基于導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)的船舶預(yù)警和信息服務(wù)功能研究

顏承志+任超+呂英龍

[摘 要]本文結(jié)合導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)成果和使用情況，探索進一步擴展船舶預(yù)警和信息服務(wù)功能，有利于在CSSA體系下擴展e-NAV岸基系統(tǒng)應(yīng)用，以期進一步推進我國e-NAV建設(shè)進程與國際接軌。

[關(guān)鍵詞]導(dǎo)助航 船舶預(yù)警 信息服務(wù)

中圖分類號：U698 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0372-01

伴隨著上海、天津、大連、廈門四大國際航運中心的建設(shè)，我國沿海及內(nèi)河航線的日益密集和水路運輸需求的持續(xù)高位，水路通航密度增大，船舶大型化發(fā)展日益明顯，發(fā)生重大海上安全事故和大規(guī)模海洋污染災(zāi)難的風(fēng)險大幅增加。加之海上極端惡劣天氣呈常態(tài)化趨勢，通航環(huán)境變化復(fù)雜，近年來水上突發(fā)事件時有發(fā)生。沉船事故在帶給我們沉重教訓(xùn)的同時，也暴露出風(fēng)險隱患的監(jiān)控和預(yù)警仍然是當(dāng)前水路交通運輸工作中需重點加強的環(huán)節(jié)。

一、水上交通安全和信息服務(wù)管理現(xiàn)狀

（一）我國水上交通風(fēng)險管理現(xiàn)狀

我國水上交通安全管理側(cè)重于事故后的應(yīng)急、經(jīng)濟損失的統(tǒng)計以及當(dāng)事人責(zé)任的追究，對水上交通事故發(fā)生規(guī)律的前瞻性研究和時效性的預(yù)警有待進一步加強。

目前我國各級海事部門正在積極開展了水上安全風(fēng)險及預(yù)警管理研究工作，部分海事單位提出了相關(guān)預(yù)警指標(biāo)體系，通過設(shè)置指標(biāo)閾值，實現(xiàn)指標(biāo)的監(jiān)控和評價。

（二）e-Navigation及風(fēng)險評估發(fā)展現(xiàn)狀

在NAV53會議上，IALA提出e-NAV是通過電子方式在船舶和岸上協(xié)調(diào)收集、集成、交換、顯示和分析海事信息，以增強船舶從碼頭至碼頭之間的航行及相關(guān)服務(wù)，實現(xiàn)海上安全、保安和海上環(huán)境保護的目的。

e-NAV的核心目標(biāo)是充分利用水文、氣象、航海和風(fēng)險信息，有利于航行船舶安全和保安；建立高精度、集成和連續(xù)性的安全評價體系；通過人工界面合成并顯示船上和岸上的信息，以使安全最大化，風(fēng)險最小化等。

2015年4月，國際導(dǎo)航與航標(biāo)協(xié)會IALA的第十六次會議討論了e-NAV關(guān)于通用岸基系統(tǒng)架構(gòu)CSSA的規(guī)劃和技術(shù)模型，并提出風(fēng)險估計與管理計劃，要求岸基技術(shù)架構(gòu)要以用戶需求為基礎(chǔ)，通過差距分析、風(fēng)險分析形成獨立服務(wù)體；船基技術(shù)架構(gòu)通過船上各類傳感、通信、導(dǎo)航設(shè)施，按需服務(wù)不同的船員，并通過通信與岸基e-NAV體系有機銜接。

（三）國際海事服務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

為提高海事對外服務(wù)能力，國際導(dǎo)航與航標(biāo)協(xié)會IALA提出了CSSA（通用岸基系統(tǒng)架構(gòu)）建設(shè)。CSSA主要是建立岸上的綜合系統(tǒng)，通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換將多個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成整合為服務(wù)，并通過對服務(wù)進行配置，實現(xiàn)對外服務(wù)的綜合應(yīng)用及服務(wù)提供。

CSSA架構(gòu)主要由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、數(shù)據(jù)處理服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)組成，主要是通過采集、整合各類船岸通信和保障系統(tǒng)信息，通過數(shù)據(jù)挖掘、分析和存儲等處理操作，根據(jù)岸基操作人員實際應(yīng)用需要，開發(fā)各類應(yīng)用服務(wù)。基于我國海事在信息化方面多年積累起的建設(shè)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)資源，海事部門可基于IALA提出的CSSA架構(gòu)建設(shè)綜合性服務(wù)系統(tǒng)，與國際發(fā)展相接軌。

（四）導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)運行

導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)主要基于航海保障數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)資源，以滿足海事管理和監(jiān)管需求為出發(fā)點，面向部海事局、直屬及地方海事局提供導(dǎo)航、助航應(yīng)用服務(wù)。

在導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)前期工程中，開發(fā)的應(yīng)用功能包括：導(dǎo)助航設(shè)備設(shè)施管理、安全控制子系統(tǒng)、船舶航行動態(tài)監(jiān)控、通航要素管理、水文氣象動態(tài)監(jiān)控、統(tǒng)計分析、電子海圖顯示、用戶管理、訂閱管理發(fā)布、CCTV視頻監(jiān)控、航標(biāo)設(shè)置審批管理、危防船舶動態(tài)監(jiān)共計12個功能子系統(tǒng)，并基于網(wǎng)站提供船舶位置、水文動態(tài)、航標(biāo)配布查詢API接口服務(wù)，面向海事系統(tǒng)開發(fā)人員提供模塊化應(yīng)用服務(wù)，提升導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)深度。

二、船舶預(yù)警和信息服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)想

對于該系統(tǒng)的建設(shè)，應(yīng)以“提升風(fēng)險預(yù)警管理能力、滿足海事安全監(jiān)管需求”為導(dǎo)向，依據(jù)e-Navigation關(guān)于通用岸基系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃和技術(shù)模型，基于航海保障數(shù)據(jù)庫、導(dǎo)助航綜合應(yīng)用平臺，借助本系統(tǒng)實現(xiàn)風(fēng)險源信息收集、評估、分析，參考IALA的IWRAP模型構(gòu)建適用于我國水上交通安全監(jiān)管的船舶預(yù)警系統(tǒng)。

（一）建立合理、實時、全面的水上安全預(yù)警指標(biāo)體系

（1）建設(shè)風(fēng)險預(yù)警指標(biāo)體系

參考IALA的IWRAP模型建立一套航道交通風(fēng)險評估指標(biāo)體系，主要風(fēng)險指標(biāo)包括航道、通航、航行、水文、氣象因素等。指標(biāo)特征量要能敏感地反映航運事故的發(fā)生或發(fā)展動向，具有實時動態(tài)性、可操作性、系統(tǒng)性、科學(xué)性和相對獨立性，以便更有效的實現(xiàn)事前監(jiān)控和防范的預(yù)警目的。

（2）建立風(fēng)險預(yù)警模型

參考IALA的IWRAP模型構(gòu)建適用于我國水上交通安全監(jiān)管的航道風(fēng)險評估模型，通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的計算，得出不同指標(biāo)的安全等級并給出安全風(fēng)險預(yù)警信息。

依據(jù)多因素評估模型把安全風(fēng)險因素相互關(guān)聯(lián)的要素進行耦合，通過定量與定性相結(jié)合的方法，具體分析當(dāng)前狀況下多因素造成的影響，并得出不同類指標(biāo)的安全等級并給出安全風(fēng)險評估結(jié)果。

（3）建立風(fēng)險源主數(shù)據(jù)庫

完善航海保障數(shù)據(jù)中心建設(shè)。依據(jù)航道風(fēng)險評估指標(biāo)體系，基于對現(xiàn)有AIS、電子海圖、通航、水文、氣象等信息的整合與評估分析，構(gòu)建航道風(fēng)險源主數(shù)據(jù)庫。

（二）完善港口水上交通安全預(yù)警和船舶航行調(diào)度信息服務(wù)

（1）船舶預(yù)警系統(tǒng)

通過對AIS、航道、通航、水文、氣象、船舶航行狀態(tài)等數(shù)據(jù)分析，基于風(fēng)險預(yù)警模型進行交通密度、船舶流量等風(fēng)險預(yù)警指標(biāo)的評估分析，根據(jù)可能引發(fā)水上險情或事故緊迫程度、危害程度和影響范圍等因素確定預(yù)警信息的風(fēng)險等級；實現(xiàn)風(fēng)險源信息和評估結(jié)果數(shù)據(jù)的管理，包括查詢、統(tǒng)計、評估分析等；實現(xiàn)風(fēng)險預(yù)警信息的發(fā)布。

（2）信息服務(wù)系統(tǒng)

為加強引航調(diào)度和安全管理能力，需為引航員提供直觀、便捷、實時安全信息。通過加強引航員智能裝備，搭載基于AIS的船舶引航應(yīng)用，實現(xiàn)基于電子海圖實時顯示航道、燈浮、岸標(biāo)、航線、水深、碼頭等信息，駕駛員可通過智能終端申請航道規(guī)劃，系統(tǒng)接收到請求后進行數(shù)據(jù)分析，分析結(jié)果反饋給駕駛員，向駕駛員推薦當(dāng)前航道、航速、航向信息，并提示航行計劃所涉及的前方航道現(xiàn)在的擁堵情況、平均的航速度，為駕駛員實際航行提供更豐富的參考數(shù)據(jù)，嘗試減少船舶事故發(fā)生率，提高航道利用率，降低船舶進港時間。

（三）落實外部數(shù)據(jù)接入，促進信息資源共享

目前，導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)已掌握船舶AIS、通航環(huán)境、電子海圖、船舶動靜態(tài)等信息，為實現(xiàn)風(fēng)險源信息的全面采集，還需接入氣象、地質(zhì)災(zāi)害、臺風(fēng)預(yù)警等信息，因此需建立穩(wěn)定的外部數(shù)據(jù)來源渠道，通過與相關(guān)部門建立合作機制形式，多渠道收集各種海上風(fēng)險信息。同時，應(yīng)加強數(shù)據(jù)共享機制的研究，注重本系統(tǒng)風(fēng)險預(yù)警信息資源的綜合利用和協(xié)調(diào)行動，切實提升風(fēng)險監(jiān)測和預(yù)警管理能力，有效預(yù)防和減少水上安全事故發(fā)生。

三、結(jié)語

2014年全國交通運輸工作會議上，提出了“全面深化改革，集中力量加快推進綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通的發(fā)展”戰(zhàn)略任務(wù)，“平安交通”是基礎(chǔ)。海事管理機構(gòu)作為其管轄水域內(nèi)水上安全預(yù)警管理機構(gòu)，負責(zé)建立風(fēng)險信息來源渠道，收集和分析水上交通風(fēng)險信息，審核確定水上安全預(yù)警等級，發(fā)布預(yù)警信息，決定安全預(yù)警等級和安全預(yù)警行動的變更等。隨著沿海及內(nèi)河航線通航密度增大，船舶大型化發(fā)展日益明顯，發(fā)生重大海上安全事故和大規(guī)模海洋污染災(zāi)難的風(fēng)險大幅增加。

鑒于目前水上安全事故呈現(xiàn)突發(fā)性、隨機性，為更好履行海事機構(gòu)水上安全監(jiān)管職責(zé)，實現(xiàn)“平安交通”，應(yīng)進一步加強運用信息技術(shù)手段，發(fā)揮航海保障在船舶安全監(jiān)管中的基礎(chǔ)支撐作用，開發(fā)基于導(dǎo)助航綜合應(yīng)用平臺的船舶預(yù)警和航行信息服務(wù)功能，提高海事部門風(fēng)險評估和預(yù)警管理能力，有效預(yù)防和減少海上險情及事故發(fā)生。