基于空管方法的客汽渡预警平台探索与运用(镇江海事局 吴云锦、郑立新、黄浩俊、葛子懿)
发布日期:2018-01-03 19:28 浏览次数:

编者按按照航空业管理飞机的方法,创新空管方法管理客汽渡船,参照空中交通管制系统(ATC),协助渡运企业探索建立渡运企业的动态监控与防碰撞预警系统,通过信息化手段,提高渡运本质安全,分析平台架构,寻找不足,并提出合理化建议。

 

 

基于空管方法的客汽渡预警平台探索与运用

 

渡运作为水上交通运输的重要组成部分,在陆运交通蓬勃发展的今天,依旧起着不可或缺的作用。而在黄金水道钻石航区的长江江苏段,仍处于蓬勃发展阶段。加强对客汽渡船舶的安全监管,从根本上提升客汽渡的本质安全,具有极其重要的意义。

本文对镇江市丹徒区大港汽渡的安全管理现状进行分析,并对“空管”方法在客汽渡管理创新举措做了简要介绍,明确客汽渡安全管理所存在的问题,阐述大港汽渡在空管理念指导下建设船舶动态监管及安全预警系统的有效性和必要性。然后重点介绍预警平台的系统架构、技术创新、建设成果,分析成果经验和存在问题,并提出完善与扩展改进意见。

一、必要性

(一)大港汽渡简介

镇江市丹徒区大港汽车轮渡管理处(以下简称大港汽渡)是为镇江市民众提供客渡服务的自收自支型事业单位,于1985年建成通渡,位于镇江大港新区大港镇南侧,南接镇江、常州等苏南地区,北通扬州、江都等广大苏北地区,是镇江连接南北交通的重要枢纽。其拥有国内外比较先进的24车客渡船舶6艘,渡运江面宽1.2公里,渡轮航行距离1.8公里;渡口6艘气渡每天往返近200个航次,运送车辆30004000辆,运送旅客3000人左右。

大港汽渡渡船航线位置比较特殊,附近码头泊位林立、且紧邻荷花池临时锚泊区,航道中船舶面广量大、企业对于渡船安全缺乏必要监管手段。在日益复杂的航行条件下如何提高自身本质安全,是企业需要的头等大事。

(二)渡运企业实际现状

渡运安全是水上交通安全的重中之重,渡船特别是客汽渡船舶一旦发生严重水上交通事故,将会造成群死群伤,后果不堪设想。同时,渡运企业相关制度以及配套设施相对陈旧老化,在社会经济飞速发展的今天,客汽渡的管理模式、自主管控手段与繁忙的渡运情况已经不能相互匹配,以镇江大港汽渡为例,存在以下问题:

1.事故发生机率高危害大。客汽渡船需高频次横越穿过长江,频繁穿越与顺航道船形成交叉会遇次数多,且存在视野盲区易产生碰撞;一旦发生碰撞,极易引发群死群伤,社会负面影响极大。

2.客观因素变化多。客汽渡横江水域水位变化大。《长江江苏段船舶定线制规定(2013)》的出台,各过往货船与渔船的不熟悉、不理解,有可能导致与轮渡船行走路线产生重叠;随着季节的变化,长江水位、流速、风力、风向等变化较大,给船舶操纵的带来一定的影响,易造成危险的安全局面。

3.船舶密度大。客汽渡停船位置与周边码头距离很近,过往船舶密度大,一定区域船舶数量过多时,发生摩擦与碰撞几率就会增大很多。因此需要提前预知,在特定区域内还要加强关注与望。

4.实时联动难。客汽渡公司无法实时接入船载CCTV视频,实现船舶联动监控。

5.急需提示应急效率。客汽渡的信息化、智能化建设还处于初等阶段,警情发现滞后,应急处理自动化程度低。充分利用“互联网+”思维,融合先进技术,提升客汽渡船舶信息化建设大势所需、势在必行。

6.人员配置少,监管需求不断增加。近几年大港汽渡在编人员没有增长,监管工作量却成倍增长。

三、空管方法

(一)空管方法的出台

由于客汽渡船舶管理现状已经不能满足实际需要,江苏海事局深入研究客汽渡监管难点后创新提出借鉴“空管”的方法来指导和管理客汽渡船舶。

空管是指利用技术手段和设备对飞机在空中飞行的情况进行监视和管理,以保证其飞行安全和飞行效率。运用空管的方法管理客汽渡旨在化解客汽渡船载运大量旅客频繁横渡过江易发生重特大事故风险。空管全过程体现了“全程防控”核心理念。

渡运和空运虽然两者存在运行环境、交通组织方式等不同,但空运管理对象和要素与渡运在运输区域、运输工作、运输方式等方面非常相似,两者在安全管理方面的要求也具有高度相似性。两种运输方式都存在载客量大安全风险高,发生事故易群死群伤社会影响大;航空公司和渡运单位落实安全生产主体责任要求高,主体责任落实不到位,易引发重大安全事故;两者对过程控制风险防范要求高,工具交叉相遇是控制风险的关键;驾驶人员安全意识和业务素质要求高,人为因素导致事故发生的概率较大;运输工具技术状况要求高,必须持续保持安全可靠状态等众多相似点。因此,运用“空管”的方法管理客汽渡是科学的、可行的,也是保障客汽渡安全内在需要的。

客汽渡管理全面运用“飞行行为全规范、主题责任全落实、飞机状况全保障、飞行过程全控制、机组人员全评估”的空管方法,以“规范航行避让行为、落实企业主题责任、改善渡船技术条件、推广渡口自主管控、提升船员履职能力”五位一体的工作措施为主线,实现客汽渡“风险有效管控、隐患有效治理、事故有效遏制”,着力打造“平安渡运”。

(二)空管方法的落地

在航空业监管体系中,最为核心的就是空中交通管制(ATC),其核心就是对飞机飞行全过程进行监控,这也为客汽渡船舶监管带来新思维,即通过建立船舶动态监管与预警平台对船舶航行全过程进行安全监管。

借用空中交通管制过程中,航空公司对飞机、机场、航班等的协同管理,统一调配,转化到客汽渡船舶管理的渡船、渡口、班次的统一监控管理上来,全过程可视化的落实企业自主监控,确保渡运全过程处于企业控制之中,切实加强本质安全。

大港汽渡在镇江海事局空管方法管理客汽渡的指导下,紧密联系五位一体在种地第四条,推广渡口自主管控方面,,结合自身迫切需求,联合江苏金海星导航科技有限公司开发了基于大港汽渡的客汽渡动态监控与预警平台,这是具有自主知识产权的北斗卫星导航系统在国内内河船舶中首次应用,标志着船舶可视化、动态化、智能化安全预警监控体系的正式形成。

四、预警平台

(一)建立大港汽渡动态监管及安全预警系统

大港汽渡通过与专业公司合作,为渡运企业量身定制了客汽渡船舶动态监管平台。该平台将GIS模块;视频监控模块;航行预警模块;计人计车模块;水文气象模块;船等构建而成,再以北斗高精度、雷达、AIS终端、视频监控信号信息数据融合为基础,建立船舶动态监控调度平台,通过分级授权与管理,实现对船舶实时管理,提高管理水平和降低渡运安全风险。

 

1:大港汽渡预警平台界面

通过该平台建设,可以提高对船舶进行动态监管的能力,减少安全事故隐患的发生。通过系统,调度人员可对航行情况随时进行跟踪检查,可以直观监控船舶的运行,随时了解船舶的运行情况,对发生交通事故、航道堵塞、船舶故障等情况实时掌握,这样,一方面免除了用电话跟踪,避免了人为的信息误导,减轻了工作量;另一方面通过信息化动态监管技术和管理规章制度的密切配合,可及时发现事故隐患并早期预警,并采取应急措施避免船舶营运中发生安全责任事故。通过回放,对船舶航行动态进行分析,强化船舶驾驶人员的安全教育以及为事后的事故处理提供依据,能够使大港汽渡的安全管理从过去的后台管理迈进前沿,变过去的被动为现在的主动管理。

(二)相关配套设施

1.监控调度指挥中心

大港汽渡为配合预警平台的使用,成立了监控调度指挥中心,并建立相应规章制度、配备相应人员和信息设备。综合运用移动通信、GISAIS、雷达和传感器等多种信息化技术对客汽渡船舶定位跟踪,进而实现对渡运行为进行指挥调度和综合管控。

 

 

2:大港汽渡预警平台及监控中心

2.无限网桥

无限网桥顾名思义就是无线网络的桥接,它利用无限传输方式实现在两个或多个网络之间建立通信。通过在客汽渡船舶上建设无限网桥,解决了过往监控图像只能在船舶本地存储会看的问题,将画面通过无限网络实时传送回监控中心进行远程监控。

3.水文气象监测系统

在镇江海事局的大力推动下,大港汽渡也建立气象观测点。通过预警平台的处理在终端实时显示航行水域的风力风向能见度等信息,作为渡船开航前的技术参考,从而进一步提升渡运的安全保障。

4.渡船船员岗前检查制度

根据空管方法的有关要求,大港汽渡建立健全船员上岗前检查制度,对船员组织上岗前自查,确认船员精神状态、身体状态良好,无疲劳驾驶和饮酒,服用违禁药品等情况,确认船员的适任情况,从源头控制,防止发生突发性状况。

 

 

3:岗前检查制度示意图

(三)系统架构及功能介绍

1.系统架构

为满足大港汽渡整体管理的需要,建立全公司船舶动态监管系统,就要求平台具有强大的网络通讯和数据管理功能。平台采用B/S基于云端结构的监控管理系统、同一数据库资源,用户在任何连接网络的地方经过授权之后,都能登录到中心,实现监控和数据查询,同时满足大港汽渡船舶运行监控和信息处理工作的要求。

1)业务架构

业务架构分为3层,分别为业务功能层、服务层和数据层。业务层即模块化设计,针对各类各级业务处理,实现数据共享和业务协同,提供资源集中管理、统计分析、任务指令、预警通知以及策略智能等等。服务层即保证所有数据完整性验证,比如预警相关视频、声高频、天气状况保存3年数据,同时保障IO的高性能要求。数据层分库设计,采用既分布又关联的数据结构,分布式缓存或内存数据库技术,配合业务层支撑整个平台的船舶智能预警分析处理。

2)系统后期扩展性

监控系统的体系结构为模块化设计,主要分成三大块:数据采集(通信网关接入、无线数据采集、视频数据采集等)、协议处理(BDS接入、消息分发,协议扩展采用插件式,基本可以做到协议扩展软即插即用的目的)、应用GUI(用户接口、扩展应用逻辑);后台有数据库服务器,进行数据处理存储和分类管理。独立通信接口服务和BDS接入服务,保证通信部分和业务部分完全分开,系统要具有良好的可扩展性,可实现平滑扩容;降低系统维护升级的复杂程度。

 

 

4:平台架构

 

2.技术创新

该套平台首次集合了互联网、物联网以及通讯网三网合一的全新技术,是“互联网+”轮渡船舶动态监管模式全国首次应用,做到了船舶场景回放与仿真模拟的首次结合,能够实现船舶位置实时反馈,船舶预警实时提醒,船舶监控一键调用的全方位监管需求。

同时该平台使用了云计算与虚拟化技术,实现对硬件资源统一管理,应用的快速部署和实时迁移,提高系统的效能、可靠性与稳定性。充分实现了硬件资源灵活调度与合理分配,节约投资。对AIS数据、雷达数据、视屏数据,实现动态数据融合,采用ARMA算法、K-Means算法、点包含算法、区域交叉算法实现船舶航行预警。

五、项目成果

(一)全面提升大港汽渡的本质安全水平

预警平台的建设,能够是大港汽渡更加规范化管理轮渡的各类信息数据,做到信息自动处理;渡船航行岸基调度室能够实时监管船舶位置信息;同时该平台建立了轮渡预警服务机制,对进入客汽渡船警戒圈的其他船舶进行报警提醒;通过平台的建设,整合了大港汽渡原有资源,提高监管水平,充分的体现信息化建设的便捷性。

不同的模块能够发挥不同作用,形成合力确保汽渡安全。如断面流量监控模块,通过该模块能够实施动态了解航道中的船舶信息,为调度室的综合研判提供技术支持;视频监控模块能够为船舶驾驶人员提供移动端实时视频,使驾驶员实时了解汽车轮渡周边、码头视频信息;通过航行预警模块为用户航行、泊船等行为提供全面安全预警的解决方案等。

(二)经济效益突出

自五月份大港汽渡动态监控与预警平台上线以来,使用效果良好,大大增强了夜间渡船航行频次,累计经济效益十分明显。由于预警平台的投入使用,夜间通渡能力大大加强,自八月份以来大港汽渡决定开始执行夜间优惠政策,日均车流量增加达1000车次左右,日均增收达3万多元。预计年效益增收1000万元左右,年收益同比增长达到21.9%

(三)社会效益明显

大港汽渡预警平台的实施将引领渡运过程中管控信息化、智能化的改革,提高管理质量和效益,使得客渡运输管理走向集成化、信息化、专业化。

该动态监控与预警平台的投入使用,将极大的促进客渡运输安全管理简约化、集约化、全面化,从而减少或杜绝客渡运输过程中的紧迫危险局面的发生,保障生命财产安全。这对于推动江苏省乃至全国的客渡运输向现代化和信息化的方向发展,提高水上交通安全,对资源节约、环境友好的运输发展方式具有极其重要的现实意义。

六、远期展望

该动态监控与预警平台的投入使用,打破了原先由驾驶员独自掌控船舶航行安全的状态,大大提升了船舶航行动态监管的现代化水平,实现真正意义上的智慧渡运。从平台五月份交付使用至今为止,自主跟踪监控渡船57600艘次,提供安全预警18000艘次,监控中心共发出提醒3240次,极大的提高了渡船的安全系数。

然而,安全预警平台的架设时间尚短,很多功能仍停留于理论阶段,仍需通过二期工程进行修正与完善。大港汽渡仍需进一步提高管理维度,提升综合预警管理能力,对船、人、车、环境、航道相关信息全过程掌握。通过增加更多的感知手段,实现对渡船操作人员相关的状态监测,驾驶行为分析,人脸识别监测等功能,提升轮渡船舶的现代化管理水平,减少或杜绝紧迫危险局面的发生,确保渡船舶安全航行。下一步,镇江海事局将全力支持大港汽渡,进一步完善安全预警平台,帮助企业发挥自主监控能力,切实提高本质安全。

渡运安全事关重大,直接关系到广大百姓的安全出行。加强渡运安全管理是海事监管部门今后长时间内的重要任务。镇江海事局将进一步推动空管方法管理客汽渡在大港汽渡落地生根,指导好大港汽渡,落实责任、强化监管,充分发挥安全预警平台的作用。希望在企业、海事机构的共同努力下渡运这种古老的运输方式在科技化手段的帮助下变得更加安全高效与便捷。

 

 

(镇江海事局副局长  吴云锦

执法支队支队长  郑立新

大港海事处科员黄浩俊

大港海事处科员葛子懿)

信息来源:办公室
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