基于大數(shù)據(jù)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)危防檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)

錢雁 史亞群 劉登亮

摘 要：利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)手段，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的閉環(huán)危防檢查監(jiān)管模式。系統(tǒng)構(gòu)建了基于API的技術(shù)服務(wù)架構(gòu)、閉環(huán)的監(jiān)管數(shù)據(jù)鏈路、智能的危防選船模型，以及便捷的移動(dòng)客戶端。智能危防選船模型利用多維船舶技術(shù)參數(shù)，輔助以權(quán)重計(jì)算，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的客觀輔助決策選船，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查 “雙隨機(jī)、一公開”監(jiān)管方式提供技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；危防檢查；輔助決策

0 引 言

當(dāng)前，全國沿海和內(nèi)河水域船舶污染風(fēng)險(xiǎn)不斷加大，風(fēng)險(xiǎn)源呈現(xiàn)多樣化、分散化等特點(diǎn)，海事部門作為船舶污染防治的主管機(jī)關(guān)，需要進(jìn)一步強(qiáng)化海事危防管理。同時(shí)，海事危防監(jiān)管中也遇到諸如靜態(tài)審批與動(dòng)態(tài)監(jiān)管互動(dòng)水平不高，快速反應(yīng)水平有待提高等問題，為解決上述問題，有效防控污染風(fēng)險(xiǎn)，既需要完善和創(chuàng)新危防管理理念，也需要優(yōu)化和提升監(jiān)管手段，提高信息化技術(shù)應(yīng)用水平。

針對(duì)利用信息化手段將危防管理的各個(gè)監(jiān)管環(huán)節(jié)進(jìn)行充分整合的實(shí)際需求，本研究構(gòu)建基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的危防檢查系統(tǒng)，對(duì)于智能輔助危防選船、一體化的現(xiàn)場(chǎng)檢查操作具有重要意義。一方面，系統(tǒng)融合多渠道數(shù)據(jù)信息，借助強(qiáng)大的計(jì)算能力以及有效的算法模型，更加快速準(zhǔn)確地對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行識(shí)別和篩查，顯著提高鑒別危險(xiǎn)船舶的準(zhǔn)確率；另一方面，系統(tǒng)充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)手段，開發(fā)移動(dòng)端應(yīng)用，不僅能夠及時(shí)提供根據(jù)船舶歷史安檢、缺陷、信譽(yù)的綜合情況評(píng)分，同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)工作人員一點(diǎn)執(zhí)法、多點(diǎn)數(shù)據(jù)融合提供便利，打造智慧海事。

1 研究內(nèi)容

本系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容包括：船舶數(shù)據(jù)融合規(guī)范、智能選船模型、危險(xiǎn)船舶評(píng)分體系及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法操作功能。

（1）對(duì)船舶數(shù)據(jù)進(jìn)行融合并制定規(guī)范。船舶數(shù)據(jù)主要包括AIS數(shù)據(jù)、報(bào)告制信息、EDI數(shù)據(jù)、申報(bào)信息。系統(tǒng)篩選符合條件的船舶基本信息、貨物信息、作業(yè)區(qū)域、歷史缺陷、行政處罰等，將上述信息進(jìn)行融合，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與質(zhì)量流程，建立船舶狀況、貨物危險(xiǎn)度、作業(yè)危險(xiǎn)度、歷史缺陷及信譽(yù)度多維度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，形成智能選船模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；

（2）研究使用融合船舶數(shù)據(jù)進(jìn)行智能選船的模型，從船舶的歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)事故發(fā)生的可能性；

（3）研究危險(xiǎn)船舶評(píng)分體系，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立并通過實(shí)踐不斷地調(diào)整模型參數(shù)；

（4）開發(fā)并實(shí)現(xiàn)APP程序，根據(jù)模型及評(píng)分體系選擇危險(xiǎn)等級(jí)高的船舶并篩選最適合的檢查項(xiàng)目自動(dòng)推送信息移動(dòng)客戶端，實(shí)現(xiàn)方便、快捷的現(xiàn)場(chǎng)檢查工具。

2 研究目標(biāo)

系統(tǒng)的研究目標(biāo)包括：

（1）形成利用EDI申報(bào)和作業(yè)報(bào)告進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)檢索和提取的選船模型，建立危防選船的預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的整合和共享；

（2）形成在各個(gè)海事局可推廣利用的危防現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)，降低現(xiàn)場(chǎng)檢查存在執(zhí)法人員到碼頭或錨地自行找船登輪檢查的廉政風(fēng)險(xiǎn)，改善為指標(biāo)而指標(biāo)引發(fā)的工作效率低下的現(xiàn)場(chǎng)危防檢查現(xiàn)狀。

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 整體系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)基于服務(wù)模式進(jìn)行整體架構(gòu)，設(shè)計(jì)上采用前后端分離框架。前端采用移動(dòng)客戶端，進(jìn)行預(yù)警信息發(fā)布及預(yù)警曲線的展示；后端提供數(shù)據(jù)采集等任務(wù)管理，同時(shí)支持文本數(shù)據(jù)挖掘模型。

采用移動(dòng)客戶端開發(fā)具有敏捷、兼容性好、可離線工作、更新便捷、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)需要在所有在港船舶中挑選危險(xiǎn)評(píng)分高的船舶時(shí)，請(qǐng)求會(huì)通過船舶信息自動(dòng)抓取相應(yīng)數(shù)據(jù)并通過JSON格式返回給客戶端。后端采用自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理的方式推送至目標(biāo)數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性，其優(yōu)點(diǎn)是任何環(huán)境出現(xiàn)異常都能保證正常服務(wù)，恢復(fù)后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。采集任務(wù)采用自然語言處理算法獲取文本內(nèi)容中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并推送至預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中。采集任務(wù)采用定時(shí)和實(shí)時(shí)兩種模式，可根據(jù)數(shù)據(jù)源的存儲(chǔ)方式進(jìn)行設(shè)置。整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

3.2 數(shù)據(jù)采集

多源數(shù)據(jù)采集（邏輯示意圖見圖2），作為危防檢查系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐部分，實(shí)現(xiàn)高效、容易拓展、容錯(cuò)性強(qiáng)的采集功能是非常必要的。在大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，數(shù)據(jù)采集的基本需求和特點(diǎn)包括：一是數(shù)據(jù)來源的多樣性，二是數(shù)據(jù)治理方法的多樣性。本次研究的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)來源就包括船舶基本信息、AIS數(shù)據(jù)、EDI數(shù)據(jù)、船舶作業(yè)報(bào)告等多源頭數(shù)據(jù)。同時(shí)，將從源數(shù)據(jù)源獲取的數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)需求，轉(zhuǎn)換成目的數(shù)據(jù)源要求的形式，支持全量、增量、并行等多種采集方式。對(duì)錯(cuò)誤、不一致的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和加工，利用資源管理、規(guī)則配置、安全控制、采集監(jiān)控能力，保證了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。

3.3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與質(zhì)量

根據(jù)危防檢查系統(tǒng)的研究目標(biāo)，制定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)范和數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法。其中，數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估通過對(duì)數(shù)據(jù)元指定規(guī)范，包括對(duì)數(shù)據(jù)類型、取值范圍、空值零值等進(jìn)行核查，數(shù)據(jù)不足與錯(cuò)亂等問題。數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)規(guī)范結(jié)構(gòu)如表1-6：

3.4 船舶風(fēng)險(xiǎn)屬性評(píng)估模型

依據(jù)類別和歷史參數(shù)，所有危防相關(guān)船舶可分為三大類：高風(fēng)險(xiǎn)、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)。其中：

（1）高風(fēng)險(xiǎn)船舶是指滿足對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，權(quán)重值之和大于或等于8的船舶；

（2）低風(fēng)險(xiǎn)船舶是指滿足所有的對(duì)應(yīng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且在過去12個(gè)月中至少接受過一次檢查的船舶；

（3）除高風(fēng)險(xiǎn)及低風(fēng)險(xiǎn)之外的船舶為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)船舶。

船舶風(fēng)險(xiǎn)權(quán)值計(jì)算見表7。

3.5 船舶現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查的優(yōu)先等級(jí)評(píng)定方法

（1） 根據(jù)作業(yè)項(xiàng)目評(píng)定

根據(jù)船舶現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查項(xiàng)目的不同，分為以下三種船舶現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查類別：

①根據(jù)時(shí)間間隔的檢查，如配員檢查、船舶文書檢查；

②根據(jù)作業(yè)種類的檢查，如殘油油污水接收檢查、船舶供受油作業(yè)檢查；

③根據(jù)每月需完成工作總量的隨機(jī)抽查，如開箱作業(yè)檢查。

船舶現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查項(xiàng)目所需歸屬的船舶現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查級(jí)別（可檢、應(yīng)檢、必檢），由上級(jí)主管部門指定。

（2）根據(jù)時(shí)間窗口評(píng)定

依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)屬性評(píng)估模型的計(jì)算結(jié)果，確定每艘船舶的檢查時(shí)間窗口。

未進(jìn)入或已進(jìn)入時(shí)間窗口的為可檢船、出時(shí)間窗口的為應(yīng)檢船。

（3）其他評(píng)定因素

①上級(jí)要求必須100%檢查的作業(yè)項(xiàng)目，為必檢船；

②3天之內(nèi)已經(jīng)檢查過的，為可檢船。

3.6 APP界面展示

系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前轄區(qū)危防作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果展示，涵蓋了浮船塢沉塢作業(yè)、船舶清艙，供受油、船舶殘油等21種船舶作業(yè)類型及采用EDI數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)貨物裝卸作業(yè)評(píng)估，對(duì)不同轄區(qū)，例如楊浦海事局、閔行海事局、浦東海事局等，對(duì)不同的船舶類型，如油船、供給船等，進(jìn)行高風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。如圖3所示。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)，完成船舶數(shù)據(jù)融合規(guī)范、智能選船模型、危險(xiǎn)船舶評(píng)分體系及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法操作功能，構(gòu)建了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)，完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及智能選船模型。自2017年7月1日系統(tǒng)正式運(yùn)行以來，受理行政相對(duì)人申請(qǐng)413 393次。按以往傳統(tǒng)手段，行政相對(duì)人現(xiàn)場(chǎng)提交材料平均每次耗時(shí)約2小時(shí)，人力資源成本、車油費(fèi)等約200元計(jì)算，已累計(jì)為船舶節(jié)省防污染作業(yè)等待時(shí)間約8.2萬小時(shí)，累計(jì)節(jié)約直接運(yùn)營成本800余萬元。實(shí)現(xiàn)極大便利行政相對(duì)人，有效增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，助力航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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