船舶法定检验技术支持体系分析

范世东，鲁　文，曹吉胤，普　兵

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063；2.广东海事局，广州 510260)



船舶法定检验技术支持体系分析

范世东1，鲁文1，曹吉胤1，普兵2

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063；2.广东海事局，广州 510260)

针对船舶检验参与角色多，涉及专业领域广泛，技术要求高的问题，结合国内外船舶检验技术支持的相关研究及应用，提出基于信息化技术的船舶法定检验技术支持体系，梳理其与传统“技术支持”、海事信息顶层设计、海事业务系统及专业计算软件系统的联系和区别，讨论法规信息检索、业务信息管理、专家支持、业务技能培训、专项计算软件管理和政策法规适用性反馈等六项基本功能。结合当前主流信息技术探讨该系统的可实现性，并对其应用前景进行展望。

船舶检验；技术支持；海事信息化；法规检索；专项计算软件管理

船舶法定检验是国家船舶检验机构依据有关国际公约、国家法规及船舶检验规范和规则，对船舶、海上设施，以及相关的产品执行各类检验[1-2]。船舶检验是保障船舶和海上设施安全的一种重要手段，以保障海上船舶及人员的生命财产安全和防止海洋环境污染为目的。

船舶法定检验技术支持涉及面广，系统性强，技术要求高，利用信息化技术解决船舶法定检验技术支持问题非常复杂，系统的功能需求还有许多问题有待梳理和研究。

在近几年交通运输部海事局组织召开的几次研讨会中，诸多专家学者都已重视到“技术支持”在法定检验中的重要性，并针对这一课题提出诸多急需解决的实际问题。这类问题不仅涉及到法规及检验规则本身的适用性，也涉及到对法定检验的重要参与者——验船师的管理及考核，还涉及到国家海事局与地方局的技术差异及资源共享等问题。为此，本研究的重点在于开展船舶法定检验技术支持的方法分析和研究，明确其必须达到的目标、系统架构和具备的功能，为全面推进船舶法定检验信息化建设及技术资料知识储备奠定良好的基础。

国内船舶检验信息化工作开展较早，并取得了很大的进展[3]，在全国范围内已投入使用的信息系统有VIMS4.0、VIMS5.0等。随着这些系统的使用，船检信息化工作走上了一个新台阶，取得了显著的效果，船舶检验证书的处理得到统一，船舶检验的管理水平得到加强，假证书得到遏制，并且为全国船检系统数据库提供了数据源，提高了验船师的计算机水平和验船水平。

中国船级社正在使用的船舶电子信息系统主要包括：ePAS/CCS电子审图系统、CCS-KC中国船级社知识中心、检验技术支持系统等，通过以上系统对船舶、海上设施、集装箱以及相关的工业产品提供合理、安全可靠的技术规范和标准，并提供公正和诚实的检验、认证和技术服务，为交通运输、海上开发及相关的制造业和保险业服务，为促进水上安全与保护海洋及其他环境服务。

在国外，船用产品检验管理系统大多采用大规模集成化管理，国外船级社(LR、ABS等)也正在不断研发和更新船舶及船用产品检验技术支持系统和远程协助[4]。

以互联网为基础的船舶技术信息管理系统用于船舶设计与建造方面，用来积累、管理、共享和利用各种分布式应用和信息[5]。信息管理系统是从产品的整个生命周期(概念设计、基本设计、详细设计、施工、安装、操作和维护)而开发的系统和集成系统框架。江苏科技大学的管义锋利用模糊神经网络技术，开发了一套内河船舶结构的智能审查软件，用于辅助完成图纸审查工作[6]。大连理工大学的李楷将移动终端设备引入到船舶及海工建筑的检验和维修工作中[7]，提出了终端软件的设计方法以及与数据中心的通讯方式。

国外对船舶检验技术支持系统的研究比较深入，日本广岛大学的研究人员对船舶检验支持系统的研究具有代表性[8]。该船舶检验支持系统使用的是船舶的产品模型，系统中将船舶检验直接划分为3个阶段(计划、检验和核查)，分别对应船舶检验模拟器系统、用于输入检验信息的简易处理系统和检验状态核查系统。

上述研究及应用都能够适用于船舶检验的某一个具体问题，而且实施的效果也仅仅停留在将纸质办公转变为数字化办公的程度，尚不能根据法定检验的需求，较为整体地解决一项具体的问题。且随着互联网技术的发展，对检验活动参与者的支持方式也必须进行新的调整。

1　功能定位及关系探讨

船舶法定检验技术支持是海事执法过程信息化的重要体现，因此针对技术支持本身的研究范畴，此处需要展开对技术支持与其他海事系统及体系(包括已建成系统或体系及正在拟建的技术构架)的关系研究。

1.1与传统“技术支持”的关系

在传统的船舶检验执法过程中，“技术支持”存在已久，但一直未形成具体的概念。与本研究的领域相比较，传统的“技术支持”服务对象侧重于验船师，内容多为纸质的法规和指南，且对技术人员工作经验的依赖性较强。相对而言，本系统的服务对象已经推广到船厂、船东、设计部门及海事管理部门，通过信息化手段实现传统技术资料的电子化及数字化，提供更加便捷的查询方式，同时也将通过关键技术实现技术支持的智能化。

1.2与信息化顶层设计的关系

海事信息系统顶层设计是在现有信息化基础上[9]，以“感知海事”为理念，充分汲取先进理论方法，结合物联网、云计算、移动互联网等先进思想和技术[10]，为海事信息化体系提出总体框架、发展模型和标准管理制度体系，全面勾画海事信息化的远程目标和发展蓝图。

顶层设计提供了框架、原则、思想，属于抽象化的设计指南；而本系统在顶层设计的基础上划定技术支持的具体范围，同时针对船舶法定检验的具体内容提出了设计思想。见图1。

图1　与信息化顶层设计关系

1.3与海事业务系统的关系

船舶法定检验技术支持始终是围绕船舶法定检验的业务流程展开的，即在业务流程的某一具体节点中提供对应的技术支持，因此系统要求业务流程与技术支持必须吻合。本系统与海事业务系统的具体区别见表1。

表1　海事业务系统与船舶法定检验技术支持对比

1.4与专业计算软件的关系

据目前调研情况来看，多数船舶检验机构都持有外部购买或自行研发的专业计算软件，这些软件设计涉及的专业深浅程度不同，但总体而言较为分散，且亦有重复。本系统在设计上既考虑到保留现有计算软件，同时为实现信息化共享，允许管理部门或者地方机构在系统中加入新的计算软件。因此系统中需尽量增设开放式接口，便于集成更多现有软件系统，同时规范新计算软件的开发。见图2。

图2　与专业计算软件的关系

2　技术支持框架

2.1基本要求

船舶法定检验技术支持的总体构架需要遵循4项原则。

1)以技术支持及服务为核心。船舶法定检验支持的核心内容就是实现检验技术支持及技术服务。技术支持主要服务于船舶检验管理和实施机构，兼顾社会技术数据服务，其主体内容包括现场与远程技术支持功能、专家辅助决策功能、实时数据交互等。

2)以规范业务流程为导向。针对船舶法定检验的具体情况，以规范业务流程为目标导向，弥补各相关单位执法过程中的缺陷与漏洞。例如在现实工作中，特别是针对地方船检部门，由于缺乏相应的监督管理机构设置，由验船师个人问题导致的检验事故也屡见不鲜，系统通过对业务流程的全方位监控，改变了传统的流程监管模式，可在一定程度上将此类行为纳入管理议题。

3)以海事信息化建设为重要依托。海事信息系统以海事信息化系统和基础设施的体系架构为核心，进行感知层、网络层、数据层、应用层和服务门户的横向整合，特别是在信息资源整合、统一协同管理、综合信息服务等方面充分结合了现有的先进理念和技术进行重点研究。船舶法定检验技术支持必须以海事信息化建设为依托，并与前期和正在开展的信息化研究项目进行有效的衔接，充分运用海事信息化网络中的各类资源，展开对相关数据内容的理解、重构、入库等方面工作，实现数据的同步与共享。

4)以阶段性推进为主要实施方式。船舶法定检验技术支持并不是一套单纯的软件管理系统，它涉及到海事信息化物联网的各个执行层次，因此阶段性推进将有助于海事部门管理层及各船检机构充分了解系统各层次的功用，有效提升业务能力。船舶法定检验技术支持与各单位现有系统的兼容性必须进行长期验证以及阶段性测试，同时需要在系统运转的过程中开展长期的跟踪调查，增强数据内容的亲和性。

2.2平台框架

船舶法定检验技术支持总体框架是船舶法定检验技术支持实施的具体依据和准则，见图3。

图3　船舶法定检验技术支持总体框架

船舶法定检验技术支持以三大业务流程为支撑，分为物理层、服务层和应用层3层结构。其中业务支撑是船舶法定检验的具体业务描述，为系统的实现提供基本的功能和流程依据；物理层是网络信息的载体，用于实现系统信息的传输及控制；服务层在物理层的基础上，根据业务流程的基本需求构建相应的服务端，提供访问及调用接口；应用层调用服务层各接口，从软件意义上实现各类信息支持功能，是业务流程信息化的真实体现。

2.3功能分类

同传统的船舶检验信息系统和技术支持相比，船舶法定检验技术支持涵盖了船舶建造检验、船舶营运检验及船舶产品检验三大业务流程，面向验船机构、船东、船厂、相关设计部门及海事局管理层等更加广阔的业务群体，提供基本信息浏览、业务流程运行管理、专家系统支持、领域专家技术交流、专项计算软件管理、验船师业绩考核、船检政策反馈及业务技能培训等8项技术支持，用以规范业务流程，实现技术资源的“相对集中”。

1)法规信息检索平台。船舶法定检验相关政策、法规、指南繁多，涉及到船舶建造检验、营运检验、产品检验的各个方面。在检验过程中，验船师往往需要查阅大量的材料才能找到所需信息，不仅浪费了时间，查全率也不高，降低了业务流程的推进速度。而利用信息检索的手段，能有效、快速、准确地在海量信息中找到所需要的信息，提高信息利用的效率，缩短获取信息的时间，并能使验船师有更多的时间去完成更重要的工作，从而大大提高工作效率；同时易于找出政策、法规的不完善、不合理之处，便于政策、法规的修订，有利于推动船舶法定检验的发展。

船检法规信息检索平台旨在为船检人员提供最佳的解决方案，确保用户能够准确获取船检法规、政策信息，能满足每位船检人员不同的操作习惯和个性化需求。

2)业务信息管理平台。船检机构在开展船舶监督、检查工作时，由于船检的业务种类繁多、船舶结构和设备复杂，并且船舶数量大、船舶数据多、船舶证书发放量大，在管理的深度和广度方面，传统的人工检验方式都不能满足要求。因此，迫切需要开发基于船检业务流程的检验技术交互式信息平台，通过互联网及智能移动终端设备的形式，将船检过程中大量的规范、政策、指南、流程、技术资料、证书、检验数据等资料分门别类地提供给相关受众，从而对用户给予全程、全方位的技术支持，降低船检工作中人为因素的影响，提高检验效率和检验质量，促使全国各地的船检工作向着规范化、便捷化、办公无纸化的方向发展。

3)专家支持平台。船舶法定检验专家支持平台，即基于船舶法定检验过程中的经典案例，船舶故障分析和处理知识，构建船舶法定检验的数据库和知识库，为其提供相应的案例支持；结合众多领域专家和技术人员的知识体系，构建船舶法定检验的在线支持平台，为船舶检验提供专家的在线支持，是船舶法定检验技术支持的重要智能应用平台之一，是海事局为加强船舶法定检验工作的管理，提高船舶法定检验水平，缓解技术人员紧张矛盾的具体措施。

该平台是一个咨询信息统一规划、可扩展、无缝接入的专家基础平台。它能够自动跟踪各种领域咨询流程、整合知识发布过程，同时它能够以自动向导方式引导用户更方便地获取自己想要的知识。根据基于案例的推理策略，自动优化案例处理流程，同时可对优化过程进行干预，利用已有知识为用户问题提供最典型的案例参考，通过对知识库的动态调整及扩充，使专家咨询平台作为公司各类专家知识经验沉淀和积累的平台。

4)业务技能培训平台。船检业务技能培训平台是为了使主管机关、船厂、验船人员、船舶检验机构等用户能更好地完成对验船人员的业务技能培训而设计开发的与其业务范围相适应的系统平台。该平台能为业务技能培训的开展提供支持，各相关方在系统平台中有适用的功能模块用于组织完成各自负责的培训工作。

另外，本平台针对不同的培训学员设置了不同的培训内容，并设置了考核模块，对于每一阶段的培训只有通过相应的考核之后才可以进入下一阶段的培训。培训全部合格后，才能安排实船检验工作。

5)专项计算软件管理平台。在海事领域，诸多专业计算软件都已投入使用，它们涉及到船舶检验工作中专项计算、船舶审图、规范科研、辅助设计、航运安全评估等重要工作。但是，目前国内外的船检机构所使用的计算软件繁多、分类复杂、功能重复，对地方船检来说，收费高昂，船检成本较高，海事部门无法满足船检软件服务的需要。

因此，专项计算软件综合管理平台要求将专项计算软件进行分类整合，并且提供了寻求其他船检部门解决计算问题的接口，平台根据计算的难度适当的收取相应的费用，使复杂的计算工作简化，使得地方船检的验船成本降低，使他们愿意主动使用该平台，达到方便齐全、管理完整、标准统一，从而大大地提高船检质量。

6)政策法规适用性反馈平台。船舶法定检验是船舶安全管理的第一关，是船舶质量的源头管理，为船舶质量把关，为政府把关，对保障人民生命财产安全和防止水域环境污染起到了重要的作用。我国水监体制改革十多年来，船检工作取得了不少成绩。但是船检技术法规还不能完全适应经济社会迅猛发展的需求，不能完全满足航运经济和船舶制造业发展的需要，在适用性等方面还存在一些不足。

现行部分船检技术法规的应用存在不适用性，中国船级社制定的规范和部局颁布的法规不完全吻合，规范的运作执行欠缺稳定性，法规配套指导性文件没能及时跟上，执法机构在实际操作中感到无所适从。封闭水域的无资料小船，旅游景区的高速客船、浮桥、漂流体、旅游租船等的船检技术规范存在一定的滞后性。

鉴于以上原因，很有必要建立船检政策法规适用性反馈平台，在船舶设计、船检申请评审、审图及现场检验等流程环节，针对船检政策法规与实际船检过程存在的不适用性及矛盾性，船检用户可以在该平台进行信息交互，及时上传不适用性信息及其辅助说明文件。

3　结束语

在船舶法定检验中，现已经投入使用的“技术支持”方法也仅仅聚焦于业务流程管理、专业计算软件服务等，技术碎片化较为严重；在相关学者的研究中，也仅能看到局部细节技术或新型服务方式的改进。文中提出的技术支持功能体系的任务之一便是统一管理这类离散的资源，用于实现“私有技术”的共享。总体来说，本文仅是展开对船舶法定检验技术支持体系的定性研究，由于与之相关的其他海事及船检信息系统通讯接口较为多样化，文中并未详细讨论这种灵活信息接口的设计方法。

本文提出的船舶法定检验技术支持体系较为系统化，涉及到船舶图纸检验和现场检验的各个操作环节，且因为其结构分层较为明确，结合目前主流的大数据分析、云计算处理及移动互联网技术，在实施过程中很容易实现由浅入深、逐步推广。从课题研究角度讲，虽然文中提出了整个技术支持的功能体系，但对于每一部分功能的细节研究尚未展开，如船舶检验知识库的建立、法规智能检索算法设计、验船师现场诱导方法设计、多角色的检验任务综合调度算法设计等，这类研究也将在系统实施的过程中同步进行。与此同时，该体系及相关分析对其他行业的相关研究也有一定的借鉴意义。

[1] 杨海涛.国际船舶登记法律制度研究[D].大连：大连海事大学,2013.

[2] 高建丰.浅析船舶安全检查与船舶检验[J].中国新技术新产品,2012(9):252.

[3] 李青平.中华人民共和国船舶检验管理信息化与应用系统基础教程：上：船舶检验管理信息化建设[M].人民交通出版社,2007.

[4] 龙涛.IACS成员所属国船舶法定检验制度对比及特点分析[J].中国海事,2012(12):54-60.

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[6] 管义锋,王剑,施伟.内河船体结构智能审查系统初步研究[J].造船技术,2009(4):14-16.

[7] LI Kai, CHEN Ming, LIN Yan. Research on marine structure inspection support system on mobile device platform[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University(Science), 2012(1):70-75.

[8] Kunihiro Hamada, Yukio Fujimoto, Eiji Shintaku. Ship inspection support system using a product model[J]. Journal of Marine Science and Technology, 2002(6):205-215.

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[10] 金江军,王林,张淑芳.“四型海事”:扬智慧之帆[J].信息化建设,2014(2):54-55.

Research on Functional Framework of Ship Survey Technical Support System

FAN Shi-dong1, LU Wen1, CAO Ji-yin1, PU Bing2

(1 School of Energy and Power Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; (2 Guangdong Maritime Safety Administration, Guangzhou 510260, China)

Ship survey, which is a critical activity to keep ship's safety, has sort of participators with widely ranged academic technologies. Considering the problems occur in ship survey, an information-technology-based model for ship survey technical support (SSTS) is introduced after the analyzing related studies and applications in the field, and the differences between SSTS and other support systems such as maritime information top design, maritime workflow management and academic calculation software systems are analyzed. The detailed functions of the model are discussed, and the whole framework of ship survey technical support is proposed. Six essential functionalities, including statute retrieval, management of workflow information, expert support, management of academic software and applicability feedback of the survey rules, are designed. Finally, the applicability of SSTS is analyzed with considering of mainstream of the information technology, and the future application is expected.

ship survey; technical support; maritime information building; statute retrieval; management of academic software

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.01.013

2015-12-08

2015-12-22

范世东(1963-)，男，博士，教授

U692.7

A

1671-7953(2016)01-0061-05

研究方向:船舶机械健康管理与作业优化

E-mail:sdfan@whut.edu.cn