船舶智能化处理数据分析系统的构建

刘轶超 兰儒

摘 要：本文通过对船舶污染物接收、转运以及处置业务需求的分析，提出船舶智能化处理数据分析系统的总体架构以及总体布局，在此基础上详细说明了系统建设的主要内容，对船舶智能化处理数据分析系统在今后扩展到船舶压载水智能化处理上的应用奠定研究基础。

关键词：船舶污染物;智能化系统;防污染;联合监管;压载水

中图分类号：U667.9          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）05-0109-04

我国是世界水运大国，水路运输是我国综合交通运输体系的重要组成部分。2019年全国港口完成货物吞吐量139.51亿吨，比上年增长5.7%[1]。近年来我国经济水平的提升带动了水运行业的发展，船舶的种类和数量都有了明显的增加。船舶在运营过程中会产生垃圾、生活污水、含油污水等污染物，具有数量大、流动性强、涉及范围广等特点。这些污染物如未经处理直接排放，将会对水体水质产生较大影响。随着水运行业的发展，与之并行的船舶污染物排放问题也得到了社会各界的关注。2020年，交通运输部、生态环境部、住房和城乡建设部三部委联合印发《关于建立完善船舶水污染物转移处置联合监管制度的指导意见》，要求建立和完善船舶水污染物转移处置联合监管制度，强化部门联合执法，共同打击船舶水污染物和危险废物非法转移处置行为，促进绿色发展，保护生态环境[2]。

伴随着“互联网+电子政务”行政审批领域的深入推进，网上政务大厅建设如火如荼[4]，加上长期以来解决船舶污染物监管力量不足，监管措施和办法不多等实际问题，创新管理模式，为船舶污染物管理部门建立一个公开的、交互的、高效的船舶智能化处理数据分析系统，实现船舶污染物接收、转运、处置监管平台化管理，实现电子化联单。同时积极与交通管理部门、生态环境管理部门、城建部门等现有管理平台对接，交换、共享相关信息，进一步提升船舶污染物联合监管水平，防止船舶违法排放和污染物接收、转运、处置过程造成二次污染，为建设“绿色港口”保驾护航。

1需求分析

1.1业务需求分析

1.1.1船舶污染物分析

船舶水污染物主要包括含油污水、生活污水、含有毒液体物质（多见于化学品船洗舱水）及垃圾等四类 [3]，为了便于细化分析，本文对船舶污染物进行了进一步的划分，详见表1。

由上表可见，船舶在日常营运过程中产生的污染物主要包括船舶油污水、生活污水、洗舱废水、生活垃圾、危品废固等几类，主要产生于船舶机舱、货仓及生活区三个部位。其中，船舶油污水產生数量巨大，一条船每年产生的机舱舱底油污水达到其总吨位的10%左右。船舶油污水和洗舱废水含有多种有毒、有害物质，对内河水环境造成的污染危害非常严重。生活区产生的生活污水和生活垃圾中含有难降解的白色污染物，特别是游船、一等内河船舶，船上人员众多，单位航次内产生的生活污水和生活垃圾数量十分可观，排入海洋对水环境的长期影响不容忽视。

1.1.2系统服务对象分析

在监管手段上，对船舶污染物排放的监管主要采用文书检查方式，监测能力不足、尚未开展常态化排放监测工作。各港口城市正在逐步建立船舶污染物转移联单制度，但仍以纸质联单为主，电子联单等信息化监管手段应用有限。在监管模式上，多数港口城市依据《水污染防治行动计划实施情况考核办法》出台了联合监管制度，但部分地区尚未完全落实，未实现多部门互联互通[5]。

本系统的服务对象分为三类（详见表2），第一类是船舶污染物作业的相关企业，包括船舶污染物排放企业、船舶污染物接收企业、船舶污染物转运企业、船舶污染物处置企业的作业人员，服务内容包括企业资质备案、船舶污染物排放/接收/转运/处置作业报告、月度报表上报。第二类是监管部门，包括海事管理部门、生态环境管理部门、交通运输管理部门、城市管理局及各区市县相关部门的监管人员及部门领导。第三类是各区市县政府相关工作人员及各领导。

1.2系统功能分析

总体功能需求指各级监管部门和船舶污染物作业企业用户具有一定共性的功能需求。

1.2.1统一用户管理需求

用户包括船舶污染物排放企业、船舶污染物接收企业、船舶污染物转运企业、船舶污染物处置企业的作业人员、海事管理部门、生态环境管理部门、交通运输管理部门、城建部门及各区市县相关部门的监管人员及部门领导。单点登录服务系统需实现对各管理部门相关机构的维护管理，各类人员的权限管理及角色管理，该模块用户为系统管理员。

1.2.2消息提醒需求

（1）待办事项提醒需求，在流程中的各类用户，系统将待办事项列出，用户选择某条待办事项后跳转至业务办理界面。

（2）到期提醒需求，系统中备案的证书、文件、检查信息等涉及到有效期的，系统可根据设定提前提醒相关用户。

1.2.3 移动端业务办理与服务需求

由于船舶污染物排放、接收、转运、处置作业是动态的业务，因此需提供移动办公平台服务，包括作业内容上报、现场作业视频上报、作业文书上传功能、证书到期提醒的查看功能，备案信息的查询功能。

2总体架构及布局

2.1总体架构

总体框架主要包括应用层、应用支撑、数据层、网络层等四个层面，同时还包括安全保障、标准规范、运行维护体系。

2.1.1应用层

应用系统层基于应用支撑层，包括船舶污染物联单申报系统、船舶污染物联合监管移动端、船舶污染物联合监管系统、分析与辅助监管系统。

2.1.2应用支撑层

应用支撑平台是系统的基础设施，包括对应用系统开发、集成、部署和管理提供环境及相应规范，使业务系统能够在一个严格定义的、统一的环境中运行，从而提高系统互连、互通、互操作和信息共享的能力。主要包括单点登录服务平台、操作系统及数据库管理软件、统一电子签章、应用服务器中间件等。

2.1.3数据资源层

数据资源层是实现系统功能应建立的各类数据库，主要实现内部系统、外部系统、互联网等多个数据来源采集数据，按照一定数据标准，对数据进行预处理，形成系统数据库，在此基础上实现共享交换、接口调用等数据服务。

2.1.4基础设施层

系统建设将依托未来部署环境的计算资源和存储资源部署应用系统。

2.2总体布局

根据系统使用特点，本着优化设计、安全可靠的原则，采用集中式部署方式，应用系统部署于口岸公共信息平台。

其中，企业用户通过互联网访问“船舶污染物联单申报系统”和“船舶污染物联单监管移动端”;海事局通过海事内网访问“船舶污染物联合监管系统”和“分析与辅助监管系统”;生态环境局、城市管理局通过市政务内网和政务外网访问“船舶污染物联合监管系统”和“分析与辅助监管系统”;交通运输局通过交通专网访问“船舶污染物联合监管系统”和“分析与辅助监管系统”;海事局、交通运输局、生态环境局和城市管理局通过互联网访问“船舶污染物联单监管移动端”。

3系统建设的主要内容

本系统的建设将以各地依托《水污染防治行动计划实施情况考核办法》出台的联合监管制度，如：船舶污染物接收、转运、处置监管联单及联合监管制度为指导，以提升船舶污染物联合监管水平为核心，根据前期的调研分析，依托口岸公共信息平台，建设船舶污染物接收、转运、处置联合监管平台。主要建设内容如下：

3.1船舶污染物接收、转运、处置联合监管平台

按照业务管理要求及移动办公的需要，分别建设船舶污染物接收转运处置服务系统、船舶污染物接收转运处置联合监管系统、船舶污染物接收转运处置移动端系统、分析与辅助监管系统、移动执法终端监管系统。

船舶污染物联单申报系统主要服务于船舶污染物接收转运处置单位，具体功能包括：企业注册、企业资质备案、企业信息管理、作业联单申报、防污染作业查询统计、防污染作业报表、公共信息查询、系统权限管理、数据推送管理。船舶污染物联单申报系统面向污染物接收、转运、处置企业用户，提供企业资质备案管理、作业报告申报、作业联单申报、作业查询和统计等功能，企业可依据自身业务范围进行网上申报，通过系统查看管理部门对防污染作业的反馈信息，按照整改通知书的要求整改防污染作业存在的问题。

船舶污染物联合监管系统主要服务于海事管理部门、交通运输管理部门、环境管理部门和城建管理部门，具体包括：企业资质确认、企业资质查询、防污染全流程监管及动态跟踪、联单查询统计、企业诚信管理、信息推送、用户权限管理、数据推送管理。该子系统主要为各行政管理部门进行联合协作提供支持，定期开展船舶污染物接收、转运及处置相关信息的校核比对工作，及时发现、查处违法违规行为，确保船舶污染物接收、转运及处置的闭环管理有效实施。

船舶污染物联合监管移动端主要服务于企业和监管单位，具体包括：作业联单申报、防污染作业查询、公共信息查询、个人中心、企业资质查询、防污染全流程监管。该子系统面向企业及管理部门，建立船舶污染物联合监管移动端应用，为企业进行船舶污染物联单申报、管理部门进行船舶污染物现场检查提供了保障。

分析与辅助监管系统主要提供分析与辅助功能支持，具体包括：用户权限设置功能、首页展示功能、污染物作业跟踪、报表功能、综合查询分析功能。

移动执法终端监管系统为主要为海事局及各地方海事处现场执法提供支持，具体包括：检查计划管理、检查记录管理、综合信息查询、执法人员管理、数据推送管理。

3.2船舶污染物数据库

实现与交通部海事局、船舶污染物企业、生态环境局、市政公用事业服务中心的信息交换与共享，建设成为船舶污染物接收、转运、处置数据库，包括基础信息数据库、资质管理数据、业务数据库、统计数据库等。

根据系统所需数据资源的属性和使用要求，数据库建设过程中要求数据库设计的标准化、规范化，并保证一定的完整性和安全性。数据库建设包括基础数据群和业务数据库群。

基础数据库群是在业务处理过程中均需使用到的基础性、通过性的公用数据，通常为更新频率较低的“静态”数据。基础数据库采用集成设计思想，相关业务应用系统共建共用，数据库建成后可独立于具体的业务应用，可随业务的发展逐步丰富和完善数据库内容。本系统基础数据库包括：船舶信息数据库、泊位信息数据库、垃圾接收站点车辆信息数据、港口经营人信息库、监管部门信息库等。

业务数据是在开展行业管理工作过程中，以及从业企业在经营管理过程中，围绕行业管理对象所产生的动态过程和业务处理的结果数据，通常为更新频率较高的动态数据。业务数据是在基础数据之上衍生的，叠加关联了业务属性而形成。本系统业务数据库包括：船舶污染物排放作业信息、船舶污染物接收作业信息、船舶动态数据库、船舶污染物转运作业信息、船舶污染物处置作业信息、现场检查信息、执法信息、统计与分析评估等。

3.3平台支撑系统

应用支撑平台主要用于支持相关业务应用系统公共功能的实现，包括数据跨区域、跨系统的可靠交换，数据资源的集中统一组织、管理、服務，并为应用系统的开发运行提供集成环境。

根据系统所建应用系统的特点，所需建设的应用支撑平台主要包括数据集成管理、应用集成运行。其中，数据集成管理负责数据资源的集成与统一管理;应用集成运行负责为应用系统的开发运行提供公共支撑环境。应用支撑平台总体结构见图3。

根据系统建设需求，搭建船舶污染物接收、转运、处置联合监管平台的基础支撑系统，包括应用支撑软件和主机硬件、专用网络，并购置移动终端，满足监管单位执法需要。

4结论与展望

从船上产生污染物开始，经过污染物接收船接收或岸上接收、陆上转运，到回收处置，最终实现船舶污染物的无害化处理和达标排放，是一个长链条的作业。目前，由于纸面单据不能及时反馈，导致后期数据无法统计、无法进行污染物动态跟踪，无法为监管决策提供科学依据。另外，由于行业管理部门间缺乏电子数据共享，监管模式无法满足全过程无缝监管。

船舶智能化处理数据分析系统的构建通过打造一个集企业管理、作业申报、联合监管、查询统计等功能于一体的信息化网络平台，通过信息化的手段实时掌握船舶污染物产生、接收能力与接收数量，通过系统比对船舶污染物接收处理单证数据与实际污染物处理处置数值的符合程度，量化船舶污染物实际接收效果。实现对污染物的闭环管理，提升船舶污染物联合监管水平。另一个方面，随着系统的投入使用和系统功能的不断扩展，有望在下一步将船舶智能化处理数据分析系统用于船舶压载水的数据分析、跟踪和监管。

参考文献：

[1] 2019年交通运输行业发展统计公报[J].中国水运，2020（05）：40-43.

[2]关于建立完善船舶水污染物转移处置联合监管制度的指导意见[J].中国水运，2019（03）：18-19.

[3] GB 3552-2018，船舶水污染物排放控制标准[S].

[4]贾云新.“互联网+电子政务”背景下海事政务窗口建设有关问题及建议[J].世界海运，2020，43（08）：19-21.

[5]韩兆兴，程金香，支霞辉，田荣洁.推进我国船舶水污染物接收、转运及处置工作的建议[J].中国水运（下半月），2019，19（05）：25-26.

基金项目：国家重点研发计划，典型外来生物入侵灾害发生机理、生态环境安全影响和演变趋势研究（2017YFC1404601）;交通运输部水运科学研究院基本科研业务费项目（WTI/QZ-61905）。