基于多功能航标的多部门协同合作分析

◎ 龙达聪 李超华 交通运输部南海航海保障中心湛江航标处航标养护中心

多功能航标需要用到多种传感设备，可以精准地对目标进行识别，对复杂的水域环境进行检测，避免船舶在航行过程中发生危险，对存在风险的区域进行回避。多功能航标为船舶的行驶提供保障，在水域分析过程中，采用多部门协同合作的分析方式，使水域数据得到全面检测，提高船舶航行的可靠性。

1.多功能航标主要功能

船舶航行过程中，将会面临着复杂的水域环境，对船舶航行过程具有较大的影响，需要将多功能航标应用到船舶航行过程中，对水域情况进行全面地分析，对气象、水文等数据进行采集，使航标能够得到有效地管理。多功能航标需要注重功能的实现，提高对水域信息的采集能力，避免对船舶航行过程造成影响，保障船舶具有良好的航行状态。多功能航标需要注重现代技术使用，将GPS、AIS等技术应用到航标系统的开发中，提高航标的功能性，实现水域数据的精准采集，使船舶的航运状况能够得到精准地判断，保障船舶航行的安全性。

1.1 气象数据收集

多功能航标具有气象数据识别的功能，可以对风速、温度、气压等进行检测，对船舶航行的风险提前进行预知，降低不利气象环境对船舶的影响。一旦船舶处于不利的气象条件，将会影响到船舶对环境的预判能力，航行的危险性将会显著增加，容易增加碰撞的风险，因而对气象数据进行收集较为重要，需要获取全面的气象信息，保障船舶处于安全的作业环境，使多功能航标能够充分发挥作用。

1.2 水文数据收集

船舶航行过程中需要对水文数据进行收集，提高对水下环境的识别能力，进而对水文数据进行采集，对水下情况进行精准地判断。通过水文数据可以对水的流向、水深等进行了解，对船舶的航行过程进行指导，避免在不利的水域航行，降低水流对船舶航行过程的影响，使船舶能够稳定地航行。

1.3 视频监控及防碰撞

多功能航标具有视频监控的功能，可以对海面环境进行分析，避免发生船舶碰撞及触礁的风险，保障船舶能够顺利地完成航行。船舶在加速过程中，将会触发摄像装置的启动，对船舶的航行状态进行分析。一旦船舶临近危险水域，将会及时报警，使船舶能够脱离危险航标，对船舶的航行过程进行保护。

2.多功能航标多部门协同合作实现

2.1 需求分析

为了使多部门可以有效地进行协作，需要对船舶航行的需求进行分析，保证协同合作过程能够顺利进行，提高协同合作的效率。多功能航标多部门协调合作主要需求如下：第一，需要将海事监管部门、港口航道部门联合起来，共同参与到船舶航行的指导中，为船舶航行提供气象、水文等信息，避免船舶在航行过程中遭遇风险。船舶需要保证对各部门信息的接收能力，确保部门接收的准确性，使船舶的航行指引更加的精确，提高船舶航行的安全控制能力。第二，气象部门一般处于陆地区域，无法对海上环境进行充分地识别，将会影响到对气象信息的判断，导致航行信息掌握的不够全面，影响对航行的指导效果。为了进一步掌握海上信息，气象部门需要注重海上气象站的建立，提高海域环境气象的识别范围和精度，避免出现气象无法识别的情况，如团雾、局部降雨等，提高气象识别的充分性。第三，航海保障部门需要注重多功能航标的使用，构建完善的航标系统，对海域信息进行汇总，提高数据的真实性，并且及时做好信息的公布，提高船舶航行的安全控制效果，降低船舶遭遇恶劣天气及发生碰撞的风险，进而为船舶的航行保驾护航。

2.2 系统构建

2.2.1 软件系统

多部门协同合作需要依赖于软件系统进行实现，需要合理对软件系统进行设计，将各个部门采集到的海洋信息存储到系统中，使多功能航标系统更加的完善，提高船舶航行的指导效果。多功能航标系统需要统一进行管理，航标系统的功能性需要全面，保障信息采集及存储能力，使多功能航标系统能够稳定地工作。多功能航标软件系统主要构成如下：第一，多功能航标。主要由传感设备构成，负责对海洋信息进行采集，由各个部门将海洋信息上传到云中心，通过云服务对信息进行独立保存与备份，提高海洋信息存储的效率及安全性。第二，海洋环境分析。通过数据对海域情况进行分析，使海域环境更加的完善，提高对海域环境的监督效果，降低船舶航行的风险。多功能航标系统需要与航保服务中心、海区导航中心建立连接，提高多功能航标的服务能力，进而增强软件的功能性。第三，终端服务。多功能导航系统的终端形式较多，包括船载终端、APP、网站等，需要注重终端的综合应用，提高对航海的信息的获取能力，并且需要建立良好的通信关系，实现航海信息的共享功能。第四，监控功能。对设备状态、数据状态进行监控，保证多功能航标的实时监控效果，提高对航标的运用能力，使系统能够充分地发挥作用。

2.2.2 标体设计

为了实现海洋的多目标检测，需要注重标体的设计，提高对海洋数据的识别能力，对海洋数据进行精准地采集。标体中含有较多的传感设备，如能见度仪、气象仪等，采用法兰方式与标体进行连接，提高与标体连接的稳定性，形成良好的固定作用。标体线路连接部位，需要采用防水接头，保证标体线路的防水效果，使标体能够正常投入使用，保障数据传输的稳定性。以海流计为例，需要将其固定在安装支架上，采用法兰进行固定，提高连接效果的稳固性。通过这种方式，可以保证连接过程易于拆卸，便于对标体进行维护，保障仪器与标体能够顺利完成连接。做好标体的设计较为重要，是实现海洋环境准确监测的关键，对海洋数据进行快速地采集，使标体的作用更加的明显。

2.2.3 数据采集

多功能航标需要具有数据采集的功能，对航标进行精准地定位，使航标能够得到正确地使用。航标的定位由GPS 模块来实现，可以建立完善的串口通信环境，将位置信息实时进行反馈，对船舶信息进行精准地定位，保障位置信息能够实时进行传输，提高位置信息的动态监测水平。位置信息包含较多的内容，如精度、维度、速度等，通过位置信息可以对动态监测平台进行构建，并且与电子地图相结合，采用坐标的形式对船舶进行定位，提高船舶信息的反馈能力。通过动态监测平台可以对航道进行动态分析，便于对航行路线进行安排，进而为船舶建立稳定的航标，提高船舶航行的安全控制水平。数据采集是实现船舶实时监测的关键，需要建立完善的监测形式，提高数据采集的准确性，对数据进行正确应用。以水文数据采集为例，设备要求见表1所示。

表1 水文数据设备要求

2.2.4 数据传输

数据传输是多功能航标系统实现的关键，需要保障系统的数据传输能力，提高对海洋信息的收集能力，使数据能够稳定地进行传输，避免出现不稳的传输情况。航海信息由各个部门采集进行实现，需要对终端状态进行调整，使其能够接入到系统中，建立数据的传输途径，保障数据传输过程的稳定性。数据传输由VPDN网络进行实现，能够提高数据传输环境的稳定性，促进数据传输质量的提升，保障数据传输的安全性。数据传输过程较为复杂，需要做好通信模块的实现，保障通信服务器具有良好的收发功能，提高数据传输功能性的实现效果，为数据的使用奠定基础。通信服务模块需要与数据库建立连接，做好存储信息的筛选工作，将海洋信息存储到数据库中，提高对数据的分析效果，保障传输后的数据能够快速地进行保存，提高数据传输方法的有效性。

2.2.5 数据分析

经过多部门的协同合作，可以将海洋数据传输到多功能航标系统中，需要做好数据的分析工作，将气象、水文等数据与航标结合起来，进而对船舶的航行进行控制。海洋天气具有多变的特点，需要做好气象数据的分析工作，对未来的天气条件进行判断，提高船舶对恶劣天气的回避能力，避免船舶在航行过程中发生危险。通过数据分析可以对水文环境进行探查，便于对船舶航行的路线进行安排，为船舶规划出安全的航行路线。而且，通过数据分析可以对船舶的航行路线进行纠正，一旦船舶临近危险的水域，将会立即产生报警，针对危险区域进行提示，保障船舶能够在安全的路线上航行。当产生报警后，会重新对船舶的航行路线进行规划，使船舶的航行控制更加的全面，保障数据分析能够起到应有的作用。另外，通过历史数据模块，可以对船舶航行的历史数据进行查询，并且能够将航行数据导出，对数据采用离线分析的形式，提高航行数据的分析效率。

2.2.6 显示模块

通过显示模块，可以对海洋信息进行显示，将分析结果显示在界面中，对航标数据进行直观地展示，提高对数据的分析水平。显示模块主要具有如下功能：第一，水域信息显示。对水域中存在风险的区域进行标注，提高航行风险的控制效果，对风险区域及时进行了解，避免出现严重的风险问题，提高风险控制方法的有效性。第二，分析结果显示。船舶航行状况需要实时进行分析，对航行过程进行实时显示，对船舶航行进行精准地控制，进而对船舶的航行状态进行实时了解，可以有效地避免船舶驶入危险区域，提高船舶航行的安全控制效果。第三，报警显示。对风险区域用红色进行标识，同时对水深、暗礁等情况进行标注，保障船舶能够在海洋中顺利航行，保障船舶航行作业能够完成。

2.3 合作模式

为了提高多部门合作的协同效果，需要做好部门之间协作模式的构建，提高合作方法的有效性，共同为船舶的航行提供数据信息，保障船舶航行的安全控制能力。各个部门需要发挥出多功能航标的服务价值，为船舶海上航行提供优质的服务，促进航行方案能够顺利地完成构建，提高船舶航行的安全性。海上环境特点多变且复杂，需要保障多功能航标全天候运行，保证海上数据的采集效果及覆盖面，提高各部门之间的协作能力。海洋数据分析是各个部门合作的结果，应对部门之间的协同合作引起重视，提高合作模式的合理性，使多功能航标能够有效运行，提高对海洋环境的监测效果，保障船舶航行的稳定性。

多功能航标收集需要气象部门参与其中，对海上信息实时进行整理，对气象环境状况进行判断，了解海洋气象情况的发展规律，保障对海洋信息的判断效果。海洋保障部门需要以多功能航标系统作为载体，与气象部门、港口航道部门等建立协作关系，做好海洋信息的汇总工作，并且及时对海洋信息进行公布，提高信息的使用效率，提高船舶航行的安全性。多功能航标需要具有共享能力，能够实时向船舶进行信息共享，使其获得航行信息更加的方便，提高对航行信息的运用水平。海上环境的构成较为复杂，做好气象信息的服务工作非常重要，需要建立完善的海上信息服务形式，为船舶的航行提供充分的支持。

多功能航标收集的气象水文信息可以为引航站、船舶作业提供数据参考，可以避免海上事故的发生，保障船舶能够顺利地通航，提高船舶控制方法的有效性。而且，当船舶发生海上事故时，通过多功能航标可以辅助救援，便于安排救援路线，提高救援工作的展开效率。多部门协作需要以海上数据作为基础，对多功能航标进行应用，使船舶、气象、水文等信息能够结合起来，提高船舶航行的安全控制效果，保障多部门协同合作过程的实施。

3.结论

综上所述，船舶航行需要航标的指引，对多功能航标软件进行应用，提高对航标的识别效果，为船舶的安全行驶提供依据。多功能航标实现过程较为复杂，需要多部门协同合作才能完成，保证对目标识别的准确性，并且获得丰富的水域信息，提高对水域环境的识别精度，使航标的识别更加完善。