貴陽市水上安全監(jiān)管系統(tǒng)框架設(shè)計

趙顯峰 房延軍

摘 要：近年來，隨著腹地經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)快速發(fā)展，貴陽市內(nèi)河航運(yùn)呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，但同時也給水上交通安全監(jiān)管工作帶來很大壓力，發(fā)生水上安全事故的風(fēng)險不斷增加。為適應(yīng)新形勢下海事管理的需要，有必要對貴陽市水上安全監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行全面、系統(tǒng)地分析論證，提出貴陽市水上安全監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)思路，旨在指導(dǎo)相關(guān)工程建設(shè)，進(jìn)一步提高海事監(jiān)管和救助水平，保障船舶航行安全和水域生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：貴陽;安全;監(jiān)管;系統(tǒng)

1 現(xiàn)狀

目前，貴陽市主要通航河流達(dá)到15條，湖泊5個，水庫17座，通航里程已超600公里，均為封閉庫區(qū)（湖區(qū)）間中短途區(qū)間運(yùn)輸。近年來，隨著腹地經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)快速發(fā)展和港航基礎(chǔ)設(shè)施條件不斷改善，貴陽市內(nèi)河航運(yùn)呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，據(jù)2019年1-11月水路運(yùn)輸報表統(tǒng)計，全市實(shí)現(xiàn)客運(yùn)量72.09萬人次、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量1081.42萬人公里、貨運(yùn)量38.6萬噸、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量1930萬噸公里。雖然貴陽市航運(yùn)設(shè)施裝備的建設(shè)取得了較快發(fā)展，但在水上安全監(jiān)管、應(yīng)急救助方面與仍較落后，主要體現(xiàn)在監(jiān)管設(shè)施和裝備落后、應(yīng)急反應(yīng)能力不足、水上資源整合剛剛起步、信息孤島問題比較突出等方面，航運(yùn)支持保障系統(tǒng)難以滿足未來水運(yùn)快速發(fā)展的要求。

2 技術(shù)手段

目前，我國內(nèi)河通航水域主要的安全監(jiān)管手段有雷達(dá)、閉路電視（以下簡稱CCTV）、甚高頻（以下簡稱VHF）通信系統(tǒng)和船舶自動識別系統(tǒng)（以下簡稱AIS）等。不同監(jiān)控設(shè)施的技術(shù)特點(diǎn)和服務(wù)能力不同，要完成全面掌握交通態(tài)勢的要求，實(shí)施各種服務(wù)，需要建設(shè)全面覆蓋重點(diǎn)通航水域、功能完善的水上安全監(jiān)管體系。

雷達(dá)是交通監(jiān)視及船舶實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)收集的主動監(jiān)控的技術(shù)手段?？梢酝ㄟ^雷達(dá)數(shù)據(jù)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)目標(biāo)的檢測、錄取、跟蹤、運(yùn)動參數(shù)的計算與危險的判斷以及對多雷達(dá)目標(biāo)進(jìn)行融合等。但雷達(dá)設(shè)備分辨率有限，對小目標(biāo)的探測能力較弱，具有對視野要求高以及建設(shè)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，適合船舶密集的開闊性水域使用。

CCTV具有畫面清晰、真實(shí)的特點(diǎn)，在一定距離內(nèi)能辨別船舶類型、看清船名，可使管理人員直接觀察水上交通的現(xiàn)場態(tài)勢，及時了解監(jiān)控現(xiàn)場船舶交通動態(tài)，發(fā)現(xiàn)違章操作與事故，為現(xiàn)場管理決策、調(diào)度指揮提供第一手資料。作為一種主動性監(jiān)管手段，CCTV系統(tǒng)投入相對較小，對于內(nèi)河地區(qū)以小型船舶為主的交通形式比較適用。但是受外界影響較大，霧天、雨天和夜晚觀看效果較差，監(jiān)視范圍受限制，一般在船舶比較密集的近岸水域建設(shè)。

VHF通信系統(tǒng)是移動無線電通信中的一個重要系統(tǒng)，用于海事近距離通信，具有船舶遇險和安全報警、搜救協(xié)調(diào)通信、救助現(xiàn)場通信、播發(fā)安全信息、報告船舶動態(tài)、日常安全管理通信等功能。作為水上安全監(jiān)管體系不可缺少的手段，VHF主要用于船與船之間、船與岸之間的通信，實(shí)現(xiàn)“叫的著”的功能，有效支持海事業(yè)務(wù)地開展。

AIS系統(tǒng)在功能上具有較強(qiáng)的針對性，它在電子海圖上顯示所有船舶可視化的航向、航線、船名等信息，改進(jìn)了海事通信的功能。此外，系統(tǒng)還可進(jìn)行數(shù)字通信和語音通信，為船舶提供動態(tài)船舶定位和安全信息。建立AIS系統(tǒng)，可以自動連續(xù)向基站及航運(yùn)管理部門和臨近船舶提供大量的船舶動態(tài)、靜態(tài)信息，減少天氣及航道彎曲的影響，通過與其它助航設(shè)施的配合，提高船舶航行安全保障力度，同時也為通航管理部門準(zhǔn)確掌握船舶動態(tài)提供了新的手段。但是AIS是一種被動的掌握船舶位置信息的方式，受到船臺設(shè)備的制約，AIS系統(tǒng)的推廣必須有船臺設(shè)備并有船方的積極配合。

綜上，結(jié)合貴陽轄區(qū)水上安全管理需求，確定貴陽市水上安全監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)思路：構(gòu)建全市統(tǒng)一水上安全監(jiān)管平臺，以AIS、VHF系統(tǒng)基本覆蓋全線，以CCTV技術(shù)手段進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋，以智能化應(yīng)用系統(tǒng)為支撐，有效提升海事監(jiān)管能力，向社會提供及時有效的信息服務(wù)。

3 框架設(shè)計

根據(jù)建設(shè)思路，貴陽市水上交通安全監(jiān)管系統(tǒng)工程主要包括VHF/AIS子系統(tǒng)、CCTV子系統(tǒng)、大屏幕顯示子系統(tǒng)和智能應(yīng)用子系統(tǒng)等。

具體方案如下：

3.1 VHF/AIS子系統(tǒng)

VHF/AIS子系統(tǒng)的建設(shè)原則是合理進(jìn)行前端VHF/AIS基站布局，在貴陽地方海事局搜救指揮中心設(shè)置VHF/AIS控制中心，用于轄區(qū)內(nèi)所有VHF/AIS基站的控制管理，具備后期系統(tǒng)擴(kuò)展功能。根據(jù)覆蓋水域的范圍，結(jié)合以往工程建設(shè)經(jīng)驗，在紅楓湖建設(shè)1座VHF/AIS基站，在百花湖建設(shè)2座VHF/AIS基站，采用1+0方式配置。其中每座VHF基站設(shè)有2個頻道，分別是遇險呼叫頻道和日常工作頻道。

3.2 CCTV子系統(tǒng)

CCTV子系統(tǒng)由于其能直觀真實(shí)地反映現(xiàn)場場景，是水上交通安全監(jiān)管的重要手段之一。根據(jù)貴陽市地方海事局的水上安全監(jiān)管的需求，CCTV子系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)滿足系統(tǒng)的高可靠性，確保對所監(jiān)視水域進(jìn)行有效監(jiān)控和錄像;對所轄監(jiān)控點(diǎn)信號要充分考慮在各級監(jiān)管機(jī)構(gòu)實(shí)行分布式多級管理，要求系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性。

CCTV子系統(tǒng)采用基于遠(yuǎn)程IP網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控技術(shù)，構(gòu)建基于全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的多級網(wǎng)絡(luò)，并且在局部重點(diǎn)水域?qū)崿F(xiàn)視頻聯(lián)動，協(xié)助管控人員更為全面和高效地了解管控現(xiàn)場的實(shí)際情況，從而可以做出更加準(zhǔn)確地判斷和管控措施。

根據(jù)貴陽市地方海事局統(tǒng)一監(jiān)管，分級負(fù)責(zé)的實(shí)際管理體制，CCTV子系統(tǒng)應(yīng)與貴陽地方海事局的監(jiān)管體制相適應(yīng)，為貴陽地方海事局搜救指揮中心—現(xiàn)場監(jiān)控分中心二級架構(gòu)，采用集中控制方式，前端視頻信號分別上傳至現(xiàn)場監(jiān)控分中心和貴陽地方海事局搜救指揮中心，其他各海事處用戶均以客戶端訪問的方式獲取視頻信號。

3.3 大屏顯示子系統(tǒng)

大屏幕顯示系統(tǒng)作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監(jiān)控系統(tǒng)的計算機(jī)圖、文信息和視頻信號等進(jìn)行集中顯示，在實(shí)時調(diào)度、會商、決策及信息反饋等方面都起到了重要作用，已成為現(xiàn)代監(jiān)管指揮中心不可或缺的重要系統(tǒng)。

大屏顯示子系統(tǒng)分別建設(shè)在現(xiàn)場監(jiān)控分中心和貴陽地方海事局搜救指揮中心，大屏子系統(tǒng)主要由超窄邊液晶顯示單元、多屏拼接處理器、信號控制器和控制管理軟件等組成。

整個大屏幕顯示系統(tǒng)以大屏幕顯示控制軟件作為拼接控制單元，大屏幕顯示控制軟件支持多種視頻輸入、輸出業(yè)務(wù)板，同時提供高速網(wǎng)絡(luò)接口，接入本地局域網(wǎng)，可以接入前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)、模擬視頻信號、其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)計算機(jī)顯示信號或網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程桌面，通過大屏幕顯示控制軟件內(nèi)部拼接控制功能，利用大屏幕顯示控制軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)圖像的拼接和漫游操作。大屏幕顯示控制軟件提供DVI、HDMI等多種高清數(shù)字輸出接口，連接LCD大屏幕顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種視頻信號的高清輸出顯示。

3.4 智能應(yīng)用子系統(tǒng)

智能應(yīng)用子系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)平臺、信息接入、智能管理、搜救應(yīng)急、公眾服務(wù)、移動執(zhí)法等模塊，每個模塊包含內(nèi)容如下：

（1）基礎(chǔ)平臺：包含地圖服務(wù)、智能監(jiān)管引擎兩部分內(nèi)容。

（2）信息接入：對AIS、CCTV、VHF等信息的接入適配，為后續(xù)雷達(dá)等監(jiān)管手段預(yù)留接口。

（3）智能管理：包含電子巡航（主要包括電子巡查、電子設(shè)卡、電子預(yù)警、電子跟蹤、電子盯防和電子分析等功能）和預(yù)報警規(guī)則開發(fā)（包含速度異常、禁止進(jìn)入、碰撞預(yù)警、船舶逆行、船舶錨泊、區(qū)域船舶密度超標(biāo)、禁止追越、禁止離開、單船避碰等多種規(guī)則）兩部分內(nèi)容。

（4）搜救應(yīng)急：包含應(yīng)急資源管理、應(yīng)急預(yù)案管理、應(yīng)急事件管理、應(yīng)急指揮調(diào)度四部分內(nèi)容。

（5）公眾服務(wù)：包含公眾服務(wù)網(wǎng)站、微信服務(wù)平臺和短信服務(wù)平臺。

（6）移動執(zhí)法：包含移動執(zhí)法基礎(chǔ)服務(wù)和移動執(zhí)法管理。

系統(tǒng)的硬件主要包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、對外公眾服務(wù)服務(wù)器、移動應(yīng)用程序后臺管理服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為整個系統(tǒng)的核心負(fù)責(zé)保證數(shù)據(jù)的快速同步和完整性;應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)接收和解析各種實(shí)時數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)將處理過的數(shù)據(jù)發(fā)布給客戶端應(yīng)用;移動應(yīng)用程序后臺管理服務(wù)器負(fù)責(zé)為移動終端用戶提供數(shù)據(jù)訪問支持服務(wù);同時根據(jù)業(yè)務(wù)使用需求，在各監(jiān)管中心配置監(jiān)控終端，客戶端直接訪問監(jiān)控中心服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各項軟件功能應(yīng)用。

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