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摘 要： 天津港現(xiàn)已形成以北疆港區(qū)、南疆港區(qū)為主體，東疆港區(qū)、大沽口港區(qū)初具規(guī)模，大港港區(qū)、高沙嶺港區(qū)起步發(fā)展的一港六區(qū)總體格局。近年來，隨著安全監(jiān)管和船舶污染防治要求越來越高，人力資源配布與監(jiān)管任務(wù)的矛盾日益凸顯，依托智能化、信息化手段輔助執(zhí)法成為了首要選
天津港現(xiàn)已形成以北疆港區(qū)、南疆港區(qū)為主體，東疆港區(qū)、大沽口港區(qū)初具規(guī)模，大港港區(qū)、高沙嶺港區(qū)起步發(fā)展的“一港六區(qū)”總體格局。近年來，隨著安全監(jiān)管和船舶污染防治要求越來越高，人力資源配布與監(jiān)管任務(wù)的矛盾日益凸顯，依托智能化、信息化手段輔助執(zhí)法成為了首要選擇。通過調(diào)研和現(xiàn)狀分析，結(jié)合港區(qū)內(nèi)實際情況，提出天津港水域船舶污染風(fēng)險智能化動態(tài)防控平臺建設(shè)的任務(wù)及目標(biāo)為可以有效實時監(jiān)控天津港錨地、航道、各港區(qū)碼頭等單元的船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險，一目了然地展現(xiàn)天津港的各級污染風(fēng)險點，實現(xiàn)了天津港地區(qū)海上船舶污染風(fēng)險源分布、風(fēng)險狀態(tài)、風(fēng)險預(yù)警的實時動態(tài)可視，有效的降低港口船舶海洋環(huán)境的污染風(fēng)險，提升全轄區(qū)風(fēng)險防控能力。
建設(shè)內(nèi)容
1、調(diào)研分析港區(qū)的基本概況
主要包括：港區(qū)規(guī)劃、港區(qū)錨地、航道、港口、碼頭信息;港區(qū)區(qū)域地理位置、水文氣象、敏感資源等信息;調(diào)研收集歷史上港區(qū)碼頭貨物裝卸類型數(shù)量;船舶類型數(shù)量;船舶港區(qū)作業(yè)類別;港區(qū)、碼頭作業(yè)的交通事故、污染事故等信息。為風(fēng)險因素篩選和指標(biāo)量化提供理論依據(jù)。以上數(shù)據(jù)來源于天津海事局二級數(shù)據(jù)中心和天津海事局VTS數(shù)據(jù)交換平臺。
2、對海洋污染的風(fēng)險進(jìn)行系統(tǒng)分析
從歷史污染事故著手，分析污染事故，總結(jié)污染風(fēng)險源及相關(guān)的風(fēng)險因素;分析各類風(fēng)險因素在港區(qū)海域溢油及其他相關(guān)污染活動中影響因素及其特性。包括各單位對象對于區(qū)域海洋污染風(fēng)險貢獻(xiàn)程度和各單位的主要污染因素及其后果影響等因素，為風(fēng)險指標(biāo)體系的量化提供研究基礎(chǔ)。
3、船舶污染風(fēng)險評價及區(qū)塊單元劃分的構(gòu)建和實現(xiàn)
篩選港區(qū)船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險評價指標(biāo)因素，并構(gòu)建船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險評價指標(biāo)體系;構(gòu)建多層次的量化模型，建立風(fēng)險分區(qū)相對應(yīng)的指標(biāo)量化方案，采用AHP-模糊數(shù)學(xué)綜合評價法，確定各層的權(quán)重值后對各層的風(fēng)險因素進(jìn)行量化賦值，建立海洋污染風(fēng)險評估和區(qū)塊單元劃分的模型，利用構(gòu)建的量化模型求出各分區(qū)子單元的風(fēng)險值，運(yùn)用GIS繪制船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險分區(qū)圖。
4、搭建智能化動態(tài)防控平臺
風(fēng)險分區(qū)圖的基礎(chǔ)上，搭建天津港水域船舶污染風(fēng)險智能化動態(tài)防控平臺。通過數(shù)據(jù)的動態(tài)實時采集及處理，有效實時監(jiān)管港口船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險，一目了然地展現(xiàn)全港污染風(fēng)險點，并針對實時的動態(tài)風(fēng)險等級建立并采取相應(yīng)的防控措施、應(yīng)急措施，提升港口全區(qū)域風(fēng)險防控能力。
技術(shù)路線
1、應(yīng)用海事數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)污染風(fēng)險可視化
平臺利用海事數(shù)據(jù)中心通過虛擬化技術(shù)搭建的二級數(shù)據(jù)服務(wù)中心，為系統(tǒng)提供碼頭、船舶、貨物、危險作業(yè)等數(shù)據(jù)流。同時利用Bastionhost技術(shù)，在Authentication、Account、Authorization和Audit四種安全措施下，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的安全、高效、合理的利用。同時通過GIS、three.JS、popup、marker和geoserver矢量切片等全面還原了真實海事地理容貌，配合4臺一體機(jī)提供的可動態(tài)調(diào)控的資源配置，為行政管理人員和相關(guān)單位及人員提供高效的管理輔助，為港航智能分析、科學(xué)決策、高效服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐的應(yīng)用機(jī)制。
2、在海事信息架構(gòu)下通過內(nèi)網(wǎng)總線提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)平臺與云中心數(shù)據(jù)的快捷交互
為了方便平臺能夠提供標(biāo)準(zhǔn)化的對話數(shù)據(jù)接口，減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞帶來的時間延遲，同時為了數(shù)據(jù)安全性，在海事資源支撐下，將天津港水域船舶污染風(fēng)險智能化動態(tài)防控平臺整體部署在海事資源服務(wù)下。通過總線對船、碼頭、貨物、天氣等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分發(fā)，實現(xiàn)了平臺與數(shù)據(jù)中心的快捷交互。同時也極大增加了數(shù)據(jù)安全性與可控性。
3、遵循統(tǒng)一技術(shù)路線，實現(xiàn)軟件開發(fā)組件和平臺的全局性、實時性、實用性等
(1)全局性：能夠較為全面的掌握天津港總體船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險動態(tài)，信息量大。
(2)實時性：實時掌握碼頭、航道、錨地等的船舶污染風(fēng)險動態(tài)。
(3)實用性：建立嚴(yán)格貼合海事、港航部門需求，布局合理，簡單快捷，高效率快響應(yīng)。
(4)安全性：采用先進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)措施，確保穩(wěn)定可靠、信息安全。
(5)針對性：能夠重點掌握并監(jiān)控高風(fēng)險污染源的動態(tài)變化。
4、平臺采用Web-GIS技術(shù)及B/S架構(gòu)，應(yīng)用部署便捷高效
平臺采用GIS、three.js和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，實現(xiàn)對港區(qū)地理位置的正式構(gòu)建。不僅實現(xiàn)了地圖形式的一致性，也在SpatialDataScience(時空大數(shù)據(jù))方面準(zhǔn)確反應(yīng)了碼頭、裝卸區(qū)、生活區(qū)等真實場景的準(zhǔn)確立體復(fù)現(xiàn)，以便各類人員能夠更加準(zhǔn)確地了解監(jiān)控地區(qū)環(huán)境。
相關(guān)期刊推薦：《中國船檢》雜志是由交通部主管、中國船級社主辦的面向國內(nèi)外公開發(fā)行的科技類綜合月刊。報道領(lǐng)域涉及造船、航運(yùn)、船檢、港口、水上安全、保險、海上開發(fā)、物流、法規(guī)規(guī)范、法律、環(huán)保、港口國檢查、海上保安、海洋探索、船用產(chǎn)品等各個行業(yè)。
同時通過B/S架構(gòu)方案，B側(cè)(前端靜態(tài)展示)展示通過Html5+Css技術(shù)，前端動態(tài)展示Restful(Swagger-UI)+json;在保障可視化效果，留存WebGL接口，以便后期提高對即時繪圖的建模要求。通過B/S架構(gòu)，平臺只需在云中心虛擬化資源池上一次性部署，平臺用戶在B/S架構(gòu)下在任何地點使用支持HTML5通用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器即可進(jìn)行登陸操作。
5、平臺高度融合了所有海事監(jiān)管感知信息
本平臺為了能夠全面、合理的反應(yīng)各類作業(yè)的風(fēng)險等級，接入并高度融合了VTS、AIS等系統(tǒng)中不同現(xiàn)場感知信息，實現(xiàn)了對整個港區(qū)的立體監(jiān)管，有效發(fā)揮平臺最大優(yōu)勢，同時保留了CCTV等視音頻數(shù)據(jù)接口，以便后期能夠建立全方位的常態(tài)監(jiān)控。
創(chuàng)新性
1、將多層次模糊數(shù)學(xué)綜合評價理論和層次分析方法引入船舶污染風(fēng)險管理領(lǐng)域，構(gòu)建了船舶、泊位、錨地、航道等系列風(fēng)險區(qū)劃模型，該模型能從不同環(huán)節(jié)反映單要素船舶污染風(fēng)險的特征，也能從整體角度系統(tǒng)地衡量天津港水域船舶污染風(fēng)險特征和水平。
2、船舶污染風(fēng)險區(qū)劃是動態(tài)變化的，本項目根據(jù)船舶污染風(fēng)險系統(tǒng)的動態(tài)變化狀況，實時編制動態(tài)風(fēng)險區(qū)劃圖，將能夠更客觀地反映出天津海域?qū)崟r的船舶污染風(fēng)險特征及其空間分布狀況，為船舶污染風(fēng)險防控和管理提供了一種有效工具。
3、對于區(qū)域內(nèi)存在多個風(fēng)險源的，在設(shè)計和分配區(qū)域內(nèi)的溢油應(yīng)急防護(hù)責(zé)任時，可首先根據(jù)風(fēng)險綜合指數(shù)法計算出各個項目的風(fēng)險指數(shù)，然后按照各自的指數(shù)占總指數(shù)的比例來分配各項目或其承擔(dān)單位的應(yīng)急防備責(zé)任比例，再根據(jù)需要新增能力的總投資和后期總維護(hù)費(fèi)用，最終確定其投資比例和后期維護(hù)費(fèi)用承擔(dān)比例。此種應(yīng)急能力目標(biāo)分配方法可以解決溢油風(fēng)險和應(yīng)急能力之間有效銜接的關(guān)鍵難題;可為應(yīng)急能力核算提供支撐。
本項目根據(jù)歷史船舶污染事故數(shù)據(jù)信息篩選船舶污染風(fēng)險評價指標(biāo)因素，并構(gòu)建船舶污染風(fēng)險評價指標(biāo)體系;構(gòu)建了多層次模糊數(shù)學(xué)綜合評價模型，建立風(fēng)險分區(qū)指標(biāo)量化方案，并采用層次分析法確定各層的權(quán)重值;并對每層風(fēng)險因素進(jìn)行量化賦值，在此基礎(chǔ)上，針對天津港內(nèi)典型區(qū)域為例進(jìn)行風(fēng)險分區(qū)研究，利用量化模型求出各分區(qū)子單元的風(fēng)險值，并進(jìn)行風(fēng)險等級的劃分。
本項目建立天津港水域船舶污染風(fēng)險智能化動態(tài)防控平臺，可以有效實時監(jiān)管天津港各港區(qū)碼頭等單元的船舶污染海洋環(huán)境風(fēng)險，一目了然地展現(xiàn)全港污染風(fēng)險點，實現(xiàn)了天津海上船舶污染風(fēng)險源分布、風(fēng)險狀態(tài)、風(fēng)險預(yù)警的實時動態(tài)可視，并針對實時的動態(tài)風(fēng)險等級建立并采取相應(yīng)的防控措施、應(yīng)急措施，重點落實重點區(qū)域重大污染風(fēng)險的管控措施，有效的降低港口船舶海洋環(huán)境的污染風(fēng)險，提升全轄區(qū)風(fēng)險防控能力。——論文作者：馮璽李進(jìn)張樂唐倩
