水上应急业务与新技术融合发展模式研究

李乾源

(中远海运科技股份有限公司， 上海 200135)

0 引 言

“十四五”时期是全面建设现代化交通强国的关键期，也是推动“智慧海事”发展的机遇期。海事作为综合交通运输体系中的重要组成部分，肩负着保障水上交通安全等一系列重要使命，在新业态、新模式和新格局的发展背景下，加快新技术在海事领域的应用，科学高效地应对新环境下的水路交通突发事件，是助力航运业高质量发展的重要任务。习近平总书记在中央政治局第十九次集体学习时强调，要充分发挥我国应急管理体系的特色和优势，积极推进我国应急管理体系和能力现代化[1]。我国的水上应急工作模式主要由“指挥中心”组织，具体到地方各级海上搜救中心，体系和机制建设呈现出“平台化”特征。我国早期开展的水上应急业务应用研究与各时期规划的重点建设内容保持一致，具有持续性和平衡性，使得我国的水上应急业务能力和水平有了长足进步。在实际工作中，不同人员在应急业务流程中关注的重点不同。例如：高进[2]基于工作流模型理论对应急处置进行了量化研究，旨在提升决策支持能力；肖跃华[3]、阮瑞文[4]和朱汝明[5]对水上应急搜救的体系建设和高质量发展进行了研究；闫长健等[6]和XIONG等[7]采用数学模型分析的方法对应急决策管理进行了研究。

在智慧与绿色协同高效发展的背景下，数字化平台模式成为了重要载体。本文基于问题导向的研究思路，总结制约水上应急业务发展的因素，通过梳理标准化业务流程，将水上应急事件模块化，针对复杂流程的优化，提出柔性化平台解决方案，使其具有较强的可操作性。

1 水上应急业务发展问题

随着“一带一路”倡议的深入推进，海洋经济发展成为了我国战略沿线区域发展的重要组成部分，维护水上交通安全、保障航运经济平稳发展是“建设海洋强国”战略的重要保障[8]。构建先进的水上应急指挥体系，利用数字化手段推进我国应急管理体系建设和治理能力提升是建设现代化海洋强国的重要路径。通过研究，得到制约水上应急业务高水平发展的因素主要如下：

1) 制度化建设不全面。我国水路交通突发事件应急工作以属地管理为主，各地负责各自辖区内的水路交通突发事件应急管理和相应级别突发事件的应急处置工作，在一些地理环境复杂、交通流量较大、航运经济发展较快的地区，存在应急技术应用不够全面、应急保障能力不足的现象，应对安全风险和事故隐患的统筹协调机制发展不平衡的问题比较突出，有待解决。

2) 信息资源共享程度低。“统一标准、快速高效、互联互通”是提升业务数字化水平的重要方法。由于不同辖区的基础设施建设水平存在较大的差异，获取信息资源的技术手段和设备软件国产化替代方面的规划也没有统一的标准，导致不同辖区间的高效协同能力和可持续发展的动力不足，信息共享水平有待提高。

3) 智能化发展能力不平衡。当前社会发展已进入智能化时代，因此在水上应急管理运行、队伍装备、决策指挥、理念视野和内部窗口化建设等方面也需要与时俱进。

2 基于标准化流程的水上应急业务分析

水路的交通环境比陆路更复杂，且存在政治地缘敏感水域，因此在处理水路交通突发事件时，需具有国际化的理念、视野和科学合理的操作方式。2018年交通运输部办公厅发布的《水路交通突发事件应急预案》对水路应急管理工作进行了指导。根据应急响应及处置程序的指导内容(见图1)，基于智能化、平台化技术应用思路，分析总结水上安全与公共卫生事件应急处置标准体系如下。

1) 宏观态势掌控：建立水上交通信息预警机制，通过直观的方式，综合、全面地实时掌握监测海域的船舶动态信息和静态信息，以及气象、洋流、能见度、通航环境和应急资源等其他与船舶运营相关的信息。

2) 船舶管控：建立事故险情主动识别机制，利用电子海图信息管理系统技术对重点水域和事故水域进行管控，在接警之前主动识别潜在的险情，支持绘图设置警戒区，跟踪监视事故现场及其附近的交通动态，及时提醒周边船舶。

3) 接警及上报：通过新一代信息技术实现多渠道报警和接警，并利用智能化手段快速、便捷地完成险情关键信息接收与记录、险情定位、险情信息核实、责任区确定和险情上报。

4) 组织协调和指挥：建立组织体系内的信息直达机制，由水上交通安全值守部门汇总险情信息，按事件等级立即启动应急预案，通过信息和指令在应急组织体系内一键直达，实现跨层级、跨部门、跨区域的组织协调和决策。

5) 信息发布：跟踪水路交通突发事件发生的情况，根据事故所在区域内的通航环境特征和船舶交通动静态信息进行智能预警分析，及时转发航行警告。

6) 应急资源管理：加强应急队伍、救助力量、应急物资、医疗卫生、通信保障等应急资源数据库的建设和管理，建立专家库、危化物资数据库和案例库。

7) 应急处置：对事件的时间分布、区域分布、类型、级别和影响程度等内容进行统计分析，建立有效的事件应急处置评估方法，及时统计事故损失，为灾害恢复和补偿等善后工作提供依据，形成规范的评估模式。

8) 现场任务同步：实时将应急处置现场的情况反馈给应急指挥中心，可通过视频、照片、语音和文字等形式反映在大屏上，同时可在现场获取指挥机构的指令。

图1 I级应急响应及处置程序流程图

3 系统平台解决方案

3.1 方案的特点

近年来，海洋经济的迅猛发展给水上应急业务带来了更多态、更活跃的变革要素。在数字化背景下，为适应水上应急业务现代化发展的需求，基于柔性思路设计的平台化管理解决方案成为了新技术与传统业务深度融合发展的重要路径。

对业务标准化进行梳理分析是平台化设计的必要条件。从服务生态运营的角度提炼出传统业务模式下的核心诉求，运用平台化管理的思维模式，采用模块化设计框架，实现顶层应用的动态协同和高效复用。本文设计的平台化管理解决方案具有以下特点：

1) 将企业普遍采用的“中台”模式作为基础服务支撑上层应用，灵活运用算法突出数据资产的应用价值，可实现软件敏捷开发，具有延展性强、服务韧性好等特点;

2) 平台化管理的新模式不仅能实现水上应急业务向系统平台功能模块的数字孪生，完成产业数字化转型的基础过程，而且能在新一代信息技术不断向前发展的趋势下推动业务升级变革;

3) 平台成为了业务的新载体，数据与业务不可分割，业务的协同性特征为数据产业化打开了全新的局面，有助于数字经济的发展。

3.2 总体方案

本文设计的系统平台整体框架见图2,主要由基础层、应用层和协同层组成。

图2 系统平台整体框架

3.2.1 基础服务

基于开放的海上公共数据资源，利用新一代中台技术框架构建数据标准体系和数据共享交换与管理平台；利用电子海图数据的空间和特征属性，与智能感知系统获取的通航要素、气象和水文等基础数据相融合，实现基于电子海图展示的可视化全域服务，并通过数学算法模型提供业务场景支撑，形成水上“应急中枢”，使数据资源的价值最大化。

3.2.2 功能模块

从复杂的业务流程中抽象出通用部分，分为智能接警及信息上报、应急处置辅助决策和应急统一指挥等3个子模块,建设水上应急业务辅助决策系统平台，做到功能可靠、覆盖全面、计算准确、运行稳定和响应高效。

3.2.3 高效协同

平台具有较高的复用性价值和业务柔性，通过合理有效地整合资源，构建各涉海单位互联协同体制机制，提升应急组织的整体能力,不仅满足当前应急工作的迫切需要，而且综合考虑了未来技术和应用方向，具有可持续性。

3.3 应用模式设计

水上事故的特殊性和环境的复杂性对水上事故的预防、控制及救援提出了更高的要求。本文总结的技术应用模式分为3部分：

1) 在险情发生之后，快速地对其进行有效感知，整体把握险情的时空特征，形成险情数字画像；

2) 在启动应急预案时，通过将中台技术与脱密的数据相融合，全方位地提取与水上应急有关的数据进行系统平台集成，利用智能算法模型提供智能辅助决策；

3) 在水上应急处置过程中，构建各水上应急单位的平台互联、资源共享机制，压缩指挥层级，利用云平台技术实现现场应急处置全程可视化管理。

应用模式设计内容如下：

1) 智能接警及信息上报。与传统接警模式相比，智能接警加入了云技术感知预警接警和报警接警语音识别转换文字功能。平台在接警过程中提取关键信息(如船名)，系统会在电子海图上自动定位，并对基础服务中的船舶数据、气象、水文和通航环境等特征要素进行自动校核，一键完善险情信息；系统会根据险情的种类和级别(1～4级)智能生成对应的上报清单，实现业务流程数字化管理。

2) 应急处置决策辅助。险情得到确认之后，系统通过对数字化预案和历史案例进行智能匹配，采用科学模型进行计算，自动生成对应的处置措施。

(1) 基于双层决策系统规划模型，根据区域特征，综合考虑应急资源建设标准、应急资源布局影响因素和应急资源布局目标原则等3个指标，构建多层级应急资源储备库布局网络(见图3)，实现应急资源库数字化运营；

(2) 基于最优路线规划模型[9]，智能生成水上应急路径；

(3) 基于经典搜寻规划方法[10]，智能划定应急搜救区域；

(4) 生成应急处置方案，辅助进行决策。

图3 双层决策系统应急资源保障模型图

3) 应急统一指挥。应急力量调配指令一键直达，并在海图上实时展示；通过可视化管理的方式集成显示险情最新动态，实现应急处置现场实况同步显示；根据系统预置的模板快速发布权威、一致的航行警告信息，实现水上应急业务闭环。

在满足现有水上应急业务要求的前提下，通过数字化流程进行技术优化升级，建设水上应急智能化、可视化管理平台，有效精简应急接报的人工程序，有助于提升接警处警效率，提升应急资源管理和调配能力。通过优化应急决策分析模型，有助于提高指挥的科学性，促进我国水上交通安全共享共治的智慧转型发展，全面提升感知能力、监管能力和应急能力，提高水上交通效率，为海洋经济的可持续发展提供重要支撑。

4 结 语

水上应急工作关系到人民的生命和财产安全，关系到改革、发展和稳定的大局。当船舶出现险情或其他突发性应急事故时，若能尽快控制事件的恶性发展并在最短的时间内快速消除险情，则能将事故对人命、财产和环境的危害降到最低。为全面贯彻“交通强国”战略和“一带一路”倡仪，服务“四个交通”发展和满足国际法规的要求，实践海事“三化”和“智慧海事”建设，构建现代化水上安全监管和应急指挥体系，利用数字化等先进技术手段实现水上交通安全治理体系和治理能力现代化是可持续发展的必然选择。本文提出的系统平台管理模式可作为水上应急工作与新技术融合发展的实践应用，具有现实意义。