“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

李祝清，陳序，朱歡，榮穩(wěn)華，劉學(xué)軍

（揚州海事局，江蘇 揚州 225000）

1 研究背景

海事監(jiān)管智能化是目前水上交通相關(guān)行業(yè)發(fā)展的一個趨勢，也是近年國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究熱點。在《中國制造2025》制定的藍圖中，智慧海事也是明確重點發(fā)展和突破的領(lǐng)域之一。黨的十八大以來，黨中央圍繞電子政務(wù)、深化“放管服”改革等作出一系列重大部署，各方面工作取得新進展?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于加強基層治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)的意見》指出，要構(gòu)建網(wǎng)格化管理、精細化服務(wù)、信息化支撐、開放共享的基層管理服務(wù)平臺，實現(xiàn)基層公共服務(wù)精準(zhǔn)高效，基層治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平明顯提高?！督煌ㄟ\輸部關(guān)于推進交通運輸治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干問題的意見》指出，要深化交通運輸“放管服”改革和交通運輸領(lǐng)域“證照分離”改革，深入開展“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”，加強和規(guī)范“互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管”等事中事后監(jiān)管，推動交通運輸市場監(jiān)管領(lǐng)域“雙隨機、一公開”監(jiān)管全覆蓋、常態(tài)化、制度化。長江航務(wù)管理局發(fā)布《“云上長航”發(fā)展總體規(guī)劃（2017-2025 年）》，提出運用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建以智慧通航、智慧政務(wù)、智慧服務(wù)、智慧監(jiān)管、智慧辦公為主的信息化應(yīng)用體系，推動長江航運從傳統(tǒng)行業(yè)向現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，全面提升長江航運治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平。

“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺正是在這樣的背景下應(yīng)運而生，“海事慧眼”利用衛(wèi)星定位、移動互聯(lián)、人臉識別、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實現(xiàn)人、船、證信息的精準(zhǔn)感知，助力船舶配員精準(zhǔn)監(jiān)管。

2 研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外學(xué)者對智慧海事監(jiān)管的研究主要停留在理論和技術(shù)層面，投入實際應(yīng)用的智慧海事監(jiān)管平臺還比較少。董飛等為深入推進海事電子巡查在“水上大交管”中的應(yīng)用,強調(diào)新冠肺炎疫情下海事電子巡查的重要性,設(shè)計構(gòu)建“陸?？仗臁比旌螂娮颖O(jiān)控體系,并以深圳海事監(jiān)管服務(wù)平臺為例,詳細闡述電子巡查在“水上大交管”中的7 大功能實現(xiàn)及場景應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)實際工作中存在的問題并提出解決方案。包金玉等人針對封閉水域信息化水平低、水上安全監(jiān)管能力較弱、覆蓋監(jiān)控對象有限等問題,提出一套封閉水域智慧海事監(jiān)管系統(tǒng)及方法。通過LoRa 技術(shù)采集多種水上監(jiān)管要素數(shù)據(jù),采用云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)對采集到的信息數(shù)據(jù)進行處理,結(jié)合海事業(yè)務(wù)需求,開發(fā)web 應(yīng)用平臺展示數(shù)據(jù)。江蘇海事監(jiān)管信息化建設(shè)將信息化技術(shù)與監(jiān)管深度融合,以數(shù)字海事建設(shè)為龍頭,帶動海事裝備現(xiàn)代化,促進江蘇海事監(jiān)管水平的提高,實現(xiàn)服務(wù)海事監(jiān)管、海事服務(wù)、海事政務(wù)的目標(biāo)。

2019 年，廣東海事局開發(fā)“海事之眼” 微信小程序，具備“刷臉識人、輸船名查證書”等功能。但是該微信小程序嚴(yán)重依靠進出港報告系統(tǒng)配員數(shù)據(jù)，無自身船舶配員數(shù)據(jù)庫，未與配員監(jiān)管服務(wù)深度融合，未對船舶船員進行海事信用監(jiān)管，應(yīng)用范圍較小。

2020 年，江蘇海事局借鑒廣東海事局“刷臉識人、輸船名查證書”等功能，結(jié)合江蘇海事局船舶配員專項整治行動、江蘇海事信用監(jiān)管體系，開發(fā)“海事慧眼”監(jiān)管服務(wù)平臺，該平臺為行業(yè)內(nèi)首個內(nèi)河船舶配員智慧監(jiān)管服務(wù)平臺。系統(tǒng)集成了船員、證書、人臉、AIS 等配員全要素信息，建成國內(nèi)首個全要素內(nèi)河船員數(shù)據(jù)庫?！昂Ｊ禄垩邸毕到y(tǒng)探索了新型海事監(jiān)管機制在船員監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用，通過“自助核查”+“遠程檢查”的船舶配員監(jiān)管新機制，自動篩選疑似配員不足船舶并發(fā)起遠程檢查，無需登船、不影響船舶正常營運，減少執(zhí)法人員感染疫情的風(fēng)險。檢查結(jié)果與江蘇海事局全要素水上“大交管”綜合執(zhí)法、智能管控協(xié)同并實時反饋至快反處置中心，實現(xiàn)船舶配員實時、精準(zhǔn)、遠程、閉環(huán)監(jiān)管，提高海事執(zhí)法效能。

3 研究內(nèi)容

本項目以水上交通場景感知，海事數(shù)據(jù)挖掘，智慧監(jiān)管服務(wù)平臺建設(shè)、監(jiān)管流程創(chuàng)新為基本脈絡(luò)，開展海事慧眼智慧海事監(jiān)管研究工作，形成一個層次分明、串聯(lián)緊密的推進路線。具體研究過程中，通過海事大數(shù)據(jù)挖掘建立船舶船員全要素實體知識圖譜，為船舶船員聯(lián)合監(jiān)管與統(tǒng)一服務(wù)的信息化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐；基于智能決策支持技術(shù)，為船舶配員自動賦碼；基于智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)可視化及5G 通訊等新型技術(shù)，建成船舶船員智慧監(jiān)管服務(wù)平臺，為智慧海事監(jiān)管提供保障；基于“信用+智慧”管理理念，建立面向船舶船員全流程、全實時、全動態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)管新模式，實現(xiàn)船舶配員管理方法和流程創(chuàng)新。本項目圍繞智慧海事監(jiān)管關(guān)鍵技術(shù)開展研究工作，提煉關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題用以驅(qū)動研究方法和技術(shù)創(chuàng)新，形成本項目的創(chuàng)新特色。

（1）基于全要素實體知識圖譜的船員配員規(guī)則與配員檢測。針對船舶配員檢查流程復(fù)雜、效率低，無法實現(xiàn)遠程核查、精準(zhǔn)監(jiān)管等問題，研究基于場景自適應(yīng)與圖像增強的活體檢測方法，使用人臉關(guān)鍵點定位和人臉追蹤等技術(shù)，驗證船員是否為真實活體本人操作，可甄別船員配員不足行為，保障船舶安全行駛；根據(jù)全要素實體知識圖譜中已有的船舶配員數(shù)據(jù)，依據(jù)推理規(guī)則，建立滿足語義的基于AIS 位置、船舶類型和航線的船舶配員規(guī)則模型。

（2）基于海事大數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等創(chuàng)新技術(shù)，構(gòu)建業(yè)內(nèi)首個船舶船員實體知識圖譜，為船舶船員賦碼的智能化管理提供決策依據(jù)?；诤Ｊ麓髷?shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立全要素船舶船員實體知識圖譜，其中實體包含船舶船員配員證書、船員證書、AIS 數(shù)據(jù)、船員位置、通航要素、執(zhí)法人員信息等，從中抽取出實體的屬性及其屬性值形成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并抽取多個實體之間的語義關(guān)系，形成船舶船員等實體、屬性與屬性值三元組。利用決策樹的歸納學(xué)習(xí)能力，對船舶船員實體知識圖譜進行知識加工，以船舶配員為實例進行知識推理，構(gòu)建基于決策樹的船舶配員規(guī)則生成模型；以聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)理論為運算機制，為船舶船員自動賦碼。基于智能決策支持技術(shù)，在業(yè)內(nèi)首次創(chuàng)建船舶配員“通行碼”，為船舶船員遠程、精準(zhǔn)、實時、動態(tài)監(jiān)管提供決策依據(jù)。

（3）基于智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)可視化及5G 通訊等新興技術(shù)建成業(yè)內(nèi)首個“海事慧眼”智慧監(jiān)管與服務(wù)平臺。基于智能感知技術(shù)，繪制配員監(jiān)管一張圖、實時精準(zhǔn)掌握轄區(qū)水上安全態(tài)勢，精準(zhǔn)投放安全監(jiān)管力量；基于海事大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和分析技術(shù)，建立船舶、船員、公司和通航環(huán)境的全要素畫像，實現(xiàn)船舶船員全流程全周期監(jiān)管；基于大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，對船舶船員進行可視化展示，實現(xiàn)“一員全景、一船全景、一司全景、一港全景、一轄區(qū)全景”；基于5G 通訊穩(wěn)定可靠的傳輸機制，實現(xiàn)船舶船員“時空同頻”協(xié)同監(jiān)管和全程服務(wù)；將“海事慧眼”智慧監(jiān)管服務(wù)平臺納入江蘇海事局全要素水上“大交管”架構(gòu)，統(tǒng)一用戶統(tǒng)一門戶統(tǒng)一服務(wù)，實現(xiàn)監(jiān)管全流程和服務(wù)全過程。

（4）基于“信用+智慧”管理理念，建立面向船舶船員全流程、全實時、全動態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)管新模式，實現(xiàn)船舶配員管理方法和流程創(chuàng)新。建立健全船舶船員信用管理模式，建設(shè)長江江蘇段內(nèi)河船配員信用承諾數(shù)據(jù)庫，通過紅黃黑名單、信用聯(lián)合獎懲等機制，實現(xiàn)“守信者暢行無阻，失信者寸步難行”。提供自助核查與遠程核查雙通道，讓數(shù)據(jù)多跑路人不跑。通過人臉比對、人船位置比對、船員與證書比對等技術(shù)，實時掌握船舶配員信息并生成配員通行碼，數(shù)據(jù)賦能船舶配員監(jiān)管。系統(tǒng)自動篩選疑似配員不足船舶并發(fā)起配員遠程核查，無需登船，不影響船舶正常營運、減少執(zhí)法人員感染疫情的風(fēng)險?！昂Ｊ禄垩邸迸鋯T核查和監(jiān)管流程緊密切合江蘇海事局全要素水上“大交管”的最新的機構(gòu)設(shè)置和業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)了船舶配員管理方法和監(jiān)管流程的創(chuàng)新。

4 實施應(yīng)用效果

在江蘇海事局的大力推動下，“海事慧眼”系統(tǒng)已在長江江蘇段內(nèi)河船舶中全面運行，并取得顯著成效。截至目前，“海事慧眼”船舶船員用戶超過35.2 萬，通過“海事慧眼”平臺累計船員任解職超過67 萬人次，累計開展配員自助核查、遠程核查超過100 萬人次，極大地規(guī)范了長江江蘇段船舶違法行為。依靠“海事慧眼”系統(tǒng)查獲船舶船員違法行為超過545 起，有效破解了船舶配員不足、船員不適任等問題。轄區(qū)內(nèi)河船舶配員合規(guī)率由整治初期的普遍不足到目前超過95%，長江江蘇段內(nèi)河船舶配員管理示范區(qū)建設(shè)取得明顯成效。

5 項目總結(jié)

該成果主要圍繞著海事慧眼--智慧海事監(jiān)管的關(guān)鍵技術(shù)理論問題，采用理論研究與工程實踐相結(jié)合的方式，系統(tǒng)地構(gòu)架了智慧海事監(jiān)管與服務(wù)體系，構(gòu)建了國內(nèi)首個全要素內(nèi)河船員數(shù)據(jù)庫，研發(fā)了機器視覺、人臉識別、活體檢測、位置比對、異常行為檢測、大數(shù)據(jù)展示等關(guān)鍵技術(shù)，建成了行業(yè)內(nèi)首個內(nèi)河船舶船員智慧監(jiān)管與服務(wù)平臺，解決了船舶識別難、船員監(jiān)管難、配員不足取證難等堵點難點痛點。通過“海事慧眼”自助核查、遠程核查功能，引導(dǎo)內(nèi)河船舶依法合規(guī)航行，促進了內(nèi)河船員素質(zhì)的提升和船員隊伍高質(zhì)量發(fā)展。相關(guān)技術(shù)成果已經(jīng)在長江江蘇段船舶船員、港口碼頭、航運公司、海事部門中廣泛應(yīng)用，船舶通航效率、碼頭裝卸效率、海事監(jiān)管效率得到顯著提升，有力促進了船舶合法便捷運輸、港航企業(yè)依法生產(chǎn)經(jīng)營、航運市場公平公正發(fā)展，經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益效果顯著。同時，項目組也培養(yǎng)了一批智慧航運高科技人才，極大推進了我國在智慧海事監(jiān)管研究領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。未來，“海事慧眼”系統(tǒng)覆蓋范圍可從長江江蘇段推廣至長江流域、全國水域；覆蓋船型從內(nèi)河船到海船全覆蓋等，開創(chuàng)船舶配員“智慧監(jiān)管”新局面。

6 展望

目前，海事慧眼系統(tǒng)正在推廣和應(yīng)用，預(yù)期前景如下：

一是系統(tǒng)覆蓋范圍進一步擴大。系統(tǒng)覆蓋范圍從長江江蘇段推廣至長江干線全線，長江干線船舶可開展遠程核查、船舶查詢、自助獲取綠碼等服務(wù)。

二是系統(tǒng)用戶數(shù)量進一步增長?！昂Ｊ禄垩邸睘榇瑔T、船舶、碼頭、貨主、航運公司、海事部門、航海院校等提供了內(nèi)河船舶配員的精準(zhǔn)監(jiān)管與便捷服務(wù)，長江中上游、部分運河港口碼頭已開始運用“海事慧眼”核實船舶配員情況，系統(tǒng)用戶數(shù)量預(yù)計會穩(wěn)步增長。

三是系統(tǒng)影響力進一步增加?！昂Ｊ禄垩邸北O(jiān)管服務(wù)平臺運行兩年多以來，節(jié)約了大量海事執(zhí)法人員人力、海巡艇艇力、燃油資源，降低了CO2、SO2、廢氣排放，實現(xiàn)疫情下船舶船員不見面監(jiān)管服務(wù)，船舶船期得到縮短，港口碼頭作業(yè)效率提升，在今年全國疫情的情況下，長江江蘇段吞吐量較去年提升4.3%，貨運量提升2.9%，取得了顯著的經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益。項目已申請軟件著作權(quán)2 項、發(fā)明專利1 項，榮獲2022 年中國航海學(xué)會科技進步一等獎、2022 年長航局科技創(chuàng)新獎一等獎。預(yù)計未來，系統(tǒng)影響力將進一步增加，開創(chuàng)船舶配員“智慧監(jiān)管”新局面。