我国海事系统数字化平台关键技术研究

李琳琳，章稷修，李翠翠

（交通运输部规划研究院，北京 100028)

0 引言

信息化是海洋强国、交通强国的重要抓手。《2006-2020 年国家信息化发展战略》将促进信息技术在交通运输等行业的应用作为战略重点之一［1］。目前，我国水上交通安全形势依然严峻，海事信息系统跨部门、跨区域协同能力不足［2］，海事数据资源治理能力不足，海事大数据集成应用环境缺乏等问题突出，海事监管和服务压力持续加大。为了积极推动“数字海事”“智慧海事”建设，提高海事信息化对海事管理业务和综合服务的支撑能力，交通运输海事系统积极推动了系列课题研究和工程建设。

1 海事信息系统集成架构研究

为保障海事信息化发展架构的相对稳定性和发展的可持续性，本研究首先开展了海事信息化集成架构研究（如图1 所示），即面向海事监管协同化和服务一体化应用架构、基于数据资源规划的海事一体化数据资源架构。

图1 海事信息系统集成逻辑功能架构

其中，面向海事监管协同化和服务一体化应用架构主要由互联网＋政务、互联网＋监管两个门户组成，并将业务应用划分为航政管理、航测管理、资源管理、海事机构内容管理以及海事外部系统共5 个业务域的应用，保障业务域内的应用高内聚，而与跨业务的应用低耦合。

海事一体化数据资源架构主要由海事数据库、数据共享和交换服务、数据资源管理服务、数据分析和展示组成。其中，海事数据库包括海事基础数据库、应用数据库、位置数据库。数据资源管理服务包括元数据管理和服务、数据更新和同步服务、数据关联和映射服务。数据分析和展示包括数据仓库、数据集市、数据统计报表、数据挖掘等。

2 面向海事监管协同化和服务一体化应用架构研究

在国务院“互联网＋政务服务”“互联网＋监管”总体要求指导下，针对海事信息化当前面临的问题，以海事系统跨区域、跨部门“一网通管”需求，政府服务“一网通办”需求为导向，通过TOGAF 应用架构［3］的引入，构建了海事一体化综合信息平台技术架构，能为海事管理人员提供统一的“互联网＋海事监管”门户入口，为行政相对人提供统一的“互联网＋海事政务”门户入口。

针对同一船舶、船员等管理实体对象，按照事前、事中、事后监管时序，按照静态监管、动态监管分类，进行海事系统监管服务功能的设计，保障同一监管对象，全过程、各环节的实时在线监管，为不同区域、不同部门海事行业管理部门提供一体化监管服务支撑。

针对同一行政相对人的海事服务对象，按照市场进入许可服务、海事业务经营服务、海事动态信息服务等，进行海事系统综合服务功能的设计，保障同一行政相对人基于同一门户、同一身份账号的实时在线服务，为其接受跨区域、跨部门行政许可、船舶营运、信息服务等提供一体化综合服务支撑。

3 基于数据资源规划的海事一体化数据资源架构研究

针对同一船舶、船员、通航环境、船载客货等实体，按照“一数一源”的原则，通过TOGAF 数据架构的引入，构建海事系统一体化数据库，一体化数据库采用两级部署方式，一级数据中心部署一体化业务数据库、大数据分析应用共两类数据库，二级数据中心部署个性化系统数据库、下发库，以及大数据应用库。两级数据中心之间基于海事数据资源目录通过一级数据中心的数据共享交换平台及其在二级数据中心的交换节点进行数据的交换和共享。

基于数据资源规划理论［4］，按照业务模型，对海事许可、执法、监管等业务的职能域—业务过程—业务活动情况进行业务流程的建模和优化设计，并基于业务模型梳理识别支撑所有海事业务活动的全域数据资源，建立支撑所有业务应用的主题数据库和权威数据字典，实现海事全域数据资源模型的构建。

基于构建的海事全域数据资源模型，针对不同数据，进行用户操作接口（CUD）服务的统筹规划，以及用户需求服务（R服务）的建设，实现海事数据的一数权威采集、多处共享［5］。

基于海事管理对象、海事管理业务环节，构建二维的业务流转和数据流向分析模型，其中，横向可将海事管理业务环节可划分为海事许可、监管、执法等业务环节，并进一步细化为多个工作环节、工作流程，以及不同工作环节中流转的数据表单。纵向可根据管理的差异性将海事管理对象划分为：中国籍船舶、外国籍船舶。基于以上业务流转和数据流向分析，实现海事许可、执法、监管等业务环节横向拉通，并通过船舶登记数据、船舶航次数据等的流向分析，形成高效共享、综合应用的大数据环境。

4 面向船舶航次的船舶协同监管数据链模型研究

以海事系统数据资源的统筹治理为基础，依托船舶监管对象，构建基于数据链的跨区域船舶动态协同监管模型，实现船舶相关静态、动态数据链的关联和归集管理。

针对船舶登记信息、船舶航次信息等相对完整的船舶，提出根据IMO 号或MMSI 通信业务标识码，进行船舶航次监管数据的关联，可为跨区域、跨部门的船舶协同监管提供数据链支撑。

针对部分内河船舶等缺失统一的IMO 船舶代码、MMSI 通信业务标识码信息的船舶，充分利用我国目前已建立的58 个船舶交通服务中心（VTS 中心）、200 个雷达站，实时采集的船舶位置信息，根据船舶申报、船舶规费稽征、船舶备案等，进行船舶VTS 位置信息与船舶、船载客货等船舶航次监管数据的关联，为跨区域、跨部门的船舶协同监管提供数据链支撑。

5 基于语义和数据映射的VTS 船舶位置数据解译协议构建

目前，我国海事船舶交通服务系统（VTS）95%以上均是国外产品，且主流厂商较为集中，ATLAS、Signalis 市场占有率居多，国外VTS 系统采集的船舶位置数据的语义表达各异。对于不同系统中同一数据资源语义表达的差异性，通过制定语义映射协议的方式，实现多个VTS 采集位置数据与海事共享数据库位置数据表达语义的一致性。

现有的VTS 主流厂商ATLAS、Signalis 船舶交通服务系统的数据库虽然均满足IALA Recommendation V－145 国际标准，但多个数据库系统之间，与海事船舶数据库之间异构情况依然较为严重。基于可扩展标记语言XML在多个异构数据库之间进行数据格式的协议转换，保证了多个VTS 采集位置数据与海事共享数据库位置数据表达格式的一致性。

6 结语

本文从分析我国海事信息化发展存在的问题入手，深入开展了海事系统数字化平台关键技术研究，提出了集应用架构、数据架构、协同监管数据链以及VTS 船舶位置数据解译协议于一体的海事信息化关键技术解决方案，为提升海事管理部门服务型政府便民形象、增强海事部门跨区域协同管理和保障护航能力、提高海事执法人员廉政风险预防控制能力、打破非国产VTS 系统与海事数据体系之间的壁垒，以及基于大数据分析及应用的智慧海事建设提供方案支撑。