水上交通安全环保监管系统的构建

刘 岳，王 莹，李宸宇

（中国交通信息科技集团有限公司，北京 100088）

0 引言

随着内河航运的快速发展，水上运输船舶数量不断增多，船舶通航密度越来越大，水上交通事故也不断增加[1]，船舶航行安全问题日益突出，水上交通安全管理难度不断增大。落后的监管模式以及水上交通信息化监控手段的匮乏使得水上交通安全管理的压力日益凸显，船舶航行以及安全管理成为水上交通安全监管部门工作的重中之重，提高水上交通的安全管理水平迫在眉睫[2]。

因此，为保障水域船舶交通安全，加强水上交通安全管理，加大水上现场监管和执法力度，合理组织船舶通行，同时为适应新形势下水上交通管理的需要，提升水上交通监管信息化管理水平，本文通过研究水域航道现状和发展趋势、船舶交通流量和交通事故的特点，以提高水上交通安全监管的数字化和智慧化水平为目标，以先进信息技术为抓手，建设水上交通安全监管系统，进一步整合已有设施和资源，逐步加强对重点船舶、重点水域的有效监控，满足现代化监管需求，保障过往船舶航行安全。

1 水上交通安全监管面临形势

1.1 水运经济发展对信息化的要求

近年来，我国沿海及长江流域的各条“黄金水道”船舶交通流量迅速增加，一方面为我国经济、社会发展做出了重要的贡献，另一方面，由于船舶交通流量的增加，水上事故频发，造成了巨大的损失，这些方面都对水上交通运输安全提出了更高的要求。

1.2 水运科学发展对信息化的要求

当前水上监管范围广、内容多，水上交通安全监管压力日益上升，而水路交通安全监管设施短板凸显，水上应急搜救能力不足。为落实交通强国高质量发展要求，必须进一步探索水路运输发展新路径，积极推进水路运输现代化、智能化建设。为了协调水上安全监管日益上升的压力和监管资源相对不足的矛盾，适应科学发展的要求，提高管理水平和工作效率，提升服务效能，迫切需要加强信息化建设，优化资源配置，将先进的技术手段引入水上交通安全监管业务中[3]。

1.3 科技发展带来的机遇

“十四五”期间，全球新一轮科技革命和产业变革在加速演进。以新一代信息技术为代表的科技成果将给水上交通安全监管服务的理念和方式带来深刻变革。水上交通安全监管要充分把握新一轮科技革命机遇，促进大数据、人工智能、区块链等新技术与水路交通安全监管深度融合，推动水路交通加速向数字化、网络化、智能化迈进。

2 水上交通安全监管存在的问题

“十三五”期间，水上交通信息化在业务应用、安全监管、应急管理等方面均取得了一定成效，水上安全监管、应急指挥能力和服务水平均得到提升。由于社会经济的快速发展，水运业务的发展对信息化建设和应用再一次提出了更高的要求。目前存在的问题主要体现在以下方面：

2.1 运行监测手段落后，无法满足运行监测与应急指挥的需求

就目前情况来说，我国内河航线长、港点多、航行规则较为复杂，水上交通管理部门虽定期进行航路巡航检查，但是仍然以海巡艇作为主要工具进行现场监督和事故、违章处理，监管时效性较差[4]。随着运输船舶的增多，船舶安全航行等问题日益突出。水上安全监管设施设备薄弱，数量不足，多数时间船舶运行基本上处于无人监管的状态。在事故发生前，难以及时发现和制止船舶违章等不正常的航行行为，也不能及时提示、监管及预控船舶的行为。

2.2 数据资源共享不够充分，系统间协调联动受到制约

数据共享方面受航务海事行业管理部门条块信息化管理机制制约，使纵向的信息交互相对顺畅，横向的信息共享与协同水平不高，缺乏统一的协调共享机制和交换渠道。在日常运行管理中，系统之间无法实现数据共享，使得航务和海事部门数据分别形成各自的孤岛，“信息孤岛”现象导致多个业务系统从多处重复录入数据，增加业务人员工作量的同时，更是导致了业务数据的不一致，数据上报和汇总准确性无法保证，严重影响了领导的宏观决策[5]。

2.3 信息化运营管理与安全保障体系不健全，信息化发展环境有待改善

多数管理部门没有专门的信息化部门和管理人员，信息化建设、规划等相关工作全部由办公室负责代管，工作人员少、负担重，急需专业的信息化管理与维护团队。同时，缺少与水上交通安全监管信息化发展相适应的标准规范体系，在统一安全认证、网络管理与防御、数据安全、数据传输安全、应用系统安全等方面仍存在薄弱环节。

3 建设方案

针对上述问题，本文以电子江图为依托，以视频监控、AIS、北斗导航、移动终端等动态监管信息为基础，结合船舶动态数据、船舶登记数据、通航环境数据、水文气象、应急资源等数据，建设“一个数据中心、三大应用系统、一套指标体系”，全面构建水上交通安全监管系统，提升水路交通运输日常运行监测水平，加强业务协同，大力促进信息技术与水运行业的融合，提升信息化对行业发展的支撑服务作用。

3.1 数据中心

数据中心：制定数据元标准技术规范，按照统一的技术标准全面梳理、整合现有业务系统中船舶、船员、船检、从业企业、从业人员等相关数据，建立相关数据库，构建统一的数据交换与共享平台，确保“一数一源、一源多用”，实现统一采集、统一存储、统一管理和统一应用，为水上交通安全监管与相关信息服务提供良好的数据支持。

3.2 应用系统

（1）船舶动态监管系统

船舶动态监管系统由船载终端和指挥中心终端两大部分组成。指挥中心接收由船载终端GPRS通信设备发来的定位信息，将定位信息在电子江图系统上展示出目标的状态，在电子江图界面可关联查看详细信息，具体涵盖船舶基本信息、船舶检验信息、船舶位置、经纬度、方向、速度等内容。

图1 船舶动态监管系统架构图Fig.1 Architecture diagram of ship dynamic supervision system

（2）视频监控系统

视频监控系统贯穿在日常工作、指挥调度、管理系统等各种活动中，是整个系统最有效的信息获取、协调指挥的手段之一。在重点码头、渡口、水域等重点区域内，布设视频监控设备，对视频图像资源进行统一管理与调阅。通过该套系统，系统不仅能实时监控船舶所处地理位置，并且在无线视频传输技术监控指挥中心能通过现场无线视频及时观看到现场的真实情况，达到随调随看，身临其境的效果。当移动中的船舶发生报警时，通过回传的图像，监控中心能够在最短的时间内依据各种数据做出科学快速的决策，及时指挥、调度各项资源。视频监控系统架构图如图2所示。

图2 视频监控系统架构图Fig.2 Architecture diagram of video surveillance system

（3）应急指挥系统

应急指挥系统主要有接警管理、应急信息管理、应急辅助决策、应急处置过程管理、统计分析等功能。以对险情进行快速、有效救助为出发点，建设装备先进，运转高效的应急指挥系统，全面提升海事应急的组织、指挥、协调能力，提高海上搜救的效率和成功率。应急指挥系统将GIS信息、视频信息、业务信息等关键信息与通信系统融合，通过指挥终端，值班人员和海事应急指挥人员能方便地查询到应急指挥需要的各种信息，包括船舶、船员、船载客货、搜救力量、通航环境、水文、气象等信息。通过对海事系统各种信息资源的整合，建立海事数据中心，为应急指挥各个阶段提供强有力的信息支持，提高指挥效率。

3.3 水上交通安全指标体系

研究建立水上交通安全指标体系，利用简洁明晰、通俗易懂的指标，客观真实地反映我国水上交通安全状况，明确水上交通安全监管发展方向，跟踪监测影响水上交通安全的主要矛盾和重要问题，为主管机关加强安全监管的重点部位、改善安全监管的薄弱环节、有的放矢地开展安全监管预防预控活动以及科学合理地配置安全监管资源提供决策依据，从而加强对水上交通安全的宏观调控，促进水上交通安全管理科学化、决策理性化[6]。

3.4 效果分析

（1）转变管理方式，提高管理水平

本系统拟综合利用AIS、CCTV或小型船用雷达等先进的监管设备，利用信息网络技术，实现足不出户就能实时了解水上交通动态并进行指挥监督，达到节省人力物力，提高管理效率的目的。另一方面，通过现代化监管手段配合海巡艇进行监管，可以减少海巡艇盲区巡航的次数和巡航时间，提高监管效率。

（2）增强监管手段，保障船舶航行安全

本系统将视频监控和船舶定位监管系统的信息进行融合，便于海事监管人员的统一职守。同时，海事管理人员可以通过本系统依法对船舶进行交通管制，有助于减少水上交通事故的发生，提高水上交通通航效率。

（3）发展绿色水域，保护水环境

目前水上交通管理设施配置仍较落后，无法对船舶进出港进行动态监控，一旦船舶发生溢油、泄漏等污染事故，很难在第一时间内发现并作出快速反应。安全监管系统的建设可以有效地起到减少船舶污染事故的作用。第一，安全监管系统通过对船舶的重点监视和动态跟踪，随时提醒船舶，避免危险局面的产生；第二，通过减少水上交通事故发生，进而减少因碰撞等造成的污染事故，避免水域污染；第三，通过其良好的通信和监控能力，协同其他岸上力量采取有效措施，可以尽量减轻污染事故造成的损失；第四，可以利用视频监控等手段，直接用图像监视船舶随意排放污染物的情况，借助其威慑力影响船舶直至自觉遵守规定，保护环境。

4 结语

由于航运经济发展迅速，水路运输对安全监管、高质量通航、事故处置等提出了进一步要求。本文基于水上交通安全监管面临的形势、存在的问题等提出了构建水上交通安全监管系统，将水上交通安全监管、信息和应急保障等资源进行整合，为水上交通安全主管部门实现大范围、全领域监管，提高应对水上交通事故的应急处置、救助指挥能力打下了坚实基础。