上海海事大学商船学院  陈宇里  钱洪华

上海港引航站安监科  廉清云

一、 港口引航业务具体内涵的发展

港口引航是港口日常营运中一个不可或缺的重要环节，对维护国家水域主权不受侵犯和保障港口航行更安全具有重要的现实意义。在我国，各港口的引航站（公司）是负责实施该港口船舶引航业务的具体部门。我国港口引航业务经过近百年的发展，如今已趋向不断完善、程序化和规范化。目前，我国港口引航业务基本流程如图1所示，涉及的主体包括船舶代理、引航站、引航员和船舶。从船舶委托代理需要引航开始，船舶代理向引航站递交船舶的基本资料，进行引航申请；引航站在接收到船舶代理的引航申请后，根据船舶基本资料和引航员的状态，向需要引航的船舶调度引航员；引航员在接到引航站的调度指令后，按照指定的地点和时间到船舶上，开始引航作业；引航员完成引航任务后，船长会向引航员签收《引航确认单》；引航员把《确认单》递交回船舶引航站，引航站就根据此单，要求船舶代理结算相关的引航费用；最后，船舶代理向引航站缴纳费用。

图1 港口引航业务基本流程

因此，从引航业务基本流程中可知，若以引航站为研究对象，港口引航业务具体内涵应包括“引航申请”、“引航调度”、“引航员服务”、“引航财务”和“引航设备”等五个方面，如图2所示。其中，“引航申请”面向船舶代理，用于收集需要引航船舶的基本资料；“引航调度”面向引航站调度人员，用于对进港、移泊和出港船舶指配引航员；“引航员服务”面向引航员，用于引航员随时查询自身状态；“引航财务”面向引航站财务人员，用于结算引航费用；“引航设备”面向引航员，用于辅助引航员能够更安全、更有效地完成引航作业。

图2 港口引航业务具体内涵

然而，上述引航业务基本流程存在明显的缺陷就是引航站在对某一船舶进行调度时，无法实时获得其具体位置和状态；引航员在引航的过程中，引航站无法实时对其进行引航过程的监控；在发生引航事故时，无法回放引航过程，更有效地寻找事故原因。因此，近几年来，随着风险监控理论的完善，电子海图、船舶自动识别系统（AIS）在航海上的成功应用，网络视频传输等技术的日臻成熟，以基于电子海图和AIS为主、网络视频传输为辅的引航过程实时监控的理念和系统已开始应用于引航管理中，悄然成为引航业务具体内涵之一，港口引航业务的具体内涵也得到了进一步的发展和扩充，如图3所示。

图3港口引航业务具体内涵的发展

二、 港口引航业务信息化建设发展趋势

在港口引航业务具体内涵发展的同时，其信息化建设也得到了同步发展，引航业务信息化建设已成为数字化港口建设的主要组成部分。各种新型信息技术如计算机、网络、通讯等先后不同程度地应用于我国港口引航业务信息化建设中，为引航业务的发展起到了巨大的促进作用。纵观国内外引航业务信息发展，可以分为数字化、集成化和智能化三个阶段。所谓引航业务信息数字化就是指利用先进的技术把传统的引航业务所需的文本信息和资料进行数字化，以便计算机能进行处理，提高工作效率。目前，我国大部分港口的引航业务已实现数字化工作。然而，由于引航业务所需的数据、图像、多媒体等信息种类繁多，把大量数字化信息引入引航业务，虽然为引航工作带来了一定的便捷，但分布较独立，相互之间更缺乏一定的关联性，一定程度上也为日益繁忙的引航工作带来了不便，如在引航监控系统上定位的船舶，无法在引航调度管理系统上同时查询获得相关信息，而需要在布满数百条船舶信息的船舶列表中人工查询和定位，反之亦然；同时，引航调度管理系统中船舶相关信息仍需要人工输入，给了操作带来了极大的不便性，大大影响了引航作业的效率。因此，如何整合引航业务现有的信息资源，将数据、图像和视频信息集成一体，统一管理，搭建起具有统一角色和权限、安全稳定可靠的引航业务管理平台，为决策层、管理层和操作层提供信息互动和信息共享，全面提升信息智能管理手段和监控水平，即实现引航业务信息集成化，是我国现阶段引航业务信息化发展的主流和必然趋势。

鉴于上述港口引航业务具体内涵的发展和其信息化建设的发展趋势，以及电子海图和AIS技术的成熟，为引航业务从信息数字化向集成化提供了必要的技术支撑。上海港引航站顺应引航业务信息化建设潮流，审时度势，与上海海事大学联合研发了上海港引航生产安全监控管理系统，大大提升了上海港引航站的引航业务信息化建设水平。

三、 上海港引航生产安全监控管理系统

（一）系统架构

上海港引航生产安全监控管理系统是在对上海港引航站现有的所有信息应用系统集成的基础上，不仅拓展了新的应用系统，而且实现所有应用系统的数据整合、统一与集成，包含了引航决策层、引航信息管理层、引航调度操作层、引航员和财务操作层等各个层次的业务需求，覆盖了引航调度管理系统、引航实时监控系统、回放系统、引航导航设备、财务系统和引航员服务系统等应用系统。系统逻辑结构图如图4所示。

图4 系统逻辑框图

其中，系统实现信息集成是通过数据的检索、清洗、融合，实现了基础应用系统的数据由原来分散的、无规则或规则不强的业务数据的集成，形成分信息数据主题的各数据库，根据业务需求，形成多个数据集市，并通过统一的内部平台进行数据展现。除了引航申请系统采用B/S结构，其他均为C/S结构，保障了系统的安全性。引航导航设备与业务数据库之间通过GSM网络实现数据传输。

（二）系统主要功能

    上海港引航生产安全监控系统主要子系统的主要功能如图5所示，部分具体效果图参见本文附图。

图5 系统主要功能图

1.引航生产管理系统

（1）引航调度

录入调度计划；引航员状态：查询引航员状态，以便安排引航；引航计划：根据调度计划和引航员状态，由值班员安排引航计划；引航报告：根据引航员交回的签字单，确认引航完成；交班报告：值班员交班前填写交班报告，记录主要交班信息，供接班的值班员查看。

（2）统计报表

引航概况统计；引航费用统计；月年工作量统计。

（3）基础信息

船舶代理信息；锚泊信息；货载种类信息；节假日信息；其他信息。

2.引航实时监控系统

（1）电子海图

数据读取：实现对符合IHO S－57数据格式的电子海图读取；数据显示：实现对海图数据的IHO S－52标准的自动显示与拼接；显示控制：海图的任意缩放/漫游、指定位置、画面跳转、画面回退的操作显示；基础显示、标准显示和完全显示的海图显示方式控制；白天白背景、白天黑背景、黄昏、夜晚的海图背景显示；显示/屏蔽海图图幅和列表；信息属性查询：IHO S－57的物标分类和属性定义，实现对海图中的航标、航道、水深及各种物标信息的查询；信息更正：对电子海图数据实现自动更新与显示。

（2）AIS船舶

AIS船舶显示：在电子海图上实时动态标绘所有AIS船舶的位置及运动矢量；AIS船舶查询：根据船舶MMSI，在电子海图和引航生产管理系统中同时查询相应船舶；AIS船舶信息查询：能够查询符合IMO MSC.74（69）《关于通用船载自动识别系统（AIS）性能标准的建议》的AIS船舶动态/静态信息。

3.网络视频监控系统

（1）实时监控

1/4/8/9/12/16画面显示，并可以切换分屏方式；全屏幕下1/4/8/9/12/16画面显示；根据分组视频采集数自适应画面分割，并可任意视频采集数动态组合显示；启动/停止任意视频，视频状态显示；支持当前显示的镜头轮巡、镜头组轮巡和全部镜头轮巡，镜头轮巡时间间隔可设视频画面手动截图、手动录像功能；控制云台上、下、左、右转动（云台控制速度可调）和镜头的变焦、聚焦、光圈操作；支持预置位操作(调用、保存、删除)；支持云台自动巡视(PECLO P/D协议)；支持域名/动态域名、广域网环境和网络控制；支持根据电子海图上船舶的位置，寻找最近范围的视频跟踪。

（2）录像

定时录像及预约录像；录像模板预存，定时录像和预约录像可使用录像模板安排录像；支持多个磁盘录像，录像空间自动检测，磁盘空间不足启动循环覆写；磁盘空间状态和镜头录像状态显示；可按照镜头（地点）、时间检索录像。

（3）管理设置

视频设备注册管理，最多可管理128路视频；预设镜头分组，组内镜头任意组合；用户管理，区分操作员和管理员权限；用户密码修改设置；锁定/解锁操作界面。

4.引航申请系统

录入船舶预报：如果船舶代理机构不能直接录入，则有引航站值班员手工录入船舶预报信息；如果船舶代理能够录入，则引航站值班员直接可以查询到船舶预报信息；查询船舶预报；修改船舶预报。

5. 回放系统

（1）电子海图图像回放

实现在电子海图上查看船舶在过去指定的引航时间内的历史状态和航迹情况。回放的速度可以调节，可以暂停、重复回放，亦可以查看任意时间的引航船舶航行数据、状态，同时可以对引航船舶附近的船舶同时进行轨迹回放，以便查看多条船舶在时间上的相互位置关系，便于进行引航效果评价。

（2）网络视频回放

支持播放列表，可按照列表自动顺序播放录像；录像播放过程中支持播放/暂停/停止/快放/慢放/定位（拖动进度条）/抓图等操作。

上海港引航生产安全监控管理系统不仅是对“引航业务具体内涵”充分体现，把以往只应用于海事管理部门的船舶“监控”概念引入了引航业务中，而且，实现电子海图、AIS对引航船舶的图像监控和网络视频监控。同时，把引航日常调度等工作与监控相集成，实现不同类型的引航业务数据的统一，将大大提高了工作效率。目前，本系统在上海港引航站实际应用中为引航调度、引航监控等业务统一、协调地执行起到了良好的作用，为进一步实现全面数字化港口建设提供了基础。