基于长江海事监管服务优化的研究

    孙鹏 张建雄 任志胜

    

    摘 要：为了充分利用已有海事信息资源、管理资源和服务资源，推进海事信息资源整合工作，本文对长江海事监管服务现状进行了综合分析，提出了建设生产数据库、共享数据库、数据仓库的总体架构，改造业务系统，实现业务系统集成，推行现场移动执法终端APP，以业务场景驱动数据在各系统间流转，打通“信息壁垒”、消除“数据孤岛”，探索行政执法规范化和安全预警智能化，并给出网络安全解决方案，为海事监管服务优化建设打下技术理论和可行性基础。

    关键词：感知采集系统;数据服务平台;数据共享;现场移动执法终端

    中图分类号：U676 ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ?文章编号：1006—7973（2019）06-0055-03

    随着海事信息化建设的普及，长江海事信息资源、管理资源和服务资源得到了长足的发展，长江海事监管服务基本实现了“看得见、听得到、通信畅通、指挥畅通”，长江海事正逐渐从实船检查、海巡艇巡查的方式向实船检查、海巡艇巡查与信息化监管相结合的方式转变，力图实现信息全程监控、管理统一标准、监管模式优化，突出信息化监管的作用，提高科技设备的使用率。但基于水上交通安全问题的复杂化和应急指挥搜救工作难度大的事实，在监管布局网格化、执法服务规范化、辅助决策智能化等方面仍有极大的需求。鉴于此，本文开展长江海事监管服务优化技术研究，梳理当前长江海事监管服务中存在的问题，以提高应急资源管理和应急预警能力，有效防控风险，整体上提升应急辅助决策筹划水平为目标，探索建设长江海事综合监管指挥系统的功能和技术要求[1]。

    1 长江海事监管服务现状分析

    1.1感知采集系统

    长江海事局在长江干线重庆至安徽芜湖段建成船舶自动识别系统（AIS）和气象自动观测系统，并在长江武汉、芜湖、重庆等区域建成船舶交通管理系统（VTS）、闭路电视监控系统（CCTV），为多艘客渡船和危险品船安装了AIS终端设备，形成了重点港区、桥区VTS，重点水域CCTV，重点船舶AIS和常规海巡艇巡查互为补充的长江水上安全监管与救助一体化框架，努力打造长江干线全方位覆盖、全天候运行、具备快速反应能力的现代化水上安全监管和应急救助体系[2]。

    1.2 数据资源体系

    长江海事局数据资源体系已初步形成生产数据库、共享数据库的数据架构。主要包含部局共享数据库、GIS数据服务、动态数据服务数据、业务服务数据、生产服务数据、AIS、CCTV、通航要素数据、气象数据以及外部数据等。

    1.3长江海事电子巡航系统

    长江海事电子巡航系统，是以地理信息系统（GIS）为平台，整合AIS、VTS、GPS、CCTV等系统的一体化显示，配套场景海事数据资源中心，关联了船舶、内河船员、法规系统、协同事项、船舶动态等数据库，实现了长江电子航道江图3.0的显示、船舶实时动态监控、视频监控、电子巡航、安全预警、数据统计、值班日志等功能的系统，基本实现了搜救应急、船舶动态监控、信息服务、交通维护和违章纠正的一体化管理[3]。

    长江海事电子巡航系统能够综合展示海事监管相关的信息，根据不同层级的用户需求，展示不同的内容，基本实现了监管服务“一张图”，实现对值班人员、值班日志和交接班的管理。

    1.4存在的问题

    1.4.1AIS和CCTV等感知采集系统

    长江干线AIS系统尚未实现全线覆盖，部分已覆盖区域存在明显盲区、无法满足日益增长的业务监管需要。

    分期建设的CCTV系视频资源较为庞杂，涵盖海事CCTV监控视频、海事监管值班及政务视频、船舶视频、码头渡口等视频资源，各视频系统结构各异，平臺接口规范标准不统一，无法进行统一应用和管理。视频调用需要通过不同的客户端，增加工作人员的操作次数，给视频应用带来不便。

    1.4.2数据资源体系

    部局共享数据库可供共享的数据目前较少，各业务应用存在明显的“信息壁垒”和“数据孤岛”，且普遍存在同一业务需要重复登录不同的应用系统进行录入和处理，存在明显的执法处理滞后性。

    1.4.3电子巡航系统

    长江海事电子巡航系统主要适用于分支海事局交管指挥中心，且主要为桌面应用，无法有效实现对执法人员现场执法的支持。

    2 长江海事监管服务优化方案

    遵循海事信息系统顶层设计原则、充分利旧原则、服务便捷性原则、可复用原则和安全性原则，按照“上下联动、左右协同”的要求，在现有海事监管服务平台的基础上，升级改造感知采集系统，增加数据资源体系内容，开放更多数据，完善已有监管业务功能，并对系统架构进行改造，使系统具备可复用及框架可柔性扩展的能力，利用互联网技术，开发现场移动执法终端APP，实现监管现场信息的及时采集与传递。通过大数据分析来挖掘数据价值、辅助决策优化，形成统一、虚拟、完整的业务信息平台[4]。

    2.1升级改造感知采集系统

    开展AIS系统完善工程建设，解决已有系统覆盖盲区，提高AIS岸基系统的覆盖范围和效果质量，整合长江干线现有的多套AIS系统资源，完善系统的管理功能，建立长江干线统一的船舶动态数据库。

    更换CCTV系统老旧前端监控设备、统一视频监控系统平台，完成对部海事局CCTV平台及设备对接、系统接口设计，进一步扩大CCTV视频联动实现的范围，将CCTV系统与其它监管系统（AIS、VTS等）无缝整合至长江海事电子巡航系统，提高视频的利用效率，依托于数据库、中间件及基础应用框架技术，接入编/解码设备及存储设备，对外提供基础视频服务、传输服务、存储服务、控制服务，接处警服务及事件服务，提升监控系统的整体性能。

    2.2搭建长江海事数据服务平台

    在部局系统共享数据库的基础上，整合AIS、VTS、CCTV、通航环境及水文气象等二级数据中心动态信息，建立合理的数据资源集成与共享体系，建设海事船舶、船员、船企/机构、货物、港口/通航环境、法规、资质、资源/资产等主数据库，船舶检验、船舶监督、船员管理、法规管理、安全管理、危防管理、客渡船保障与通航管理、规费征稽等协同数据库，建设水上交通跟踪追溯大数据分析数据库，建立船舶、船员和货物大范围连续跟踪大数据模型，实现长江水上交通跟踪追溯[5]。

    2.2.1完善数据中心资源库

    数据资源是系统的“血液”，没有合理、科学的数据资源体系支撑，系统建设和应用就会成为无源之水、空中楼阁。系统应按照“数据分散、信息汇聚、服务聚合”的理念，通过海事共享数据库，以船舶信息为中心，通过与其他航运要素进行交换，推进海事信息资源整合工作，实现用户对资源的全局查询和应用;突破资源（人、财、物、信息、流程、部门等）之间的各种壁垒和边界，加强各相关单位对船舶和水域的协同监管。从根源上解决海事管理人员和行政相对人办理不同业务需要重复登录不同应用系统的信息化存在的长期问题[6]。

    2.2.2建立合理数据共享体系

    按照“一数一源、源头治理”原则，从系统架构层面实现统一的机构信息、用户信息管理，打通应用系统间的流程衔接和数据关联，基于开放的标准和广泛的适应性，以SOA技术架构为基准，通过数据服务层提供的数据共享接口服务，可以集成众多业务应用底层的大量异构的孤立数据源，可以将用户在线系统中包括的所有分散信息数据按照不同属性分成几类，然后再利用数据服务层，把一类所包括的分散数据库集成起来，最后形成若干综合信息源[7]。

    采用松散的数据耦合，将数据对应用的直接影响降低到最小，数据服务层可以在应用和数据之间起到数据缓冲作用，降低系统中上层应用对不同数据源访问的紧密依赖度，提高了系统的灵活性，避免一旦数据库升级或者数据逻辑结构发生变化，集成应用不得不修改代码来适应数据的变化，严重影响用户未来的業务扩展[8]。

    2.2.3树立数据服务意识

    构建本单位特色业务数据系统，同时主动融入长江经济带建设，支持沿江地方政府自贸区、“电子口岸”和单一窗口建设。

    2.3开发现场移动执法终端APP

    在长江海事建立一套综合移动执法平台，便于规范化执法行为，提高安全预警智能化。

    2.3.1执法行为规范化

    依托移动互联网信息技术，打通海事监管最后一公里，打造良好的行政执法形象。机关管理人员通过后台制定现场巡查计划，安排船舶管理、船员管理、船公司管理、危防管理、船检管理、通航管理等工作任务下发推送至一线执法人员，执法人员使用移动终端在现场接受计划并按照计划开展工作，摆脱传统的纸质记录方式，现场巡查信息实时查询、巡查数据实时传输入库，检查结束时自动上报并与相关业务系统实现数据同步导入。管理人员在后台可以及时掌握真实巡查情况及结果，并可定期进行执法行为统计分析。实现现场工作数据录入人性化、数据上报智能化，工作任务可编辑，疏通工作任务下达通道。

    2.3.2安全预警智能化

    做到“天气变化早知道，水位变化要明了，船舶违章能预警，进出辖区少打扰”，真正实现了“有痕管理，无打扰服务”，提高了海事安全监管服务的水平;通过设置临界值，实现气象水文等恶劣气况自动预警;设置邻域值，实现在航船舶安全距离自动预警;设置分隔线，实现对船舶错走航路、狭窄航道追越、违反定线制等违规行为自动预警;设置边界线，实现桥区、锚泊区、警戒区、禁航区等特定区域船舶违规航行和锚泊自动预警。

    以业务场景为驱动，综合利用海事各类信息资源，减少各类数据的重复录入，依靠网络爬虫技术进行数据抓取和自动获取，让数据在各系统间流转，打通业务应用中的“信息壁垒”、消除“数据孤岛”，紧贴海事监管服务工作，完善业务数据元素、确保数据真实准确，不可更改，实现“一次检查、一次录入，即可满足多口径业务管理工作”，提升机关业务部门管理效率，减轻一线执法人员劳动强度，提升一线监管信息化水平，逐步构建起全面覆盖、功能完备的长江海事监管服务体系。

    2.4 网络安全部署方案

    移动终端对长江海事内部资源进行访问，需要通过连接互联网或者运营商专线，这种接入方式解决了海事监管“最后一公里”难题，也为海事内网安全带来了新的安全威胁，如果身份被冒用、传输中的数据发生了篡改、或者业务数据发生泄漏的话，将会带来严重的后果。

    为此需要从用户接入身份的安全性、访问业务系统的权限合法性、业务数据传输的安全性、智能终端设备的合法性、多维度的安全接入策略以及详细的访问日志记录等多个层面保障用户跨互联网远程接入的安全，解决方案架构如图5所示。

    上述方案可部署在运营商专线内再连接VPN，进一步提升安全性;也在直接基于互联网，建立VPN隧道方式来访问内网应用。经过SSL VPN统一接入后，可对用户按角色和工作需要分配相应系统的访问权限，并实现用户接入和访问系统的日志审计，方便后续追溯。方案支持域名方式访问，接入网关系统全面支持IPv6网络，可实现业务平滑对接，实现“全方位”“一体化”整体解决方案。

    3 结语

    通过长江海事监管服务优化技术的研究，对长江海事当前监管服务面临的数据多源、数据流转不畅，存在数据孤岛、现场执法信息化水平不高，缺乏信息化最后一公里的支撑等问题分析，提出了应对策略和解决方案，并给出了网络安全防护措施，确保优化研究的可行性。在今后的研究中，可以在此基础上进一步完善现场移动执法终端APP的功能，提升长江海事监管服务信息化水平。

    参考文献：

    [1] 孟小峰，慈祥.大数据管理：概念、技术与挑战[J].计算机研究与发展， 2013，50（1）：146-169.

    [2] 肖潇， 邵哲平， 潘家财， et al. 基于AIS信息的船舶轨迹聚类模型及应用[J]. 中国航海， 2015， 38（2）.

    [3] 郝勇， 李翌阳， 陈仕祥， et al. 电子巡航系统信息特征及在海事监管中的应用[J]. 中国航海， 2014， 37（1）：11-15.

    [4] 海事信息系统顶层设计 交通运输部海事局，2011

    [5] 文哲， 何正伟， 辛旭日，等. 基于云计算的海事信息处理模式[J]. 中国航海， 2016， 39（2）：50-54.

    [6] 整合海事系统业务信息资源促进海事协同管理 卢艳民 - 《天津航海》- 2011-03-25.

    [7] 彭玢， 代洁. 基于中间库与WebService平台信息交互接口设计[J]. 计算机与数字工程， 2013， 41（11）：1801-1803.

    [8] 徐武雄， 初秀民， 刘兴龙. 海事业务数据挖掘和共享关键技术研究[C]// 中国智能交通年会. 2015.