国产船舶交通管理系统的适应性应用研究

常小飞 王维圳 石蒙蒙

随着经济的高速发展，海上活动亦蓬勃发展，沿海运输的需求越来越高，水路通航密度越来越大，通航环境日益复杂，造成航运安全问题越来越突出。船舶交通管理系统（以下简称VTS）在实施海上交通管理、指挥海上搜救、保护海洋环境等方面发挥了重要的作用。当前海事监管部门应用的大部分VTS存在一些问题，如引进国外的系统存在不适应国内需求，存在管理制度差异性问題、当前整体海事的信息化水平不断提高，VTS系统难以适应海事整体信息化水平、融合性差等问题，这些都为海事监管带来许多不便。近几年来，国家深入实施创新驱动发展战略，为了解决当前存在的问题，国产型VTS系统的研发呈现快速发展的态势。经过一段时间的使用，国产的船舶交通管理系统呈现出更好的适应性，更好的符合我国水上交通管理现状和使用需求，更加适应海事区域联网和“智慧海事”建设要求。

1船舶交通管理系统简介

VTS是由一个适任的主管机关实施的，用于改善船舶安全和效率及保护环境的服务系统。在VTS区域内，这种服务应能影响通航并对变化的通航形势做出反应。VTS系统能实时监控到港的船舶，并且掌握船舶航行动态的准确性也很高，在保障水上交通安全、实现港口合理调度等方面起着千分重要的作用[2]，是水上交通管理的重要措施之一。船舶交通管理系统的功能主要是对辖区附近水域中的船舶进行动态监管、提供信息服务、助航服务和交通组织服务等。

2船舶交通管理系统在国内外的应用

2.1 国外船舶交通管理系统应用情况

VTS的研究工作在国外开展较早，早在1906年美国实现了世界历史上首次无线电广播[3]，1948年荷兰鹿特丹开始进行VTS试验，1972年美国首先建立用电子计算机自动进行信息处理的旧金山实验船舶交通系统[4]，大大提高了交通管理工作的效率和水平，标志着第二代船舶交通管理系统的诞生。接着出现了美国、加拿大、日本、法国、苏联等国家建设计算机化的船舶交通管理系统的高潮。1977年2月，日本具有雷达数据处理和交通数据处理功能的东京湾VTMS正式投入运行，形成了VTMS自动化高级监视系统的基本格局。到1980年世界上已有约 150个不同规模的船舶交通管理系统，共拥有约300个岸基雷达监视站。这些系统的任务、管理方法和管理对象不完全相同.船舶交通管理系统的规模和设备因地理条件、交通状况、事故记录、发展需要、投资效益、历史背景等的不同而有很大差异。

2.2国内船舶交通管理系统的应用情况

从上世纪八十年代开始，我国从国外引进船舶交通管理系统至2015年，我国建设的VTS工程基本上都是采用的国外VTS系统[2]，受制于关键技术和工艺的限制，国产VTS系统的研发缓慢，未能提供成套实用的VTS系统。国外的VTS在国内的使用存在一定的问题如兼容性问题、不满足国内监管需求问题等。

由于信息源种类、信息交流范围的不断扩大，对信息的采集手段、处理方法、传输方法、存储方法和信息的综合显示等都提出了越来越高的要求，而计算机网络技术、多媒体技术和通信技术的发展，对满足上述要求提供了技术可能。船舶交管系统在功能上，由于船舶交通密度的增加和船速的提高，要求系统能提供更高的信息服务质量和更加智慧的管理方式。在国家的深入实施创新驱动发展战略下，为了解决VTS适应性的问题，国产型VTS系统的研发快速发展。

3 VTS在国内应用中存在的不适应性问题

3.1存在大量的“信息孤岛”，降低了海事部门的监管效率

随着水上交通运输量的快速增长，各地海事局与港口、航运等单位的信息化集成与一体化协同运作要求越来越高。在传统信息化模式下，巨量的数据资源掌握在各个海事职能部门手上，形成了一个个“信息孤岛”，无法实现有效的集成和互通共享，传统巡查、监管模式，无法适应航运发展新形势和人民群众的新需求，严重制约了各个单位和部门的工作效率。例如，船代公司掌握的船舶预抵信息、港口调度单位掌握的靠泊计划和船舶装卸货情况，以及拖轮公司、引航单位掌握的拖轮和引水员等信息等，海事交管中心难以及时获得，也无法掌握海事局内部其他部门办理的船舶签证、安检滞留等情况，且无法将其掌握的船舶动态即时通报给其他相关单位及部门。

3.2智慧化水平不高，不能满足“智慧海事”建设要求

近年来，全国海事部门发挥科技信息化的引领作用，构建智慧海事，有力地服务水上交通安全和经济社会发展。交通运输部副部长何建中在广东海事局调研智慧海事建设时指出，智慧海事建设是智慧交通的具体行动，海事系统应当结合“两学一做”学习教育，把“做”作为核心要求，把智慧海事建设纳入到智慧交通建设中来认真抓落实，扎实做。目前，海事系统正在按照“一个系统，两个平台”的总体要求和规划推进海事信息化建设，多个直属海事局也针对辖区重点水域开展了VTS区域联网的论证和实践。随着水上交通流量的日益增加，VTS中心值班员的负荷和工作压力越来越大，对VTS系统的智慧化水平和辅助支持能力的需求也越来越高。然而，由于正在使用的VTS系统缺乏对环境的自适应感知能力，系统对高海况、密集目标环境下的水上目标监测跟踪能力不足、交通态势监视手段单一，缺乏对水上交通情况的三维直观展现手段、交通态势评估告警缺乏数据自汇聚手段，未与水文气象、通航环境等有效结合、需要值班员重复录入系统已经掌握的若干信息，效率不高、受限于技术体制和系统架构，加上接口不开放，难以适应海事区域联网和“智慧海事”的建设要求。

3.3适应性不强，难以满足国内海事监管需要

随着通航船舶数量和种类不断增加，水上交通安全管理的难度持续加大，信息服务要求也越来越高，系统的综合信息服务能力需要进一步提升。目前德国的ATLAS、法国的SOFRELOG在国内市场的占有率较高，达百分之80以上。系统设备主要是从国外引进的，建设投资花费大，投入后存在不完全符合我国水上交通管理现状和使用需求、不符合交管人员操作习惯、维修不及时、维修成本高以及核心关键技术及部件受制于人等问题；且由于其系统的封闭性，与我国港口、航运以及海事其他信息系统共享困难，不能有效集成和整合。这些都给海事部门有效的监管提高了难度。

4国产船舶交通管理系统的研究

近几年，在国家的相关政策支持下，为打破国外垄断，解决信息有效的集成和互通共享、提高传统VTS的技术水平，满足“智慧海事”的监管需求、以及提高信息的安全性等问题，国内的传统交通管理系统大力发展，已在多个城市投入使用，如连云港、南通、南京、镇江、盐城、丹东、三峡、秦皇岛和沧州等。在使用过程中，国产VTS表现出的适应性优势如下：

1. 解决“信息孤岛”问题，提高系统集成能力

随着水上交通运输的迅速发展，船舶密度急剧增加，发生海上事故的危险也在增大，各地海事局对重点关联水域VTS系统进行区域联网的建设需求越来越迫切，希望通过VTS系统联网建设，可以有效实现VTS数据共享和信息互通，实现对船舶动态的全程监控和无缝管理，减少船舶报告次数，提高海事监管智能化水平和信息服务能力。

国产VTS的快速发展使得系统具有完整的架构设计，且实现了多路雷达、AIS、VHF、CCTV、气象等各子系统的全部接入，VTS中心数据处理实现各类数据完整融合、流转、显示和存储；系统具备开放的数据接口，能够通过IALA V-128、IVEF V-145 的VTS 数据交换格式与其他VTS系统交互，能够通过ITU-R 1371 AIS数据格式与AIS系统、AIS基站交互，能够通过北斗用户设备数据要求与北斗设备交互，能够通过海事信息系统技术规范（V1.0）与海事二级数据中心交互，能够延伸到各级海事单位和业务部门以及海事巡逻船，能够与港口、航运相关单位信息系统交互信息，能够支持电子巡航、海上搜救等业务拓展；系统可向各级海事单位、海事巡逻船等平台以及港口、航运等相关单位进行拓展，有助于消除大量存在的“信息孤岛”问题。

2. 应用智能化的新技术，适应“智慧化”海事监管需求

国产VTS支持虚拟化、云计算架构，提高VTS系统运行的可靠性与缩短故障应急恢复时间。可以按照国内网络安全要求，提升VTS整体安全防护水平。运用新技术实现交通图像三维展示，利用web、移动APP，扩展VTS的服务通道，提升服务水平。按照海事监管要求，增加了VTS应急搜救、电子巡航等方面的应用功能。

系统提供的智能信息服务功能，可将航行通告/警告、危险预警信息通过VHF、AIS、北斗、互联网等多种方式快速发布，大幅提高了系统对外信息服务能力，有助于降低海上交通事故发生概率；系统提供的流程化应急事件处置功能，实现了对各类海事应急事件的流程化便捷操作，提高了对应急事件的处置效率；通过系统建设，可以减轻工作强度，提高工作效率，降低人力、物力消耗，减少监督管理人员和海巡艇的盲目出勤次数，为节约安全管理方面的开支创造了条件；系统与监督管理、值班室、搜救中心等部门有机结合，通过直观的交通态势监管和智慧安全信息服务，有助于减轻值班员日常作业压力，提高海事局辖区水域监管效率，适应“智慧化”海事监管需求。

3. 管理信息系统按需定制，满足国内海事监管需要

国产VTS均考虑到了国内海事监管的特点与海事信息化现状，集成了海事数据中心、船舶动态系统、口岸联检EDI等多方数据，按照用户的不同功能需求和使用习惯进行模块化设计，修改完善及时，软件迭代升级迅速，比进口VTS更适应国内用户的需求。

MIS通过船舶数据库，与交通信息显示模块之间实现动態连接，在交通显示态势上手动设置可将船舶的交通组织信息如进出辖区、进出报告线、抛起锚、靠离泊、船舶违章等信息自动记录到MIS数据库中，在MIS中进行的船舶基本信息修改或交通组织服务，都可以在交通显示界面上实时更新显示[7]。多数国产VTS的VTS-MIS已应用于海事日常VTS值班工作，运行稳定可靠，比国外VTS提供的VTS-MIS更适应国内用户的使用习惯。

5结论

我国现有的VTS系统，基本上采用的是国外VTS技术。由于存在技术壁垒，不同VTS在区域成网和互联互通及二次开发等方面存在不少障碍。近两年，在发挥国家鼓励政策对VTS国产化支撑作用的同时，国产船舶交通管理系统快速发展，在解决“不符合国内需求”的问题和兼容性差的方面体现了优势，可以更好的符合国情，满足国内海事部门的监管需求以及更加符合“智慧海事”的建设需要。不过，在整体技术水平上，国外VTS比国内VTS存在一定的优势。因此在支持国产VTS平稳发展的同时要整合国外先进的技术，以提高国产VTS的整体技术水平。

参考文献：

[1]林泽强.面向智慧海事的船舶交通管理信息系统框架设计. 硕士学位论文.天津：天津科技大学，2016..

[2]李瑞详.VTS综合信息处理与显示系统的研究：硕士学位论文.大连：大连海事大学，2013.

[3]杨鑫.智能船舶交通管理系统关键技术的研究与应用：博士学位论文）.大连：大连海事大学，2012.