打造“數(shù)字孿生漁港” 破解漁業(yè)安全難題

文|象山縣大數(shù)據(jù)發(fā)展中心

自去年以來(lái)，象山縣立足海洋漁業(yè)區(qū)域特色，把漁業(yè)安全治理的實(shí)戰(zhàn)實(shí)效作為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，強(qiáng)化“平臺(tái)+大腦”支撐，著力打造“數(shù)字孿生漁港”項(xiàng)目，努力構(gòu)建漁業(yè)安全治理全國(guó)性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目不僅破解了傳統(tǒng)信息化手段下無(wú)法解決的漁業(yè)安全治理“看不見(jiàn)”“分不清”“管不好”等一系列難題，還實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)理論、算法模型和制度成果的創(chuàng)新。

動(dòng)態(tài)感知+數(shù)字孿生預(yù)防“看不見(jiàn)”的風(fēng)險(xiǎn)

建立漁船孿生模型，預(yù)防海上動(dòng)態(tài)看不見(jiàn)。針對(duì)我國(guó)海上衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信帶寬受限、成本過(guò)高導(dǎo)致的“洋面可視化”需求難以普及問(wèn)題，象山另辟蹊徑，創(chuàng)造性提出運(yùn)用“基礎(chǔ)信息+海上動(dòng)態(tài)”的數(shù)字孿生建模思路。即只回傳漁船海上航行感知到的風(fēng)速、溫度、濕度、壓強(qiáng)、傾角、航速、航向等關(guān)鍵性、低容量數(shù)據(jù)，與政務(wù)云上存儲(chǔ)的包括船名、作業(yè)類(lèi)型、噸位、長(zhǎng)度、船主等漁船基礎(chǔ)信息在內(nèi)的三維仿真漁船庫(kù)進(jìn)行匹配成像，以最小成本實(shí)現(xiàn)船只、洋面的三維模擬可視化，切實(shí)消除船只海上作業(yè)的監(jiān)管盲區(qū)。截至目前，已測(cè)試建模拖網(wǎng)、流刺網(wǎng)、圍網(wǎng)等三大類(lèi)漁船287艘，成像時(shí)間延遲低于5秒，為下一步打造無(wú)延時(shí)感知、高智能聯(lián)動(dòng)的海上船只駕駛安全輔助系統(tǒng)提供了全新的技術(shù)方向。

建立AIS感知網(wǎng)絡(luò)，預(yù)防設(shè)備下線看不見(jiàn)。針對(duì)船載設(shè)備斷電后漁船位置不可見(jiàn)問(wèn)題，象山在沿海岸線區(qū)域安裝了13個(gè)AIS（船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)）基站，全面獲取象山全域周邊15海里的船只信息。同時(shí)，運(yùn)用“定時(shí)點(diǎn)驗(yàn)+灰度標(biāo)記”的孿生思維，將船載AIS設(shè)備最后一次在線的航速、航向、位置等信息虛擬映射到顯示平臺(tái)上，模擬推測(cè)出船只的停泊位置，極大減輕日常港內(nèi)船只數(shù)量統(tǒng)計(jì)和極端氣候下敦促船只回港避險(xiǎn)的管理壓力。截至目前，該系統(tǒng)日均監(jiān)測(cè)船只1萬(wàn)余艘次，下線定位準(zhǔn)確率達(dá)100%，累計(jì)發(fā)現(xiàn)AIS設(shè)備長(zhǎng)期下線船只213艘，全部抄告各街道（鎮(zhèn)鄉(xiāng)）核查整改。

建立安全預(yù)警應(yīng)用，預(yù)防航道障礙看不見(jiàn)。為排除水下障礙物對(duì)船只航行安全的重大威脅，象山通過(guò)社會(huì)共建模式，借助海上船只作業(yè)過(guò)程的反饋信息，迭代升級(jí)水下障礙物數(shù)據(jù)庫(kù)，完善船載設(shè)備智能預(yù)警應(yīng)用。通過(guò)周期性更新水下障礙位置、類(lèi)別屬性信息，形成水下障礙物“一張圖”，大幅降低了船只在陌生海域作業(yè)時(shí)的撞礁事件發(fā)生率，切實(shí)保障了廣大漁民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。截至目前，該系統(tǒng)已累計(jì)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)20類(lèi)1.3萬(wàn)個(gè)水下障礙物，發(fā)送避障預(yù)警500萬(wàn)次以上。

算法識(shí)別+數(shù)據(jù)分析破解“分不清”的難題

構(gòu)建網(wǎng)位儀識(shí)別算法，防止干擾信號(hào)分不清。近年來(lái)，漁民海面作業(yè)投放大量網(wǎng)位儀，船上系統(tǒng)受網(wǎng)位儀發(fā)出的干擾信號(hào)影響，誤報(bào)現(xiàn)象頻繁，導(dǎo)致船長(zhǎng)精神松懈造成重大商漁船碰撞的事故時(shí)有發(fā)生。對(duì)此，象山探索構(gòu)建網(wǎng)位儀識(shí)別算法，通過(guò)對(duì)不明信號(hào)的軌跡、漂移時(shí)速等數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期積累和分析，將網(wǎng)位儀信號(hào)與漁船AIS信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，顯著提升商漁船碰撞預(yù)警的可靠性。截至目前，該算法已識(shí)別周邊海域存在的網(wǎng)位儀5257個(gè)，識(shí)別率90%以上。下一步，該數(shù)據(jù)與海事部門(mén)共享之后，商漁船碰撞事故發(fā)生概率將進(jìn)一步降低。

構(gòu)建AIS信號(hào)分析算法，防止一船多碼分不清。為突破普遍存在的船載AIS信號(hào)一船多碼的管理難題，象山在測(cè)試推廣插卡式AIS設(shè)備的同時(shí)，探索構(gòu)建了AIS信號(hào)分析算法，將相對(duì)距離始終保持恒定的多個(gè)AIS信號(hào)進(jìn)行綁定，以最低成本打造一船多碼庫(kù)，多途徑、互補(bǔ)式核查本地船只底數(shù)，有效杜絕船只異地掛靠行為。預(yù)計(jì)在長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累之后，一船多碼的識(shí)別率將接近100%，基本消除本地、外地船只誤判情形，大幅提升漁業(yè)安全監(jiān)管效率。自今年7月該算法上線以來(lái)，已累計(jì)識(shí)別650余條一船多碼信號(hào)。

構(gòu)建船只船員算法模型，防止適航適任分不清。

根據(jù)“船適航、人適任”指導(dǎo)思想，象山全面梳理影響漁船適航的十一大指標(biāo)和影響漁民適任的七大指標(biāo)，對(duì)漁業(yè)監(jiān)管的治理需求、聚焦重點(diǎn)、力量投入、長(zhǎng)效管理等業(yè)務(wù)流程和工作模式進(jìn)行重塑，在全國(guó)首創(chuàng)適航指數(shù)、適任指數(shù)兩個(gè)算法模型，運(yùn)用科學(xué)計(jì)算，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)“問(wèn)題船”和“問(wèn)題人”，實(shí)行三色分類(lèi)管理機(jī)制。截至目前，篩選出船只適航等級(jí)優(yōu)良1858艘、合格1088艘，重點(diǎn)監(jiān)管范圍縮小63.1%，安全隱患發(fā)現(xiàn)率55%以上。

機(jī)制重塑+數(shù)改賦能根除“管不好”的困境

建立進(jìn)出港報(bào)備核查機(jī)制，避免人船進(jìn)出管不好。為實(shí)現(xiàn)“港清、船清、人清”的漁業(yè)治理日常監(jiān)管目標(biāo)，象山著力打造漁船進(jìn)出港報(bào)備系統(tǒng)，累計(jì)為2946艘漁船和31555個(gè)船員建立全周期檔案，通過(guò)人員進(jìn)出港主動(dòng)提前報(bào)備加以登記。同時(shí)，借助運(yùn)營(yíng)商在航道口門(mén)或島礁上部署700M的5G基站，對(duì)50公里范圍的電子圍欄區(qū)域進(jìn)行手機(jī)信號(hào)識(shí)別，并與進(jìn)出港報(bào)備數(shù)據(jù)進(jìn)行核查比對(duì)分析，摸清進(jìn)出港人、船底數(shù)，提升港口智能化、精細(xì)化管理水平。截至目前，該系統(tǒng)累計(jì)報(bào)告進(jìn)出港漁船40余萬(wàn)次，報(bào)告率達(dá)98%。

“數(shù)字孿生漁港”平臺(tái)截圖。 象山縣大數(shù)據(jù)發(fā)展中心供圖

出臺(tái)適航適任指數(shù)管理辦法，避免船只臨檢管不好。為切實(shí)提升漁業(yè)安全監(jiān)管效能，減輕基層漁政干部的監(jiān)管壓力，出臺(tái)《象山縣漁船適航及船員適任指數(shù)管理辦法》，根據(jù)漁船適航指數(shù)和船員適任指數(shù)動(dòng)態(tài)變化情況，將漁業(yè)安全監(jiān)管模式由“普查式”轉(zhuǎn)為“聚焦式”，從“船主被動(dòng)申報(bào)”變?yōu)椤按竽X主動(dòng)研判”，探索對(duì)長(zhǎng)期規(guī)范作業(yè)的船只和漁民實(shí)行抽檢或免檢等制度，而對(duì)隱患船只、船員登船臨檢頻次可提升5倍以上，形成從實(shí)踐積累到理論構(gòu)建，再到機(jī)制重塑，最后修正完善的閉環(huán)。

迭代海上“120”場(chǎng)景服務(wù)體系，避免應(yīng)急事件管不好。借助“浙里辦”服務(wù)端，象山創(chuàng)新構(gòu)建海上“120”應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院對(duì)海上傷員的遠(yuǎn)程救助指導(dǎo)，同時(shí)配備技校專(zhuān)家提供船上設(shè)備緊急排障服務(wù)，提高海上故障救助效率。今年以來(lái)，漁政部門(mén)已出海救助42次，救治船員38人。此外，為解決3萬(wàn)余名船上雇工底數(shù)不清、資質(zhì)不明、管理難的問(wèn)題，象山積極推動(dòng)船上雇工電子檔案建設(shè)，從醫(yī)院定點(diǎn)體檢入手，通過(guò)政府補(bǔ)貼提升體檢金額，在保障這類(lèi)低收入人員身體健康的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)醫(yī)院建立船上雇工個(gè)人健康和信息庫(kù)，進(jìn)一步助推救助、應(yīng)急、防疫等公共服務(wù)工作成效事半功倍。