标准化航标信息系统研究与实现

赖擎青 李辉 南海航海保障中心

信息化是以“规范、高效、便利、快捷”为目标，促进管理科学化、规范化和现代化。为提升航标管理和服务信息化水平，近年来，以航标业务需求为导向的各类信息化系统应运而生，数据库应用解决了航标数据管理及统计管理的问题，工作流引擎技术的应用，实现了便捷化的业务流程设计，多重网络数据传输技术的应用，提供了多通道的数据交换模式。

1.航标助航信息化建设情况与发展瓶颈

随着国际E-Navigation的推进，我国“交通强国”建设的开展，助航数据必然应为现代航运业的各类导助航系统提供底层数据支撑。但因航标信息化建设长期缺乏顶设计层和底层标准，以块状化业务需求为导向的各类航标信息化的无序建设，导致航标信息化发展面临如下瓶颈问题：

（1）航标信息化缺乏顶层设计，航标信息化系统四面开花，信息化系统种类繁多，业务处理繁琐。

（2）航标信息化缺乏底层数据规范性标准，各类信息系统底层数据格式不规范，不统一，数据交互困难、信息孤岛出现。

（3）在最前端的航标数据采集工作上缺乏标准约束，非标终端采集的数据类属残缺、精度粗糙、格式繁多，不能准确地反映航标运行状态。

（4）航标数据监测传输层上缺乏统一的通信规约，各厂商通信协议自成体系，遥测遥控系统使用方需要配置厂商系统或不同的协议处理机制适应不同品牌终端。

以上问题的存在，导致信息孤岛、数据标准缺乏等不利因素的综合发酵，各类航标数据不能互联互通，数据的对外服务能力受限，制约航标业务融合发展与数据的对外服务。

2.标准化信息化研究内容

为着力解决航标信息化发展中的瓶颈，打破信息化孤岛，提升航标数据服务能力。近三年来，南海航海保障中心航标导航处按照部海事局信息化顶层设置中“一数一源”的信息化数据治理要求，开展了标准化航标信息化系统的综合分析与研究，形成了五大标准。

（1）《航标基础信息数据元》标准研究。对航标的基础信息数据进行了梳理，对航标信息基础数据元编制原则和分类进行规定，形成航标信息基础数据元及数据元值域代码集。用于规范南海海区航标数据库建设，航标电子数据交换等的设计、开发与应用，该标准列入2020年交通行业标准编制计划。

（2）《航标遥测遥控系统技术规范》标准研究。对航标遥测遥控系统的组成、功能、技术要求、试验方法和检验规则进行研究，用于对海区航标遥测遥控系统的设计、建设和运行管理进行规范，2010年该标准通过交通行业标准对外发布。

（3）《航标数据采集规范》标准研究。对航标采集数据进行研究，研究内容包括航标采集数据的类别、数据项、计量单位、采样耗时、采样精度、采样误差。形成海区航标数据采集要求，对海区航标数据采集工作进行规范。2018年已完成交通行业标准编制工作，标准处于待发布环节。

（4）《航标遥测遥控通信技术要求》标准研究。对航标遥测遥控系统的远程服务器和航标遥测遥控终端装置之间进行数据传输的通信方式、交互模式、应用层的报文格式及通信命令进行研究，用于对航标遥测遥控厂商制订遥测遥控终端的通信机制及报文格式进行规范，该标准列入2020年交通行业标准编制计划。

（5）《航标数据格式规范及交换要求》标准研究。对航标数据文件命名规则、数据交换格式等进行研究，用于航标数据库建设及数据交换以及航标数据发布进行规范，规范在同一数据元标准下建立的各类航标数据库之间数据的交换格式及接口的封装要求。

3.标准化信息系统的开发

遵照以上五大标准，我们开展了标准化“航标运行管理系统”建设，上线运行“运行管理+遥测遥控+防台值班”三大平台，实现底层数据、系统架构、运行流程、数据采集、通信传输、运行监控的标准化。

图1

（1）遵照航标数据元标准及数据格式规范及交换要求，配套航标质量管理体系，开发了航标运行管理系统，对系统数据库按进行标准化治理，开发15项标准化业务运行管理模块，全面实现航标全生命周期的标准化、信息化维护管理。

（2）遵照航标数据元标准、遥测遥控系统技术规范、遥测遥控通信技术要求及数据格式规范及交换要求，搭建标准化的航标遥测遥控平台。通过改变通信模式、改变数据的传输层级、改变监测报警方式，达到了耗能适当、数据准确、报警及时的遥测遥控系统建设目标；形成了航标遥测遥控厂商遵照标准生产标准化遥测遥控终端的格局；实现了遥测遥控通信在南海海区全区域覆盖。

（3）遵照航标数据元标准及数据格式规范及交换要求，按照南海航海保障中心防台预案建立数据应用模型，开发防台值班平台。通过对台风气象数据、GIS地理信息数据、AIS船舶数据、航标基础数据、航标监测数据的协同应用，形成了三级联动的标准化、自动化防台及监测机制。

4.标准化信息化系统建设取得的成效

（1）按标准化建设系统，打破了信息孤岛，实现了各类数据的融合应用。遵从标准，海区统一建设的“航标运行管理系统”，所有数据汇聚统一数据中心,摒弃分散式遥测遥控系统建设模式，在数据结构、系统架构和信息应用机制上进行统一，全面打破传统信息化孤岛。按照统一的数据交换的格式进行数据交互应用，实现各类航标数据交互应用及对外服务的统一。

（2）实现了对航标全生命周期设置、管理及维护活动的信息化控制。在系统功能上，标准化航标运行管理信息系统以航标生产维护活动的各环节为切入点，实现了对航标全生命周期审批、设置、验收、巡检、巡视、维护、保养、抢修、撤除等活动的信息化管理。系统通过与南保航标质量管理体系的匹配，实现了全海区航标业务标准化运作及三级机构标准化联动。

（3）率先实现航保与海事在航标设置业务上的融合发展。根据航标行政许可行政主体调整的需要，通过航标运行管理系统衍生开发“航标行政许可信息系统”，注册到部局“一系统两平台”上，外部用户登录海事综合服务平台申报航标设置，海事行政许可人员登录海事协同管理平台处理航标设置审批事宜，航保中心人员登录航标运行系统航标技术审查模块开展技术审查，率先实现了海事行政许可与航保技术审查在线无缝对接，融合发展。

（4）提高了南海海区航标遥测遥控采集数据的可用率。遵从《航标数据采集规范》要求，各航标遥测遥控设备生产厂商按要求生产终端设备，严格控制终端采样数据质量，在数据处理机制上实施“报警策略后移”方略，配合弹性化的大数据故障判断机制，确保了航标故障报警的准确性，新旧抽样300例故障报警进行比对，故障误报率从原有32℅下降到4.8℅，一线航标维护管理人员对航标遥测遥控系统信赖度全面提升。

（5）提高了航标遥测遥控在我国南海水域的覆盖率。标准化遥测遥控系统在通信机制上全面打通移动公网、海事卫星、SMS、AIS报文、北斗短消息等各类通信通道，形成了不同通信方式“高底搭配、远近覆盖、高低兼容”的通信模式，实现了海区“全时、域”航标遥测遥控应用的覆盖。目前南海海区航标使用遥测遥控覆盖率达98℅，其中移动公终端占比38℅，北斗终端占比60℅，AIS终端占比2℅，特别是远海无人值守助航设施使用北斗短报文通道进行遥测遥控数据回传，在远程监控应上获得良好效益。

（6）推动了航标遥测遥控行业的有序发展。标准化遥测遥控系统的应用后，南海航海保障中心制定《航标遥测遥控通信技术要求》标准，专注终端标准符合性检测；各厂商专注标准化终端生产，注重质量；第三方软件开发公司专注系统开发。三方互为促进，协调发展，形成公平公开公正行业环境，促进航标设备行业的良性有序发展。

5.结束语

航标信息化建设是一项复杂的系统工程，标准化较好地实现了系统底层数据架构及数据应用规范化，消除了信息化孤岛，实现了各类航标数据的综合应用。航标信息化系统要拥有持续的生命力，还必须在大数据应用及智能化改造上下功夫，通过“云计算、大数据、物联网、人工智能”技术应用，持续推进航标信息化系统升级，来实现“智慧型”航标管理。