船舶航道全感知 监管服务大升级——部“船联网”信息化科技专项创新纪实

“不需停靠，船舶在行驶中就可以完成身份验证和各项检查。有了水上‘ETC’，船舶过闸手续办理时间从以前的3个小时减为3分钟……近日，交通运输部信息化科技专项“长三角及京杭运河水系的智能航运信息服务关键技术研究及应用示范”，在浙江杭州通过了交通运输部科技司组织的验收。据了解，该项目由中国交通通信信息中心总牵头，交通运输部规划研究院、交通运输部水运科学研究院、江苏省交通运输厅航道局、江苏省地方海事局、浙江省港航管理局、上海市地方海事局等32家单位共同参加，参研人数超过200人，共设置10个子课题，历时5年多，突破了感知技术、网络传输、信息安全等系列物联网关键技术，开发了内河航运信息服务应用系统与产品，为实现船联网目标提供应用支撑，提升了长三角内河航运业务监管与服务水平。据该项目总体技术负责人、中国交通通信信息中心研发中心副主任孙腾达博士介绍，该项目是国家首批物联网示范工程“长三角航道网及京杭运河水系智能航运信息服务(船联网)应用示范”的配套研究项目，旨在将物联网技术引入内河航运，在内河航运信息化建设已有建设基础之上，采用新的传感网相关技术，对内河航运中的船舶、货物、航道、桥梁、船闸、港口、码头等对象的相关属性进行感知，构建内河水上智能交通物联网，实现内河水运管理智能化，从而达到提高航运效率，降低管理成本，节约资源消耗的目的;同时可为广大行业用户提供实时、有效、丰富、多元化的信息服务。项目选择浙江、江苏和上海两省一市所在的长三角航道网和京杭运河水系作为示范区域，主要是考虑到该地区内河水网密集、航运发达，信息化基础较好的原因。“由于项目庞大，子课题多，为了理清各项目之间的逻辑关系，有时项目工作协调会开到深夜。”据介绍，作为项目的总牵头单位，中国交通通信信息中心先后在北京、上海、南京、镇江、杭州等地组织召开了14次项目协调会。为了保证成果落地适用，研发的技术和装备经过多次测试和完善。目前研发的设备已经在江苏、浙江和上海等地港航和海事部门开始大规模应用，直接带动了我国内河航运“船联网”产业的兴起。信息透明流转 船舶无缝监管一艘浙江籍内河货船从浙江驶向江苏，当船刚进入江苏界内时，航道的感知设备就采集到船舶的位置信息和身份信息，这时该船货主是谁、装载了什么货物等详细信息也从浙江传到了江苏港航和海事部门。当这艘船到达江苏靠港后，其靠港信息又从江苏传回浙江。“船舶跨区域运输的监管一直是个难题，关键是信息流转不畅，通过科技攻关，基本实现了两省一市内河航运数据互联互通，现在船舶可以做到无缝监管，本地的海事部门对境内水上有多少船舶，货物信息以及货主信息可以说了如指掌”。据项目子课题八“跨区域智能航运数据库群及交换平台关键技术研究”负责人介绍，该课题设计了长三角智能航运数据中心架构与资源库群，指导了浙江、江苏和上海两省一市的航运数据中心建设，目前两省一市各自的航运数据中心基本建成。研发的跨区域智能航运数据交换平台、数据服务平台、数据管控平台在两省一市开展了应用，初步实现了两省一市之间的数据共享交换，较好地提升数据的质量。目前，跨区域数据交换系统已稳定运行超过14个月，累计数据交换总量超40亿条次。为各省市提供相邻省市的船舶基本信息及船舶签证信息，为跨区域船舶监管提供了数据支撑。船舶感知 智能港航“一张网”一艘内河货船正从钱塘江上的一座桥下通过，这时布设在桥上的岸基RFID读取设备对安装在船上电子船内的内河船舶RFID电子标签进行身份识别。同时，安装在桥梁上方的摄像头对船舶进行拍照试图通过图像识别的方式再次感知船舶的身份。相关的身份信息和位置信息时间传到岸上的海事监管系统并进行后台比对。“以前对船舶检查需要船舶靠岸，经海事人员进行逐个检查。这种人工检查方式不仅浪费时间，而且需要大量人力。现在通过物联网技术，统一了两省一市内河船舶电子身份技术标准，实现了内河船舶电子身份通读通认，可以自动识别船舶身份并比对，节省了大量时间和人力，精准度也大幅提升。”据浙江海事部门相关技术人员介绍，该系统在2016年G20峰会安保工作中发挥了巨大作用。另外，由于实现了船舶电子身份的通读通认，大大减少了日常的上船检查、现场维护通航秩序的工作量。浙江省船联网应用示范工程是该项目的示范工程之一，据浙江省港航管理局科技信息中心主任任长兴介绍，围绕船联网示范工程“一张感知网，四类应用平台，一个数据中心，四大保障体系”的主要建设任务，该局已经完成了RFID、AIS、GPS、CCTV、雷达、航标遥测遥控终端、激光流量观测仪等多种感知设备的试点建设，并通过多途径将数据接入感知平台，建成浙江港航智能感知“一张网”，有力提升了港航智能管理和服务水平。目前，该工程湖嘉申线示范应用正加速推进。湖州段新增7个航道视频监控点，改造更新9个航道视频监控点;改建10座发光标志，实现了航标电子遥测遥控。建设了和云桥激光跟踪船舶自动核查系统、双林船舶自动核查系统，并开发了智慧监管平台。任长兴表示，2017年，浙江要着力推广作为船舶“第二代身份证”的电子船，通过高标准规范一船一牌，真正实现将船与船舶身份绑定。电子船具备船舶身份识别、水上ETC、RFID异常报警等多种功能，对促进内河水上运输管理和服务水平实现新提升具有十分重要的作用。从3小时到3分钟 “水上ETC”便民畅行又来到船闸前，不过这次船主老王没用像以前一样，停船上岸登记，他用手机给船闸管理机构发了条过闸申请，很快手机收到了可以过闸的信息，只用了3分钟，船舶顺利办完了过闸手续。据老王介绍，以前办理过闸登记手续的时候，船要靠到引航道，人要上去，到收费大厅登记缴费，有时候过闸的船多，等上两三个小时是常有的事。但现在方便了，用手机直接登记申报并缴费，节省了大量时间。据江苏省交通运输厅航道局相关负责人介绍，该项目江苏船联网示范工程——“江苏省船舶便捷过闸系统”又称为“水上ETC”，改变了船户下船、上岸、缴费、回船的传统过闸方式，全程不需要停靠、下船，只需要通过手机终端进行远程申报，按照接收的调度指令通过船闸、电子缴费，实现了船舶“零停靠”，大幅提高了过闸速度。该系统于2012年12月20日在口岸船闸正式投入试运行，江苏全省正在稳步推广应用，目前在江苏33个船闸中得到了应用，总体运行良好。系统结合内河船用2.45GhzRFID系列产品、基于IPv6的内河船舶自组织网络、基于智能手机的信息服务终端软件以及相关应用管理软件实现了不停船过闸。据统计，使用“水上ETC”后船队、货轮每次办理过闸手续可免停靠和上岸一次，分别节约燃油45公斤、22.5公斤。江苏全年船舶过闸约230万次，年累计产生间接经济效益5.9亿元。接报处置一条龙 水上救援快速又科学水上正在行驶的一条船突然着火，海事部门接到报警立刻在航道GIS地图上定位该船，并进行核实。与此同时，海事部门通过GIS地图发现该船附近恰好有艘海事巡逻艇，立刻通知该巡逻艇赶往事故区域救援，几分钟后，大火被扑灭，船员得救。据上海市地方海事局相关负责人介绍，通过项目子课题“基于内河电子航道图的应急救援系统研发及应用示范”，科研人员开发了内河交通管理和应急联动系统。系统中的GIS地图囊括了码头、船舶、监控点位等内河各种要素。当水上有事故发生时，工作人员首先通过GIS地图定位事故点，然后通知所有相关人员，调出事故预案，查找近的救援资源实施救援，应急反应速度大幅提高，用更加科学的救援方案保障了水上安全。据了解，从2013年8月开始系统在上海内河两级水上搜救分中心的24小时运行，为海事管理人员提供了综合工作平台，提高了工作效率。截至2016年底通过系统上报各类事故多达1000余起事故，实现事故信息的接报、通知、现场核实、现场处置等内河水上事故的全流程的管理，2016年上海内河共开开展救助行动97次，救助遇险船员245人次，救助成功率97%，救助遇险船舶116艘次。通过系统大大提高了本市内河水上搜救和救援能力，为保护内河水域人民生命财产安全起到了不可忽视的作用。此外，课题开发的内河应急救援辅助决策系统在上海地方海事局相关业务科室进行了试运行，实现了应急资源动态管理、预案数字化生成、三维仿真推演等功能，在应急处置中发挥了综合研判的作用，提升了应急处置能力。