力較弱、覆蓋監控對象有限等問題,提出一套封閉水域智慧海事監管系統及方法。通過LoRa 技術采集多種水上監管要素數據,采用云計算、大數據技術對采集到的信息數據進行處理,結合海事業務需求,開發web 應用平臺展示數據。江蘇海事監管信息化建設將信息化技術與監管深度融合,以數字海事建設為龍頭,帶動海事裝備現代化,促進江蘇海事監管水平的提高,實現服務海事監管、海事服務、海事政務的目標。

2019 年，廣東海事局開發“海事之眼” 微信小程序，具備“刷臉識人、輸船名查證書”等功能。但是該微信小程序嚴重依靠進出港報告系統配員數據，無自身船舶配員數據庫，未與配員監管服務深度融合，未對船舶船員進行海事信用監管，應用范圍較小。

2020 年，江蘇海事局借鑒廣東海事局“刷臉識人、輸船名查證書”等功能，結合江蘇海事局船舶配員專項整治行動、江蘇海事信用監管體系，開發“海事慧眼”監管服務平臺，該平臺為行業內首個內河船舶配員智慧監管服務平臺。系統集成了船員、證書、人臉、AIS 等配員全要素信息，建成國內首個全要素內河船員數據庫。“海事慧眼”系統探索了新型海事監管機制在船員監管領域的應用，通過“自助核查”+“遠程檢查”的船舶配員監管新機制，自動篩選疑似配員不足船舶并發起遠程檢查，無需登船、不影響船舶正常營運，減少執法人員感染疫情的風險。檢查結果與江蘇海事局全要素水上“大交管”綜合執法、智能管控協同并實時反饋至快反處置中心，實現船舶配員實時、精準、遠程、閉環監管，提高海事執法效能。

3 研究內容

本項目以水上交通場景感知，海事數據挖掘，智慧監管服務平臺建設、監管流程創新為基本脈絡，開展海事慧眼智慧海事監管研究工作，形成一個層次分明、串聯緊密的推進路線。具體研究過程中，通過海事大數據挖掘建立船舶船員全要素實體知識圖譜，為船舶船員聯合監管與統一服務的信息化系統提供數據支撐；基于智能決策支持技術，為船舶配員自動賦碼；基于智能感知、數據挖掘、大數據可視化及5G 通訊等新型技術，建成船舶船員智慧監管服務平臺，為智慧海事監管提供保障；基于“信用+智慧”管理理念，建立面向船舶船員全流程、全實時、全動態的精準監管新模式，實現船舶配員管理方法和流程創新。本項目圍繞智慧海事監管關鍵技術開展研究工作，提煉關鍵科學技術問題用以驅動研究方法和技術創新，形成本項目的創新特色。

（1）基于全要素實體知識圖譜的船員配員規則與配員檢測。針對船舶配員檢查流程復雜、效率低，無法實現遠程核查、精準監管等問題，研究基于場景自適應與圖像增強的活體檢測方法，使用人臉關鍵點定位和人臉追蹤等技術，驗證船員是否為真實活體本人操作，可甄別船員配員不足行為，保障船舶安全行駛；根據全要素實體知識圖譜中已有的船舶配員數據，依據推理規則，建立滿足語義的基于AIS 位置、船舶類型和航線的船舶配員規則模型。

（2）基于海事大數據挖掘與智能決策等創新技術，構建業內首個船舶船員實體知識圖譜，為船舶船員賦碼的智能化管理提供決策依據。基于海事大數據挖掘技術建立全要素船舶船員實體知識圖譜，其中實體包含船舶船員配員證書、船員證書、AIS 數據、船員位置、通航要素、執法人員信息等，從中抽取出實體的屬性及其屬性值形成結構化數據，并抽取多個實體之間的語義關系，形成船舶船員等實體、屬性與屬性值三元組。利用決策樹的歸納學習能力，對船舶船員實體知識圖譜進行知識加工，以船舶配員為實例進行知識推理，構建基于決策樹的船舶配員規則生成模型；以聯合概率數據關聯理論為運算機制，為船舶船員自動賦碼。基于智能決策支持技術，在業內首次創建船舶配員“通行碼”，為船舶船員遠程、精準、實時、動態監管提供決策依據。

（3）基于智能感知、數據挖掘、大數據可視化及5G 通訊等新興技術建成業內首個“海事慧眼”智慧監管與服務平臺。基于智能感知技術，繪制配員監管一張圖、實時精準掌握轄區水上安全態勢，精準投放安全監管力量；基于海事大數據挖掘技術和分析技術，建立船舶、船員、公司和通航環境的全要素畫像，實現船舶船員全流程全周期監管；基于大數據可視化技術，對船舶船員進行可視化展示，實現“一員全景、一船全景、一司全景、一港全景、一轄區全景”；基于5G 通訊穩定可靠的傳輸機制，實現船舶船員“時空同頻”協同監管和全程服務；將“海事慧眼”智慧監管服務平臺納入江蘇海事局全要素水上“大交管”架構，統一用戶統一門戶統一服務，實現監管全流程和服務全過程。

（4）基于“信用+智慧”管理理念，建立面向船舶船員全流程、全實時、全動態的精準監管新模式，實現船舶配員管理方法和流程創新。建立健全船舶船員信用管理模式，建設長江江蘇段內河船配員信用承諾數據庫，通過紅黃黑名單、信用聯合獎懲等機制，實現“守信者暢行無阻，失信者寸步難行”。提供自助核查與遠程核查雙通道，讓數據多跑路人不跑。通過人臉比對、人船位置比對、船員與證書比對等技術，實時掌握船舶配員信息并生成配員通行碼，數據賦能船舶配員監管。系統自動篩選疑似配員不足船舶并發起配員遠程核查，無需登船，不影響船舶正常營運、減少執法人員感染疫情的風險。“海事慧眼”配員核查和監管流程緊密切合江蘇海事局全要素水上“大交管”的最新的機構設置和業務流程，實現了船舶配員管理方法和監管流程的創新。

4 實施應用效果

在江蘇海事局的大力推動下，“海事慧眼”系統已在長江江蘇段內河船舶中全面運行，并取得顯著成效。截至目前，“海事慧眼”船舶船員用戶超過35.2 萬，通過“海事慧眼”平臺累計船員任解職超過67 萬人次，累計開展配員自助核查、遠程核查超過100 萬人次，極大地規范了長江江蘇段船舶違法行為。依靠“海事慧眼”系統查獲船舶船員違法行為超過545 起，有效破解了船舶配員不足、船員不適任等問題。轄區內河船舶配員合規率由整治初期的普遍不足到目前超過95%，長江江蘇段內河船舶配員管理示范區建設取得明顯成效。

5 項目總結

該成果主要圍繞著海事慧眼--智慧海事監管的關鍵技術理論問題，采用理論研究與工程實踐相結合的方式，系統地構架了智慧海事監管與服務體系，構建了國內首個全要素內河船員數據庫，研發了機器視覺、人臉識別、活體檢測、位置比對、異常行為檢測、大數據展示等關鍵技術，建成了行業內首個內河船舶船員智慧監管與服務平臺，解決了船舶識別難、船員監管難、配員不足取證難等堵點難點痛點。通過“海事慧眼”自助核查、遠程核查功能，引導內河船舶依法合規航行，促進了內河船員素質的提升和船員隊伍高質量發展。相關技術成果已經在長江江蘇段船舶船員、港口碼頭、航運公司、海事部門中廣泛應用，船舶通航效率、碼頭裝卸效率、海事監管效率得到顯著提升，有力促進了船舶合法便捷運輸、港航企業依法生產經營、航運市場公平公正發展，經濟效益、社會效益和環境效益效果顯著。同時，項目組也培養了一批智慧航運高科技人才，極大推進了我國在智慧海事監管研究領域的創新發展。未來，“海事慧眼”系統覆蓋范圍可從長江江蘇段推廣至長江流域、全國水域；覆蓋船型從內河船到海船全覆蓋等，開創船舶配員“智慧監管”新局面。

6 展望

目前，海事慧眼系統正在推廣和應用，預期前景如下：

一是系統覆蓋范圍進一步擴大。系統覆蓋范圍從長江江蘇段推廣至長江干線全線，長江干線船舶可開展遠程核查、船舶查詢、自助獲取綠碼等服務。

二是系統用戶數量進一步增長。“海事慧眼”為船員、船舶、碼頭、貨主、航運公司、海事部門、航海院校等提供了內河船舶配員的精準監管與便捷服務，長江中上游、部分運河港口碼頭已開始運用“海事慧眼”核實船舶配員情況，系統用戶數量預計會穩步增長。

三是系統影響力進一步增加。“海事慧眼”監管服務平臺運行兩年多以來，節約了大量海事執法人員人力、海巡艇艇力、燃油資源，降低了CO2、SO2、廢氣排放，實現疫情下船舶船員不見面監管服務，船舶船期得到縮短，港口碼頭作業效率提升，在今年全國疫情的情況下，長江江蘇段吞吐量較去年提升4.3%，貨運量提升2.9%，取得了顯著的經濟效益、社會效益、環境效益。項目已申請軟件著作權2 項、發明專利1 項，榮獲2022 年中國航海學會科技進步一等獎、2022 年長航局科技創新獎一等獎。預計未來，系統影響力將進一步增加，開創船舶配員“智慧監管”新局面。