信息化建设在危险货物集装箱检查中的应用
陈慧锋+刘俊艳
摘 要：文章探讨了如何将信息化技术应用到积载隔离检查中，介绍了青岛海事局前湾海事处积载隔离检查专家系统实际应用典型案例，效果表明智能检查系统大幅提高了载运危险货物集装箱配载的监管效能。
关键词：信息化建设 危险货物 积载隔离 海事部门
随着现代物流业与口岸集装箱业务的快速发展，集装箱船舶进出港艘次日益频繁，因载运危险货物集装箱积载、隔离不符合《国际海运危险货物规则》（以下简称《国际危规》）要求，而致使船舶运输存在风险的现象也日益增多。青岛海事局前湾海事处集装箱危险货物监管业务量近年急剧上升，2013年，青岛前湾港船舶载运集装箱进出港9320艘次，进出港危险货物集装箱18.65万TEU，单纯依靠现有前湾海事处从事危险货物监管的工作人员来人工检查危险货物集装箱之间的积载隔离问题已是不可能完成的任务。
为加强对船载危险货物集装箱的监管，前湾海事处与青岛港（集团）有限公司信息中心共同研发前湾积载隔离检查专家系统。自系统投入运行以来，监管范围逐步覆盖了海事、码头、船公司、外理、危险品库等应用领域，体现出良好的应用效果，集装箱危险货物瞒报查处率、集装箱危险货物配载违法查处率、集装箱危险货物装箱质量缺陷查处率，分别比系统使用前提高了470%、580%、360%，并且节省大量人力、物力，提高了海事监管效能和码头通关效率，实现了海事集装箱危险货物监管过程的自动化与智能化，整体应用水平达到国内领先水平。同时该系统的投入使用有效保证了船舶载运集装箱危险货物的安全，为码头、船公司创造了可观的经济效益，充分体现了新时期、新形势下海事执法手段先进、严格高效、灵活便民的特点，为打造山东半岛蓝色经济区提供有力的航运安全保障。据统计，2010年至今，前湾海事处共纠正五十多起船载危险货物集装箱不符合《国际危规》有关积载、隔离规定要求情况，未发生一起因配载问题造成的安全事故。
危险货物集装箱积载隔离检查规则
积载隔离涉及规则量大，并且规则复杂。对任何集装箱危险货物，船上积载隔离操作必须满足以下几个方面的要求：
遵守《国际危规》中对危险货物积载隔离的一般原则性规定。具体包括积载隔离的一般规定、与生活居住处所有关的积载隔离、海洋污染物的积载隔离，特别是有关1-9类危险货物的一般积载隔离规定要求等内容。
满足危险货物的特殊积载隔离要求。即使是属于同一大类的危险货物，由于物理化学性质差别较大，相应的安全积载隔离要求往往也存在较大差别，只遵守某类危险货物的一般原则性要求还不足以保证特定某种危险货物的积载隔离安全。在特殊积载隔离规定要求中首先提及的就是该危险货物的积载类代码，如果对该危险货物有特殊安全积载隔离要求也在此载明。
满足船舶《符合证明》内载明的具体装载隔离要求。按照《国际海上人命安全合约》（简称SOLAS公约）的规定，凡是1984年9月1日后建造的载运固体危险货物的船舶都必须持有证明船舶相关结构和设备达到公约特别规定要求的《符合证明》。该船舶文书是集装箱船舶载运危险货物的重要文件，在该文书的附件中列明船舶各个货物处所适合装载的危险货物的种类情况以及相关要求。
信息管理系统工作原理
根据积载隔离检查规则，积载隔离检查专家系统对青岛口岸集装箱危险品主要类别、特点进行深入研究，建立专家系统来完成隔离检查工作。积载隔离检查专家系统的构建主要包括：知识库和知识表示，推理控制策略及推理机，解释机制三部分。具体流程见图1。
图1 积载隔离检查专家系统检查流程图
1、积载隔离检查专家系统知识库和知识表示
知识库是专家系统用于存放事实和规则的地方，知识库的建立实际上是解决专家知识和经验的表达问题。建造专家系统的中心任务是建立知识库，其关键在于知识的表示，即如何将人类专家的知识和经验表示为计算机能识别、理解和运用的形式。一个专家系统的能力取决于知识库中知识的数量和质量。系统中，如何将隔离要求转化为知识库规则是关键一步。例如：“积载类D，货物运输组件应遮蔽使其不受阳光直射并远离热源”，表示该危险货物只能积载于甲板上，而且在甲板上积载时还要注意遮蔽阳光直射，即（层号）≥82 and 无阳光直射and远离热源）。
知识库主要包括规则库、事实库和解释库三部分。知识库涵盖了积载隔离检查的所有规则和资料，并可根据实际政策、法规变化进行更新。
2、积载隔离检查专家系统推理控制策略及推理机
知识表示是积载隔离检查专家系统赖以生存的基础，而推理控制策略则是该系统的灵魂，它决定推理机的效率，也强烈影响推理的结果。知识的选择是推理机的关键，能否迅速找到与解答有关的知识，直接影响推理的效果。积载隔离检查系统过程是知识推理的过程，其涉及的知识多且各知识间存在相互影响、相互制约的关系。
推理机由推理控制程序和黑板构成，控制程序负责处理推理结构和控制推理去向，黑板则用于保存这些中间结果。需保存的中间结果主要有当前使用的规则，已用过的规则，可用规则以及当前规则执行情况等。推理机的主要任务就是选择知识和运用知识。一般是利用搜索法反复从复杂的系统中找出需要的知识。搜索策略集中于研究对经常用来描述问题领域的网络或树形结构进行搜索的方法，目前积载隔离检查专家系统使用的搜索技术很多，常用的有广度优先搜索和深度优先搜索等。本专家系统的推理机构主要采用数据驱动的正向推理策略。主要检验模块（箱间依赖性检验）规则搜索时采用表驱动搜索策路。
积载隔离检查专家系统开始运行时，用户需提供简单的原始信息，系统推理机扫描规则库后，将每一条规则的前提部分和这些原始信息相匹配，若匹配成成功则该规则被激活，从而产生新的可用信息。新的信息和原始信息一起作为设计信息，重复以上过程直到产生预期的结论或所有匹配条件均用完为止。
具体推理流程如下：
图2 积载隔离检查专家系统推理流程图
推理控制策略：
2.1规则的激活
判断规则是否可用，一般是较为复杂的问题，其间还需考虑规则的表达方式和规则为真的形式。从算法中判断可用规则的实质，就是利用数据库中的数据，或事实经某种或简或繁的操作而判定规则的前提（命题）是否为真。它与规则的表达形式紧密相关。在积载隔离检查系统中为了程序实现上的方便，采用较为简单的匹配。积载隔离检查专家系统中的规则采用产生式系统：如果 <事实> 那么 <结论>
在事实部分，采用简单的陈述，没有比较、逻辑判断以及计算等复杂的操作，这样，只要将规则前提中的条件逐个跟数据库中的事实作简单的匹配，若所有条件均能匹配，该规则为激活。
2.2 冲突消解策略
若规则前提中所有条件，均和中间数据库中的事实相匹配，则规则激活，被激活的规则可能不止一条，一般的专家系统是从中选择一条最适合的规则来执行，并将结果存入中间数据库。
积载隔离检查专家系统具有特殊性，需对不合法信息逐条进行检查、记录，并得到最终结论。所以，系统对S中的规则逐条执行，并记录结果为非的执行结果，最终的查验结论由S中规则执行结果进行“与运算”得到。
3、解释机制
积载隔离检查专家系统解释机制根据记录的当前执行规则，到解释库中寻找该规则对应的解释，并调用相应的解释处理程序，作出解释。主要包括各个规则之间的逻辑关系及各个规则的推理结果等。
前湾积载隔离检查专家系统应用案例
1、功能演示
2011年5月4日，前湾海事处执法人员通过模块对靠泊于前湾港69泊位的“达通青岛”（KANG PING）轮进行危险货物集装箱积载隔离检查（图3），通过后台检查发现050382贝位箱号为UNXU9249184的装有甲酸的集装箱与070582贝位箱号为SNCU8000951的装有糠醇的集装箱之间不满足特殊隔离要求（图4）。经执法人员打开分贝图检查后，确认两个箱子的预配确实不满足积载隔离的要求（图5）。随后，执法人员登轮进行现场确认，船方承认在进行预配时仅仅参考了隔离表的一般要求而为对货物的特殊隔离规定进行查阅。
图3 总船图
图4 隔离检查结果
图5 危险货物集装箱分贝图
2、典型应用
2.1危险货物之间不满足隔离表的规定要求
2011年1月17日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港81泊位的英国籍“强威（SCI PRESTIGE）”轮积载于171184贝位的集装箱（内装货物“过氧化氢水溶液”UN 2014，5.1类）与积载于191182贝位的集装箱（内装货物“甲酸”UN 1779，8类）应满足《国际危规》隔离表中"隔离"的要求，但两个集装箱的水平投影相邻。由于大部分船舶在预配时均会参考隔离表，因此类似于此类情况极少发生。
2.2 危险货物之间不满足特殊隔离规定要求
2.2.1酸类和碱类之间不满足特殊隔离要求
2010年4月30日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港81泊位的马绍尔群岛籍“世腾法罗（CAPE FERROL）”轮积载于130182、130382、150182贝位的集装箱（内装货物“氢氧化钾”UN 1813，8类）与积载于150382贝位的集装箱（内装货物“硫酸”UN 2796，8类）不满足《国际危规》规定的"隔离"的要求。
由于大多数的酸类和碱类危险货物均属于8类腐蚀品，隔离表中无要求，而船上负责配载的大副在预配时往往不会翻阅《国际危规》第二册中每种货物的特殊积载隔离要求，因此此类情况占到全部违规现象的90%以上，在前湾辖区甲酸（UN1779，8类）与糠醇（UN2874，6.1类）、偏硅酸钠（UN3253，8类）之间不符合积载隔离规定的情况时有发生。
2.2.2氧化性物质之间不满足特殊隔离规定要求
2010年8月18日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港71泊位的巴拿马籍“肇庆河（ZHAO QING HE）”轮积载于010482贝位、030482贝位、030884贝位集装箱（内货物均为“次氯酸钙” UN2880， 5.1类）与积载于030684贝位的集装箱（内装货物为“硝酸铵”UN1942， 5.1类）不满足《国际危规》规定的"隔离"的要求。《国际危规》中，除爆炸品外，就数有机过氧化物、氧化剂与其他有关类别物质的隔离要求最多也最为严格。
结 语
随着航运经济的不断发展，通过集装箱船舶运输的危险货物日渐增多，加强对于载运危险货物集装箱船舶的配载检查在海事危防监管工作中显得尤为重要。加强危防科技和信息化建设，以先进的技术手段辅助海事执法，必将成为各级海事机构危防工作的重点。加大现代计算机技术在危防工作的应用力度，将是海事“三化”建设的一个重要发力点。
参考文献：
[1] 钱俊君.把握机遇 深化改革，实现湖南水运安全发展[J]，中国水运，2014（4）：18-19.
[2] 徐志华. R FI D技术与内河海事现代监管水平提升[J]，中国水运，2014（4）：43-45.
[3] 赵晓俊，孙大金.江苏海事与江苏移动联合打造综合管理信息平台[J]，中国海事，2014（2）：65-66.
[4] 侯丽联.浅析海事业务系统的应用及管理中国水运，2013（6）：34-35.
（作者单位：青岛海事局）
图2 积载隔离检查专家系统推理流程图
推理控制策略：
2.1规则的激活
判断规则是否可用，一般是较为复杂的问题，其间还需考虑规则的表达方式和规则为真的形式。从算法中判断可用规则的实质，就是利用数据库中的数据，或事实经某种或简或繁的操作而判定规则的前提（命题）是否为真。它与规则的表达形式紧密相关。在积载隔离检查系统中为了程序实现上的方便，采用较为简单的匹配。积载隔离检查专家系统中的规则采用产生式系统：如果 <事实> 那么 <结论>
在事实部分，采用简单的陈述，没有比较、逻辑判断以及计算等复杂的操作，这样，只要将规则前提中的条件逐个跟数据库中的事实作简单的匹配，若所有条件均能匹配，该规则为激活。
2.2 冲突消解策略
若规则前提中所有条件，均和中间数据库中的事实相匹配，则规则激活，被激活的规则可能不止一条，一般的专家系统是从中选择一条最适合的规则来执行，并将结果存入中间数据库。
积载隔离检查专家系统具有特殊性，需对不合法信息逐条进行检查、记录，并得到最终结论。所以，系统对S中的规则逐条执行，并记录结果为非的执行结果，最终的查验结论由S中规则执行结果进行“与运算”得到。
3、解释机制
积载隔离检查专家系统解释机制根据记录的当前执行规则，到解释库中寻找该规则对应的解释，并调用相应的解释处理程序，作出解释。主要包括各个规则之间的逻辑关系及各个规则的推理结果等。
前湾积载隔离检查专家系统应用案例
1、功能演示
2011年5月4日，前湾海事处执法人员通过模块对靠泊于前湾港69泊位的“达通青岛”（KANG PING）轮进行危险货物集装箱积载隔离检查（图3），通过后台检查发现050382贝位箱号为UNXU9249184的装有甲酸的集装箱与070582贝位箱号为SNCU8000951的装有糠醇的集装箱之间不满足特殊隔离要求（图4）。经执法人员打开分贝图检查后，确认两个箱子的预配确实不满足积载隔离的要求（图5）。随后，执法人员登轮进行现场确认，船方承认在进行预配时仅仅参考了隔离表的一般要求而为对货物的特殊隔离规定进行查阅。
图3 总船图
图4 隔离检查结果
图5 危险货物集装箱分贝图
2、典型应用
2.1危险货物之间不满足隔离表的规定要求
2011年1月17日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港81泊位的英国籍“强威（SCI PRESTIGE）”轮积载于171184贝位的集装箱（内装货物“过氧化氢水溶液”UN 2014，5.1类）与积载于191182贝位的集装箱（内装货物“甲酸”UN 1779，8类）应满足《国际危规》隔离表中"隔离"的要求，但两个集装箱的水平投影相邻。由于大部分船舶在预配时均会参考隔离表，因此类似于此类情况极少发生。
2.2 危险货物之间不满足特殊隔离规定要求
2.2.1酸类和碱类之间不满足特殊隔离要求
2010年4月30日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港81泊位的马绍尔群岛籍“世腾法罗（CAPE FERROL）”轮积载于130182、130382、150182贝位的集装箱（内装货物“氢氧化钾”UN 1813，8类）与积载于150382贝位的集装箱（内装货物“硫酸”UN 2796，8类）不满足《国际危规》规定的"隔离"的要求。
由于大多数的酸类和碱类危险货物均属于8类腐蚀品，隔离表中无要求，而船上负责配载的大副在预配时往往不会翻阅《国际危规》第二册中每种货物的特殊积载隔离要求，因此此类情况占到全部违规现象的90%以上，在前湾辖区甲酸（UN1779，8类）与糠醇（UN2874，6.1类）、偏硅酸钠（UN3253，8类）之间不符合积载隔离规定的情况时有发生。
2.2.2氧化性物质之间不满足特殊隔离规定要求
2010年8月18日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港71泊位的巴拿马籍“肇庆河（ZHAO QING HE）”轮积载于010482贝位、030482贝位、030884贝位集装箱（内货物均为“次氯酸钙” UN2880， 5.1类）与积载于030684贝位的集装箱（内装货物为“硝酸铵”UN1942， 5.1类）不满足《国际危规》规定的"隔离"的要求。《国际危规》中，除爆炸品外，就数有机过氧化物、氧化剂与其他有关类别物质的隔离要求最多也最为严格。
结 语
随着航运经济的不断发展，通过集装箱船舶运输的危险货物日渐增多，加强对于载运危险货物集装箱船舶的配载检查在海事危防监管工作中显得尤为重要。加强危防科技和信息化建设，以先进的技术手段辅助海事执法，必将成为各级海事机构危防工作的重点。加大现代计算机技术在危防工作的应用力度，将是海事“三化”建设的一个重要发力点。
参考文献：
[1] 钱俊君.把握机遇 深化改革，实现湖南水运安全发展[J]，中国水运，2014（4）：18-19.
[2] 徐志华. R FI D技术与内河海事现代监管水平提升[J]，中国水运，2014（4）：43-45.
[3] 赵晓俊，孙大金.江苏海事与江苏移动联合打造综合管理信息平台[J]，中国海事，2014（2）：65-66.
[4] 侯丽联.浅析海事业务系统的应用及管理中国水运，2013（6）：34-35.
（作者单位：青岛海事局）
图2 积载隔离检查专家系统推理流程图
推理控制策略：
2.1规则的激活
判断规则是否可用，一般是较为复杂的问题，其间还需考虑规则的表达方式和规则为真的形式。从算法中判断可用规则的实质，就是利用数据库中的数据，或事实经某种或简或繁的操作而判定规则的前提（命题）是否为真。它与规则的表达形式紧密相关。在积载隔离检查系统中为了程序实现上的方便，采用较为简单的匹配。积载隔离检查专家系统中的规则采用产生式系统：如果 <事实> 那么 <结论>
在事实部分，采用简单的陈述，没有比较、逻辑判断以及计算等复杂的操作，这样，只要将规则前提中的条件逐个跟数据库中的事实作简单的匹配，若所有条件均能匹配，该规则为激活。
2.2 冲突消解策略
若规则前提中所有条件，均和中间数据库中的事实相匹配，则规则激活，被激活的规则可能不止一条，一般的专家系统是从中选择一条最适合的规则来执行，并将结果存入中间数据库。
积载隔离检查专家系统具有特殊性，需对不合法信息逐条进行检查、记录，并得到最终结论。所以，系统对S中的规则逐条执行，并记录结果为非的执行结果，最终的查验结论由S中规则执行结果进行“与运算”得到。
3、解释机制
积载隔离检查专家系统解释机制根据记录的当前执行规则，到解释库中寻找该规则对应的解释，并调用相应的解释处理程序，作出解释。主要包括各个规则之间的逻辑关系及各个规则的推理结果等。
前湾积载隔离检查专家系统应用案例
1、功能演示
2011年5月4日，前湾海事处执法人员通过模块对靠泊于前湾港69泊位的“达通青岛”（KANG PING）轮进行危险货物集装箱积载隔离检查（图3），通过后台检查发现050382贝位箱号为UNXU9249184的装有甲酸的集装箱与070582贝位箱号为SNCU8000951的装有糠醇的集装箱之间不满足特殊隔离要求（图4）。经执法人员打开分贝图检查后，确认两个箱子的预配确实不满足积载隔离的要求（图5）。随后，执法人员登轮进行现场确认，船方承认在进行预配时仅仅参考了隔离表的一般要求而为对货物的特殊隔离规定进行查阅。
图3 总船图
图4 隔离检查结果
图5 危险货物集装箱分贝图
2、典型应用
2.1危险货物之间不满足隔离表的规定要求
2011年1月17日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港81泊位的英国籍“强威（SCI PRESTIGE）”轮积载于171184贝位的集装箱（内装货物“过氧化氢水溶液”UN 2014，5.1类）与积载于191182贝位的集装箱（内装货物“甲酸”UN 1779，8类）应满足《国际危规》隔离表中"隔离"的要求，但两个集装箱的水平投影相邻。由于大部分船舶在预配时均会参考隔离表，因此类似于此类情况极少发生。
2.2 危险货物之间不满足特殊隔离规定要求
2.2.1酸类和碱类之间不满足特殊隔离要求
2010年4月30日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港81泊位的马绍尔群岛籍“世腾法罗（CAPE FERROL）”轮积载于130182、130382、150182贝位的集装箱（内装货物“氢氧化钾”UN 1813，8类）与积载于150382贝位的集装箱（内装货物“硫酸”UN 2796，8类）不满足《国际危规》规定的"隔离"的要求。
由于大多数的酸类和碱类危险货物均属于8类腐蚀品，隔离表中无要求，而船上负责配载的大副在预配时往往不会翻阅《国际危规》第二册中每种货物的特殊积载隔离要求，因此此类情况占到全部违规现象的90%以上，在前湾辖区甲酸（UN1779，8类）与糠醇（UN2874，6.1类）、偏硅酸钠（UN3253，8类）之间不符合积载隔离规定的情况时有发生。
2.2.2氧化性物质之间不满足特殊隔离规定要求
2010年8月18日，执法人员通过模块发现靠泊于青岛前湾港71泊位的巴拿马籍“肇庆河（ZHAO QING HE）”轮积载于010482贝位、030482贝位、030884贝位集装箱（内货物均为“次氯酸钙” UN2880， 5.1类）与积载于030684贝位的集装箱（内装货物为“硝酸铵”UN1942， 5.1类）不满足《国际危规》规定的"隔离"的要求。《国际危规》中，除爆炸品外，就数有机过氧化物、氧化剂与其他有关类别物质的隔离要求最多也最为严格。
结 语
随着航运经济的不断发展，通过集装箱船舶运输的危险货物日渐增多，加强对于载运危险货物集装箱船舶的配载检查在海事危防监管工作中显得尤为重要。加强危防科技和信息化建设，以先进的技术手段辅助海事执法，必将成为各级海事机构危防工作的重点。加大现代计算机技术在危防工作的应用力度，将是海事“三化”建设的一个重要发力点。
参考文献：
[1] 钱俊君.把握机遇 深化改革，实现湖南水运安全发展[J]，中国水运，2014（4）：18-19.
[2] 徐志华. R FI D技术与内河海事现代监管水平提升[J]，中国水运，2014（4）：43-45.
[3] 赵晓俊，孙大金.江苏海事与江苏移动联合打造综合管理信息平台[J]，中国海事，2014（2）：65-66.
[4] 侯丽联.浅析海事业务系统的应用及管理中国水运，2013（6）：34-35.
（作者单位：青岛海事局）
