智慧航道工程设计方案

智慧航道工程设计方案智能船舶过滤分析及预测….19航标设施监测与管理系统….23水位监测及动态管理系统….26航道截面监测管理系统….29航道网协同运行管理平台.…30应用支撑平台设计方案.…37视频图像质量诊断分析平台….42船舶AR视频识别平台.….46视频除雾清晰度增强平台….46船闸信息系统设计方案..…50过闸缴费功能区设计….546.4LHG船闸船闸沉降微变监测系统.…B46.5BF船闸7.1AIS系统系统架构.…1457.2VHF系统系统架构.…1517.2.4VHF船岸通信系统…155 7.2.5VHF通信调度系统…162雷达系统.…167后端存储容量设计…185内河航道智能电子卡口系统…192五河公路桥防撞预警系统…1977.7.3G3京台高速涂山桥防撞预警系统…208系统维护.…225航道管理中心设计方案..…226总体设计.…226网络安全等级保护…229五河县航段保障中心设计…231霍邱县航段保障中心设计…258投资概算与资金来源…285效益与风险分析.…286项目风险识别和分析.…28711.1项目概况1.2设计依据1.2.1主要依据法律、文件2、《中华人民共和国水上水下活动通航安全管理规定》（中华人民共和国交通运输部令2019年第2号3、《中华人民共和国桥区水域水上交通安全管理办法》（交办函1.2.2依据的主要规范、标准4、《省港航建设投资集团有限公司航道信息化建设功能指南》（Q/AHGHJ001-2018）211、《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254-2006~GB50259-200615、《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-200621、符合国家和各相关部委的政策，以及国家或部颁的现行标准22、行业强制性条文规范。1.3总体建设目标本次项目的系统的总框架可概括为“524”工程，即：五中心两张网四平台。五中心分别是一个云服务中心、两个船闸管理中心和两个航段保障中心；两网即航道感知网和骨干传输网络；四平台分别为水3上智能交通管理平台、数字航道综合管理平台、航道网协同运行管理平台和港航综合信息服务平台。总体目标为建设全面覆盖的感知网络、高效整合的指挥中心、资源共享的业务平台和先进实用的地理平台。项目整体按照“统一部署、统筹设计、分步实施”的思路进行设计。（原第二章建设条件略）42.1项目背景近年来，省航运建设取得了长足发展，航道条件明显改善，货运量平稳增长、船舶吨位逐年提高、航运效益显著提高，内河航运地位和作用得到进一步巩固和加强。“十一五”期间开始，省重点建设水运主通道和区域性重要航道，按“先通后畅”原则，综合考虑运输需求发展水平、上下游航道建设进展、河流综合治理工程进展和建设投资规模等因素，已开工建设省“两干三支”骨干航道中的“三支”—“芜申运河”、“合裕线”、“淮干航道”。为响应国家“一带一路”和长江经济带等重大发展战略，省政府目前提出建设“四个交通”，重点之一是整治航道，发挥水运运能大、污染小、效能高、占地少的优势。本次项目信息化建设的“航道”是本轮干线航道网整治中最后一2.2项目建设必要性省地处华东腹地，在全国综合运输体系中起着沟通南北、连接东西的作用，经过多年的交通建设发展，以重要城市为枢纽，以快速铁路网、高速公路网、高等级航道网和国际机场为主骨架，以普通铁路网、普通公路网、一般航道网和区域性机场为支撑的综合运输体系已的《促进中部地区崛起公路水路交通发展规划纲要》、2013年《省干线航道发展规划》（初稿）等文件中，均将本航道规划为国家高等级航道、Ⅲ级及以上标准。5本项目的建设，其必要性主要体现在以下几个方面：一、是优化提升航道管理手段的需要航道是《全国内河航道与港口布局规划》中高等级航道布局“一纵二线”中的一线，也是省规划建设的“一纵两横五干二十一线”的全省高等级航道网中的“一横”。针对航道、船闸、服务区、锚地等不同功能区，通过信息化配套建设，以不同信息化应用系统相互配合，全面提升淮干航道管理能力，并丰富和直观的展现实际管理成果，符合现代化港航管理的要求。二、是提升航道安全运行管理水平的需要安全畅通是港航管理部门的首要工作，确保航区安全有效、航道绿色畅通是“平安港航”建设的首要标准，以技术创新为抓手，进一步开展航道信息化系统建设，构建安全监管的保障体系。三、是提高港航业务管理水平的需要通过全面集成整合航道信息化系统的应用，结合目前多样化的高新技术手段，实现港航管理信息化全覆盖，基于基础感知系统应用，进而全面提高港航管理水平。2.3需求分析2.3.1业务需求分析本次项目的建设，重点在于以航道为抓手，围绕安全管理和各类业务应用系统，开展包括严格执行港航船闸、码头、服务区、锚地等安全管理、航道设施管控等各项内容的业务，主要业务需求如下：一、满足对水运基础信息数据的监管需求水运基础数据信息管理包含港航管理部门对船闸、服务区、锚地、6航道、港口企业、码头等综合基础信息进行查询的业务需求、对基础数据安全监管的业务需求、对突发事件的具体位置、事故影响等进行管控的业务需求。二、满足港航管理对相关企业的基本信息管理需求本次项目建设应能够满足政府对相关企业基础信息，包括企业基本信息、人员基本信息、管理制度和设备设施信息等的查询、监督等三、满足对航道沿线通航要素的动态监管需求通过港航集团自建的前端感知设备，并与海事、水利等部门的信息数据对接、交换和共享，以航道感知系统为基础，借助各类信息采集设备，对航道通航环境和各类通航要素进行动态监管。2.3.2功能需求分析本项目从港航管理的实际需求分析出发，并结合业务需求所对应的信息化建设情况，分别从以下几个方面进行功能需求阐述：一、基础地理信息系统（GIS地图）功能综合采集基础数据信息，从地理信息数据的集成、编辑和基础功能开发到扩展功能应用等方面确定建设功能需求。主要包括：地理信息的数据的集成和展示，包括数据查看、信息查询、空间定位和辅助安全监管的可视化分析等。二、感知数据的采集与处理通过航道沿线建设的视频监控、AIS等感知设施，对航道内各类信息进行采集，并于后端进行统一管理和处理分析，为航道管理中心对航道整体情况的了解和处置提供依据。三、信息资源的共享与交换7支持多个数据库、多种数据信息的交换和处理，支持跨部门的数据共享满足港航与海事、质检、水利、交通等多部门的数据资源共享对接，做好相关接口预留工作。83.1项目建设思路本次项目将目前信息化时代的“大数据”理念，结合融入到航道信息化设计当中，以智能感知采集、系统综合互联互通、应用协同共享三位一体的理念思路进行统筹规划，统一设计，分部实施。通过各类资源协同共享、交互联动、数据深度挖掘，满足港航日常监管、应急处置、感知数据采集分析以及辅助决策等综合管理和实战应用需要，全面提升港航日常精细化管理和突发事件应急处置的水平和能力。3.2项目建设总体框架系统总体框架可以概括为“524”工程，即建设5个中心、完善2个基础应用网络和实施4大管理平台，如图所示：安安全保障体系应用层应用层服务管理港航综合信息服务平台港航综合信息服务平台运运维保障体系水上智能交通管理平台水上智能交通管理平台数字航道综合管理平台数字航道综合管理平台航道网协同运行管理平台航道网协同运行管理平台数据层数据层临淮岗船闸管理中心蚌埠船闸管理中心航道主管部门五河航段保障中心霍邱航段保障中心淮干云服务中心感知数据综合数据平台临淮岗船闸管理中心蚌埠船闸管理中心航道主管部门五河航段保障中心霍邱航段保障中心淮干云服务中心感知数据综合数据平台传输层传输层传输网络有线专网有线专网4G/5G4G/5G感感知层感感知网络AIS系统AIS系统VHF系统VHF系统雷达系统机柜智能控制系统航标遥控遥测系统雷达系统机柜智能控制系统航标遥控遥测系统船闸信息船闸信息系统智能电子智能电子卡口系统桥梁防撞桥梁防撞预警系统标准规范保障体系标准规范保障体系9五个中心：依托船联网、大数据、云计算等现代信息技术，本项目基于公有云建设云服务中心作为航道信息化数据中心，在临淮岗和蚌埠船闸建设管理中心作为航道管理中心，并根据航道沿线海事部门需求在五河和霍邱建设航段保障中心，在航道建立一个相对完善、系统、高效、安全的一体化管理体系。两个基础应用网络：即建立全面的信息化感知应用网络和数据传输网络。通过设置前端各类感知设备，实现对船闸、航道等各类信息数据进行采集，为后端平台提供基础数据支撑。传输网络的搭建，保障各类信息传输的稳定和高效。整体网络拓扑架构图如下：摄像机心摄像机摄像机心摄像机远程相控阵VHF、AIS基站InternetInternetweb核心防火墙核心防火墙核心防火墙核心交换机核心交换机视频应用服务器视频存储设备视频流媒体服务器web核心防火墙核心防火墙核心防火墙核心交换机核心交换机视频应用服务器视频存储设备视频流媒体服务器控制器四大平台：即水上智能交通管理平台、数字航道综合管理平台、航道网协同运行管理平台和港航综合信息服务平台。前三大平台为管理单位提供统一的业务应用管理平台，港航综合信息服务平台包含面向公众服务的对外信息交互界面。四大平台相辅相成，在功能及应用上相互支撑，共同为港航部门的管理、决策等提供有力的支持。4.1水上智能交通管理平台4.1.1系统功能水上智能交通管理平台通过整合GIS（地理信息系统/电子航道自动识别系统）及CCTV等采集到的数据，与船舶管理系统、船员管理系统等进行实时联动，以此来实现船舶状况巡查、通航秩序巡查、停泊秩序巡查、重点航区巡查、重点船舶巡查等任务目标；同时和数据中心进行数据比对与验证，通过预警配置，为在航船舶提供航行指导，对不正常的航行状态进行预警，及时消除事故隐患。4.1.2系统构成目标识别系统：雷达、AIS、GPS/BDS、CCTV融合识别；船舶运行动态监测：电子巡查、电子跟踪、电子预警、电子盯智能船舶过滤分析及预测：电子设卡、分析预测。4.1.3目标识别融合系统目标识别监测船舶动态监测对包括雷达、AIS、CCTV视频监控等多种方式信号的融合监测，每种方式均有相对独特的优势及劣势，将每种方式通过多种算法进行有效融合，更能准确地进行船舶动态监测。（1）多种信号的综合监控系统可在电子地图平台上同时显示雷达、AIS、CCTV等系统的实时信号，不同类型的物标以不同的符号、边界颜色显示，船舶的航向、航速及最近航迹也以形象的方式展现，CCTV在平台上显示其实际地理位置及所能覆盖的范围，使管理人员简单的、快速的、全面的（2）CCTV视频监控CCTV是最直观的监管手段，是对以船舶定位信息为主要监管手段的综合监管系统的有效补充，两者的结合使用可以帮助管理操作人员更为全面的了解辖区水域的实际情况，从而可以做出更加准确的判断和管控措施。CCTV摄像头在综合监管平台界面上以摄像头图标显示，操作人员可直接点击观看视频，操作人员可以通过CCTV树型结构管理CCTV摄像头，还可通过此树型结构观看视频，修改摄像头的信息，并在平台界面上对摄像头进行快速定位。（3）重点船舶监控提供重点物标监控功能，让监管人员可对作业船舶、危险品船舶、重点保护船舶等物标进行独立窗口的跟踪监控。这样，监管人员就可以在一台计算机上通过多窗口进行并行监管，可大大降低劳动强度，提高监管效率。（4）重点区域监控提供重点区域监控功能，使监管人员在单独的电子地图窗口中监可以通过输入经纬度，手工划定水域等形式，确定需要监控的重点水域范围，实现对这些重点水域实施重点监控。（5）物标分组系统可实现对所接入的动态物标进行分组管理，针对不同单位、不同区域、不同类型各类船舶物标，可自定义其分组目录与名称，物标分组是对物标进行管理的强有力的工具，分组后的船舶在显示上更突出、直观，在统计上更便利。可实现船舶按船舶种类进行划分，并自定义设置其显示样式、颜色，实现船舶一目了然的管理方式，提高目标识别融合处理如果来自不同传感器的两个跟踪代表了同一个目标，这时候就需要进行多传感器融合处理。在本项目中，可以实现目标跟踪的信号源有2个：雷达和AIS系统，将所获取的跟踪目标信息进行融合处理是极为关键的。此外，多传感器融合处理还包括对目标跟踪在两个雷达或两个AIS重叠覆盖区域自动完成跟踪移交而无须手动干预，这是非常切合内河水域通航实际情况的关键功能。（1）多传感器目标融合每个传感器（雷达、AIS）提供一个目标的运动模型，多传感器处理系统对多个运动模型进行对比匹配后，建立一个统一运动轨迹的过程称为多传感器目标融合。目标融合算法将基于两套子系统所提供如下参数进行对比：船舶经纬度位置航速航向船舶加速度船舶转向率当一艘船舶在多个传感系统中都有实时数据，操作人员可以独立显示其雷达原始视频、雷达跟踪目标、AIS目标，也可以选择融合为通过多传感器目标融合，船舶可以在CCTV系统的视频画面中实时显示船名及其他相关信息。需要说明的是，由于各类传感器的识别精度及刷新频率均不相同，在对目标跟踪的判断依据顺序应为雷达＞AIS。（2）多区域目标融合由于多个雷达或AIS基站可能出现重叠覆盖区域，同一目标可能被多个雷达或AIS接收到轨迹信息，需要进行多区域目标融合。以雷达为例，当两个雷达存在交叉覆盖区域时，同一船舶目标可能被不同的雷达设备所录取，这时必须对该目标进行融合处理，其融合算法与多传感器目标融合的原理一致。因此，当船舶自某一雷达覆盖区进入另一雷达覆盖区时，目标信号依然可以顺利完成跟踪。4.1.4船舶运行动态监管与预警电子巡查电子巡查是通过信息化监管手段，单独或联合运用CCTV、GIS系统，对选定的监管对象进行实时、远程巡查的监管方式。相比传统巡航方式，电子巡查具有效率高、成本低、覆盖面广的优势，并基本满足传统巡航的监管要求。系统提供两种不同视角的电子巡查方式：CCTV巡航和GIS巡航，通过两种方式均可实现对辖区内的船舶概况、航道秩序以及水文气象的全面观测。CCTV巡航，是以CCTV镜头观测为主，雷达、AIS、GPS等船舶定位信号目标检查为辅的巡航方式。主要通过对不同CCTV摄像头覆盖范围进行依次、连续的水域情况实景观测，并同步轮巡显示该区域电子航道图界面的船舶目标情况。GIS巡航，是以雷达、AIS、GPS等船舶定位信号目标检查为主，CCTV镜头观测为辅的巡航方式。主要通过模拟巡逻艇在预设的巡航路径水域巡航观察的手段，对沿途船舶的航行情况进行观测，巡航路径沿线的CCTV视频将自动轮巡显示。系统可针对如上两种视角制定个性化的巡航方案，例如自定义巡航里程、巡航时间、巡航路线等。在巡航过程中，监管人员既可实现辖区全面巡航，也可针对重点监管区域实现分组重点巡航，当发现异常时能够一键截图并自动生成记录，对异常的处理方式可由工作人员进行人工录入，使用户可以更加方便、快捷和准确地记录和处理巡航过程中发现的问题。（1）CCTV电子巡航用户可自由选择摄像机编排为CCTV巡航方案，可以增删改巡航方案。开始巡航后，摄像机将以轮巡的方式对水域进行观测，当发现需要详细检查的对象时，可中断巡航进程，调整镜头进行重点观测。发现问题时用户可一键截图记录，记录包括自动生成的内容（视频名称、记录时间、执法类型）和手动录入（执法对象、执法方式、处理情况）部分。在进行CCTV电子巡航的同时，可同步轮巡显示摄像机所在区域的电子航道图界面及雷达、AIS、GPS等船舶目标情况。（2）GIS电子巡航用户可以创建GIS巡航方案，包括新建模拟巡逻艇、设定巡航路径、巡航速度及需重点关注的物标。开始巡航后，电子海图将自动聚焦到模拟巡逻艇上开始数字巡航，以其为中心沿巡航路径自动展示附近区域内的海事监管设施、水工区域、地标建筑和真实船舶动态，系统自动检查船舶是否遵循船舶航行规则，主动发现船舶未按规定航路航行，超速航行等违章行为，在线检查船舶签证、安检、船员证书等同时，CCTV视频监控系统的画面可以根据虚拟巡逻艇所到的位置，自动显示巡航区域内的实时视频，观测巡航路线周边船舶的通航环境及航行动态，巡查助航标志设施功能是否完好以及是否有违法排放污染物等情况。当发现问题时，用户可通过记录窗口实现自动录入（视频名称、并通过一键截图功能保存视频证据。在电子巡航完成后，可以对整个巡航过程进行汇总分析，自动形成详尽的巡航报告。电子跟踪电子跟踪是指针对涉嫌违法或存在安全风险的船舶，通过单独或联合运用雷达、AIS、CCTV等系统对其进行跟踪监视。通过雷达、AIS等跟踪手段，用户可在电子航道图上进行追踪识别目标船舶，详细了解船舶动态信息，必要时保存航行轨迹。通过CCTV跟踪手段，用户可对目标船舶进行摄像追踪，直观了解船舶的外观，通航环境及相关行为，必要时可拍照存证。此外，用户还可结合两种跟踪方式进行联动跟踪，更加全面准确地掌握问题船舶的信息和动态。（1）CCTV电子跟踪用户可在电子海（江）图平台上选择要联动追踪的船舶，系统会自动选择最近的CCTV联动摄像头对该船舶进行追踪，建立联动追踪关系后，可以在CCTV视频中看到以该船舶为中心的视频画面，当船舶驶出CCTV监控范围时，系统会自动选择其他能监控到该船舶的摄像头进行接力联动追踪。（2）GIS电子跟踪图的电子跟踪系统观测，详细了解船舶航速、配员、航行时间、签证情况等船舶基础情况，详细了解周边地理、水文、船舶流及船舶本身电子预警电子预警功能通过将船舶的雷达、AIS等船舶定位信号与预设的规则进行比对，实现对违反规则的行为自动识别和预警，并结合系统接入的水文气象和通航环境等信息，对船舶动态信息和水域环境静态信息进行智能化监测，实现了常规的船舶违规预警和应激性预警，如恶劣天气、交通管制和事故险情等。系统提供了预警规则设置、实时报警、预警管理和预警查询的全部流程，使用户能够方便快捷地进行报警区域和规则设置，实时掌握报警信息，记录报警内容和处理过程，并能统计查询历史报警的工作记录。所有报警信息均可导出为excel表格。（1）预警规则设置用户可设定任意形状的区域进行报警规则设置。对于报警规则生和目标选择方式（选择规则生效船舶）。可对某一区域中某种类型船舶进行报警，例如设置船舶报告线，对海船进入报告线范围进行报警。（2）实时报警系统对触发报警规则的船舶进行实时报警，并实现分区域显示。本次设计中还将优化报警显示内容，新增处置方式、值班员等内容，对于实时报警的处置，将自动录入终端数据库。（3）预警管理系统可设定永久免检和临时免检船舶，并能批量开启和关闭报警（4）预警查询系统实现了对全部预警信息和处理工作记录的自定义统计，如按辖区、警区、类型等，以及对一艘船舶重复报警的归类统计。电子盯防电子盯防是针对区域内的作业船舶和水域污染情况，通过单独或联合运用CCTV、雷达、AIS等系统，对辖区重点水域、敏感区域等进行实时、连续监控的监管方式。电子盯防的主要对象为渡口水域、水工作业区、危货作业区、锚泊水域、桥区水域、水资源保护区、事故水域和特殊时段重点监管水域等，系统可通过信息手段辅助用户对这些重点区域实行重点监管。相比传统严防死守，打人海战术的盯防方式，电子盯防具有监管资源占用少、有效监管对象多的优势。系统提供了电子盯防方案的新建和修改功能，用户可根据不同类型的监管区域设定盯防单元类型，并可将不同的单元划定在相同的盯防区域内。在执行盯防任务时，用户可通过CCTV观测区域实景，也可通过雷达、AIS、GPS等信号掌握盯防区域内船舶实时动态信息。盯防结束后，系统会按照标准格式自动记录监管信息。（1）电子盯防方案用户可新建或修改盯防方案。通过划定单个或多个单元作为盯防（2）执行电子盯防如出现异常时可进行异常情况录入，包括任务来源（日常监管任务、重点时段盯防、工作联系单）、情况简介、异常情况类型（违反船舶航行、停泊和作业管理秩序；违反危险货物载运安全监督管理秩序；违反船舶、浮动设施遇险救助管理秩序；违反防治船舶污染水域监督管理秩序）、证据截图、处置措施以及处置结果盯防结束后可自动记录工作数据，包括盯防起止时间、执行用户单元名称、单元类型、使4.1.5智能船舶过滤分析及预测电子设卡查的监管方式。在海事局港界线、海事处辖区分界线以及重点航段等处通过电子设卡的方式，对黑名单船舶、辖区重点船舶和需要协查的船舶进行目标锁定，利用雷达、AIS、GPS、CCTV等信息手段对过卡船舶进行排查，并记录船舶信息，如发现异常则能及时处理，保证航行安全和秩序。相比传统的设卡检查方式，电子设卡具有精确度高、打扰率低、设卡水域广的优势。系统提供个性化的电子设卡方案定制功能，用户可根据需要自行设置设卡区域及规则，对目标船可通过不同条件进行筛选，如签证系统细化的船舶种类，雷达、AIS等提供的动态信息条件如航速等。为了对目标船舶进行拍照存档，系统还将电子设卡功能与CCTV进行联动，用户可自行选择与设卡线匹配的视频枪。在检查流程中，用户可对船舶进行检查、拍照，对于设卡检查的结果，系统将提供统一格式的记录方式。（1）方案制定用户可选择任意截面作为卡线进行电子设卡，并可选择与卡线匹配的视频摄像机进行拍照和监视。在方案中可对过卡船舶进行筛选，选择特定种类的船舶进行检查。（2）电子设卡在目标船舶进入设卡区域时，系统自动生成待检船舶列表。用户可对船舶进行检查、拍照，并记录检查情况，如异常则启动异常处理电子分析电子分析是通过对系统动静态数据进行统计、分析，为现场监管措施制定和完善提供决策和支持的辅助监管方式。系统可针对雷达、AIS等数据、通航环境数据、电子监管数据以及其他电子执法的数据记录进行搜索和统计分析。雷达、AIS等数据统计分析：系统可对船舶的雷达、AIS等数据进行统计和分析，实现航迹回放、交通流量统计、航程统计、区域船舶统计的功能。通航环境统计分析：可实现对通航要素的分类查找和统计，如区域、等级、类别等。电子执法统计分析：系统实现对电子监管系统的工作自动留痕和记录分类统计功能。用户可针对其中任意执法方式产生的记录和数据进行分类搜索和自定义统计。其他电子执法统计分析：系统对其他电子执法数据也可实现统计分析功能，并支持相关报表的导入和导出。预测通过船舶画像（船舶行为特征分类）对船舶进行智能筛选，能够实现对船舶违章行为进行精准预测。依靠大数据分析平台，根据基础属性、活动范围、运输特点、违章行为等构建船舶分类，找到数据的关联关系和分布特征，实现数据分析预测。4.1.6工作船舶动态监视基于AIS数据实现对工作船舶的实时监视，动态显示工作船舶位置与状况，并可记录辖区内工作船舶历史航迹，为相关部门制订决策同时也为管理部门提供了对工作船舶的监管依据。工作船舶动态信息显示通过AIS数据获取工作船舶实时定位信息，实现基于电子航道图实时显示船舶信息，点击船舶可查询实时的船舶基础与动态信息，包括船舶名称、船舶基础备案资料、船舶位置、航速等信息，辅助管理部门进行快速的生产调度作业。船舶航迹记录及回放船舶航迹记录及回放提供对船舶航迹信息进行分类调用、查询与显示，从而实现过去一个月内工作船舶航迹的回放，为船舶监管部门提供监管依据。下达船舶工作任务通过航运服务APP向工作船舶下达工作任务，工作任务类型包括失常恢复、测水任务和巡查任务三种。失常恢复属于实时性任务，当某个航标报警影响航行安全须立即出航时，管理人员就要针对此报警航标下发任务到相关值班班组。值班人员接到任务后出航维护报警航标，直到报警解除此任务才算完成。测水任务属于周期性任务，业务人员通过地图框选范围，设置任务周期。基层工作人员按照此任务要求完成相关测水工作，最终将测水结果返回航道动态监测平台展示。巡查任务属于周期性任务，航标业务员通过地图框选范围，设置任务周期。基层工作人员按照此任务要求完成相关日常巡航工作。最终巡航结果会根据运行轨迹自动计算并记录到系统中。4.2数字航道综合管理平台4.2.1系统功能数字航道综合管理平台对航道、湖区、锚地服务区、船闸与通航枢纽、跨河设施、航标设施等水路重要交通基础设施运行状态监测；水文、气象等水路运行环境监测，实现对航道通航要素运行状态的监测监控及运行管理。4.2.2系统构成航标设施监测与管理：航标设施工作状态（电压、电流、电量、位移等）指标。跨河建筑物（桥梁、管线等）监测与预警：通航尺度指标及主动航道运行监测监与管理：航宽、航深航道维护指标和航道突发事件、水上交通管制措施等实时监测；通航环境监测与管理：关键航段气象指标（风力、风向、能见度生产作业区运营监测与管理：港区码头、渡口、船闸等运营状态航道截面监测与管理：航道断面尺度、船舶数量、船舶类型、货物、吨位等数据监测管理。4.2.3航标设施监测与管理系统航标是设在港口、航道和港区的重要水上交通基础设施，可以为船舶提供航行的引导，同时作为障碍物的标示，航标是否充分发挥应有的作用，不仅影响船舶的安全航行，甚至可能危及船员的人身安全。随着水运的迅速发展，水上航标数量越来越多，如何对其进行高效管理成为当前面临的一大难题。传统的人工巡检模式已不能满足大量航标的高效管理，因而信息化技术在航标监测领域得到广泛应用。航标监测系统应包括监测部分和管理部分，根据航标监测的一般特点，系统需要包括的功能主要有：自主查询、信息汇总与检索、状态信息获取、系统工作记录、自动报警、设定工作指标、航标管理、远程控制、权限及名单管理、利用电子航道图显示航标的坐标和轨迹。系统围绕航标实际业务需求和工作场景进行，主要包括航标管理航标作业、系统管理等功能。各功能模块之间以数据库作为桥梁纽带，实现数据的互联互通。航标基础数据包括但不限于航标图例默认配置、航标器材默认配置、通讯配置信息、航标浮具配置信息以及航标实体航标基础信息维护、航标器材信息维护、航标动态信息查询等。数据库中航标基础数据更新与各功能模块操作均关联，即通过航标作业、航标巡检、航标维护、失常处置等业务的开展，对系统数据库中航标基础数据进行维护更新，且任何功能模块操作对航标基础数据的改变可及时在其他功能模块中体现，保证不同功能模块间读取数据的及时性和对称性，确保航标基础数据持续性更新。此外，系统通过整合数据资源，建立线上业务流程，按照质量管理体系文件要求完成线上业务审批，生成符合体系文件要求的业务报表，在一个平台完成航标所有动态和静态信息的展示、更新和维护。系统须对航标标体进行统一编号，使标号与航标名称实时绑定。航标基础数据（静态数据）又和即：标号-航标名称-航标基础数据-航标监控数据。该数据链条始终保持内部的关联性，围绕这一数据链条，系统展开的相关业务，如航标作业、巡检、维护，若涉及数据更新（主要涉及航标基础数据和配置信息都会及时更新在数据链条中，并被记录和存储。如此，即可实现对航道某一固定位置航标历史面貌、历史配置进行全面追溯，也可对一座航标或任一单体器材从出厂使用到报废处置的“全生命周期”进行跟踪管理。4.2.4桥梁通航尺度监测与预警系统船舶大型化已成为发展趋势。在航道整治过程中，由于客观因素的制约，历史桥梁的通航净高并未同步得到提升，易发生船舶碰撞桥梁事故。本项目拟通过过闸服务APP提示桥梁的通航条件，以避免船舶撞桥事故的发生。1、桥梁通航尺度监测系统实时监测桥梁的通航条件，并将该信息发布给计划通过该桥梁的系统由桥梁通航条件数据的采集、处理和通航净高显示三部分组成。数据采集：包括桥梁及近域航道的实时水位、航道断面高程、桥梁设计净宽、顶标高以及航道业务综合数据等。数据处理：通过相应算法处理获取的实时水位等数据得出通航净高数据。通航净高显示：通过过闸服务APP，提醒过往船舶。（1）数据采集子系统数据采集子系统的主要作用是采集桥梁通航安全最基本的三个方面数据：包括航道水位实时数据、桥梁通航孔立面和航道断面数据。航道实时水位数据来源于水利业务系统的水位数据或安装于桥梁附近的实时水位数据。航道通航孔和航道断面数据来源于指挥监测系统的桥梁基本信息和航道断面数据库。（2）数据处理子系统根据数据采集子系统提供的数据，通过系统处理和相应算法，得出该桥梁的实时通航净高，并推送给数据显示子系统。此外，为了防止由于通讯网络故障及显示设备异常等问题导致的数据误报现象，系统具备对显示屏数据进行二次复核的功能，对由于设备故障造成的显示数据与系统数据不符等异常状况做智能化的判别和处理，以确保通航净高显示数据的准确性。（3）数据展示子系统经系统处理和计算获得的桥梁通航净高数据，通过航道公共信息服务系统APP方式传送给船民。2、桥梁通航尺度及防撞监测管理系统桥梁通航尺度及防撞监测管理系统接入各桥梁防撞预警自动报送事件数据，具备如下功能：（1）系统以电子航道图为载体，显示航道中各桥梁的实时通航水位、桥梁可通航高度等信息。（2）系统将相关通航信息通过航运服务APP定向推送至运行在相关航道段船员，APP涵盖掌上航道图、导航规划、前方桥梁通航尺度、故障申报、审批查询、航道天气、航道新闻、航道通告和系统设航运服务APP系统以电子航道图为基础，显示当前航行路线和当船民到达相应桥梁附近时，系统将该桥梁的通航净高主动推送给船民，以保障桥梁的通航安全。（3）中心系统可以立刻获取事故发生的时间与肇事船只信息，从而可以实时定位和掌握通航情况，并根据碰撞能量等级及时采取封桥、封航等相应处置措施，避免二次事故的发生。4.2.5水位监测及动态管理系统内河航道水位作为航道尺度维护的主要指标，是指导船舶合理配载和保障船舶安全航行的重要因素。全面、及时、准确地感知内河航道沿线水位信息，并合理地预测水位短期变化趋势，对于提升航道通过能力、保障船舶航行安全和科学开展航道养护至关重要。通过航道沿线水位观测站实时采集各监测点数据的集中接入分析，航道部门可以全面、及时地掌握水位的动态信息。结合电子航道图进行线水位及通航条件分析展示，并向通航服务APP进行实时发布。然而对于水位变化趋势的预测，由于内河自然环境的复杂多变性，很难建立起准确有效的物理数学模型。后期通过一段时间的数据积累及近年来人工智能领域快速发展的深度学习理论和技术，从大量历史水位数据中学习和建立智能水位预测模型，根据内河沿线水位变化的特点，利用沿线连续多水位站的水位数据进行联动学习的方法，进行多水位站联动的智能水位预测模型探讨，进行水位的短期预测，提供更好的航道水位信息服务。本项目主要完成各水位监测点的实时集中采集、分析及展示，预留预测功能模块接口。4.2.6通航气象监测管理系统水上交通安全是一个受到“人、船舶、环境和管理”多因素影响的复杂系统，具体到船舶航行安全，主要受船舶、天气、水文和交通服务四大因素影响，其中船舶、交通服务为常态可控因素，而天气、水文则为非常态、控制难度较大的环境因素，大风、大雾等恶劣天气往往造成水上险情事故，洪、枯水等造成的不良航道条件则增加了船舶操控的环境危险度，以上诸多因素部分已超出了气象服务航运的可控范围，本项目从航运交通与气象的关联入手，让气象预报更贴切地服务于航运交通。系统接入气象部门沿线气象观测站及预报的实时数据，建立一种服务于航运可视化场景的天气通航等级指标，以便能较形象、准确地表达天气对航运的影响。影响通航的危险天气主要是大风、低能见度，主要表现在寒潮、台风、强对流过程的大风，雨雪、沙尘、雾霾等造险化学品）运输中的高温天气，对船舶航行也有较大的影响。采用能温的强度，将天气通航等级划分为适宜、有一定风险、风险较高、风险高、风险很高五个等级，分别以绿色、蓝色、黄色、橙色、红色表示。其中，最高气温只针对危化品运输船舶。在航运调度和船舶航行实际应用中，可根据各种类型船舶的稳性、抗风等级，航道对船舶在具体天气、水情以及载货种类、上下行行驶要求上进行针对性调整，并向全线在航船舶提供相应气象服务。将影响天气通航等级的气象数据按实况监测、网格预报、服务预警3类进行划分。（1）实时气象监测。将气象部门沿线站点的经纬度信息与相关航道段进行关联匹配，进行相关航道段的实时气象预报，并通过测站实时要素比对等级阈值，确定该航道点的天气通航等级。（2）网格要素预报。将气象部门的智能网格预报拼接而成的格点要素预报，在航道地理范围上进行筛选，选择距离航道点最近的四个格点，再进行双线性距离反比插值，从而匹配至航道点，同上通过阈值比对从而确定该航道点的通航等级。（3）服务预警信息。按预警信号的预警区域进行筛选，即若航道点位于预警信号影响区域内，则航道对应位置受到预警影响。根据预警信号的有效时间和解除信息，确认数据的影响时间。提取预警信号内容中要素值或值域范围与天气通航等级阈值比对，从而确定预警影响区域内航道点的通航等级。对同一时刻、某一航道点存在多种通航等级的情况，按影响最大的等级确定为最终等级。4.2.7航道截面监测管理系统航道截面监测管理系统集中采集航道截面实时监测数据（航道断面船舶数量、船舶类型、货物、吨位）等，结合定期航道断面扫测数据的采集，根据航道的变化规律推算出河道碍航的时间、航段，为科学治理航道提供可靠依据。基于模拟航道矢量数据，横跨全线航道，覆盖所有时间，分析航道河床、航道水深、流量等变化发展演变规律。通过各种统计分析方法，多角度、多维度处理数据，并采用数据报表、图表形式直观呈现基于数据整合的基础上对数据进行商务智能处理。一方面通过各种统计分析手段多角度、多维度深度挖掘，寻找数据演变规律，一方面根据统计报表系统需要对数据进行归纳整理。系统生成月、季度、年货物吨位统计报表，货物类型占比统计报表等。系统在整合数据的基础上，根据一定的规则或实际需要来统计分析数据并发现问题、分析问题，以便有效解决问题，并根据数据发展变化规律，预测预见，实现一定程度上的态势分析，从而有效指导生产、辅助决策。报表系统主要是通过各种角度、多个维度以报表、图表等方式呈现数据，让用户直观了解货物流量情况。4.2.8生产计划及执行报表管理系统航道生产计划及执行报表管理系统主要实现航道维护工作计划制定和工作执行情况记录等功能，系统包括自定义计划报表模板、制订生产计划、自定义执行报表模板、生成执行报表等业务功能。系统需要根据各级计划管理部门的实际工作需要，能支持用户能够在一定程度上自定义报表模版。系统需要支持将用户通过Excel定义的表头以及必要的函数，导入到报表模版管理池中，系统能够准确的展现用户定义的表头及函数。为便于用户尽快生成计划，系统需要支持将历史计划复制一份成为新的计划，且计划的时间等参数都可以按照用户的要求实现自定义。用户可以基于这份快速生成的计划进行微调，就能形成一份全新的计划报表。所有的计划报表都要能导出为Excel格式文件，保存到用户本地计算机。按照管理单位的要求，系统能够支持航道养护里程计划、航道养护尺度计划、航道整治建筑物检查计划等制订。与自定义生产计划一样，系统需要支持执行报表模版的自定义、复制报表和导出报表等业务要求。但不同的是，需要针对执行报表中的具体某个统计项自定义汇总逻辑。系统根据执行报表的统计逻辑，需要自动生成各种报表的内容，比如航道维护尺度完成情况报表、航道维护测绘完成情况报表、航标失常与器材损失情况报表等，并能支持导出为Excel表格。4.3航道网协同运行管理平台系统实现对航道各类数据分析内容在地图上集成，提供可视化、直观高效的分析成果展示系统，通过历史数据与实时数据的分析与数据挖掘，实现对航道运营管理决策支持。（1）航道拥堵热力图：将航道等距设置监多个测区域，通过对监测区域密度分析形成航道拥堵热力图，叠加GIS电子航道图系统进（2）船舶分布图：对航道重点监测区域进行监测分析，以直观的船舶位置结合图表展现船舶在航道中的分布情况。（3）船闸运力运量视图：通过分析智能过闸（ETC）系统上报的船闸运营数据，分析各个船闸运力运量，自动生成图表进行展示。（4）船舶货种雷达图：反映航道或船闸指定时间段内航运船舶的货物种类情况，自动生成雷达图进行展示。（5）船闸联动关系图：船舶在航道中途经各船闸的待闸时间；上下行突发流量时各船闸的联动关系。从侧面反映对待大流量船舶来袭时的应急态度。（6）预警预报：对航道、船闸发生停航、限航或特定锚地停泊区域的非法船舶闯入的预警预报信息和处理结果进行展示。（7）断面综合显示：对每次航道测绘数据进行分析整理，生成航道断面二维图，结合实时水文与气象数据进行展示。（8）可视化视频监控：将航道、船闸的视频监控资源进行位置化标注，以图层方式叠加至电子航道图中。结合船舶AIS系统应用实现视频监控的船岸实景相结合。（9）船闸运行动态一张图：实现全线船闸枢纽现场运行实时动态以“一张图”进行可视化显示。包括：液压泵站的机组运行及报警状态；闸门的状态变化；阀门的状态变化；上下游和闸室的水位测量4.4港航综合信息服务平台4.4.1航运门户升级综合门户由省港航建设投资集团统一建设，本项目航运门户只作为综合门户的二级或三级子栏目考虑，重点考虑与综合门户的接口规划建设。具体功能包括：航道信息服务通过电子航道图叠加GIS地图动态展现航道段区域各航道信息点数据，提供放大、缩小、平移、测距、标志点等基本功能，船员或其他社会人员可登录该平台进行查询。1、水位监测预报信息地图叠加标志点方式或列表显示各水位监测点水位监测信息和短期预报信息。2、通航设施尺度地图叠加标志点方式或列表显示各通航设施（过河建筑物、临河设施等）尺度信息，包括设施名称、位置、水深、航道宽度、转弯半3、航道气象信息地图叠加标志点方式或列表显示航道气象预报信息。该信息主要来源于气象部门，发布时应注明来源单位。4、航道通知通告地图叠加标志点方式或列表显示最新航道通知通告信息。5、助航设施状态地图叠加标志点方式或列表显示各助航设施（航标等）状态信息，包括设施名称、位置、运行动态等。通航信息服务1、航行区域内突发事件信息结合电子航道图功能，在图中以闪烁或高亮图标标识突发事件地点，用户选择某一突发事件后，系统提供该事件详细信息。2、水上、水下施工信息列表显示航行区域内水上、水下施工信息，包括：施工时间、施工范围、施工船舶、施工内容、注意事项等。结合电子航道图功能，在图中以闪烁或高亮图标标识施工地点，用户选择某一施工地点后，系统提供该工程详细信息。3、航行通（警）告列表显示航行通（警）告信息，包括：航行通（警）告名称、发布时间，用户选择某一行记录后，系统提供该航行通（警）告的详细发布时应注意标明“转发自海事部门”等字样。4、交通管制信息管制原因、管制范围、管制时间、管制信息发布时间。发布时应注意标明“转发自海事部门”等字样。5、船舶过闸信息列表显示主要船闸的船舶过闸计划安排信息、船闸/桥梁的开关时间、船舶过闸调度规则、船闸的上下游实时的水位信息、船闸上下游等待过闸的船舶数量和排队情况、违规过闸的船舶情况（船名及所属公司、违规的事实及处罚情况）等信息。6、港口码头信息能够根据需求，为各类服务对象提供：港口码头基本信息的查询港口码头基本信息包括：港口名称、可靠港口船只吨位、装卸货类型、码头水深、码头岸线、吊装能力、码头简介、联系方式。在线电子航道图服务航运门户提供在线电子航道图网站、服务及接口、服务管理模块、后台管理等管理功能。1、在线电子航道图网站在线电子航道图网站是将电子航道图通过WebGIS形式对外发布。使用者在不登录门户网站的情况，通过Web页面能够浏览不同比例尺的电子航道图，查询各类公开航道要素的属性及位置信息，了解航道图的分幅情况。登录系统后，用户可以使用在线标绘等扩展功在线电子航道图是通过电子航道图服务平台首页中在线电子航道图的链接进入。地图框采用js技术实现，屏幕分别率在1024*768在线电子航道图的比例尺严格遵从电子航道图基础数据管理平台中脱密后导出的数据要求。航道图数学参考：国家大地2000坐标系，高斯克吕格投影。地图单位为公里。2、服务与接口电子航道图的服务与接口主要包括数据服务、OGC服务、空间分析服务等。数据服务包括基础切片数据服务和航道专题地物要素服务，OGC服务包括WMS、WFS、WMTS服务等。空间分析服务主要包括各类地物要素之间的相交、邻接、重叠、交叉、包含等空间分析3、服务管理服务管理模块是针对电子航道图服务平台的数据服务、接口及在线电子航道图的综合管理模块。主要包括服务的注册、启用、停止，服务使用申请、审核和使用情况统计。4、后台管理主要包括用户管理、角色管理、系统日志管理、系统数据备份与用户互动提供公众留言功能，并向公众提供邮箱、热线、短信、微信和微博等互动方式。4.4.2微信公众号升级省港航建设投资集团微信公众号面向航行船舶、港航企业、行业单位、社会公众等，提供更加便捷高效的个性化公众服务，同时将水航行障碍物、临过河建筑物、境界和地名、沿岸地物、沿岸地貌、沿岸岸线等相关的文本、图表信息发布到微信公众号，提供给广大公众用户，实现信息的及时发布，以及与社会公众的咨询互动等功能。本项目将航道信息接入微信公众号，并进行功能升级。4.4.3一体化管理平台升级省港航建设投资集团一体化管理平台通过整合船闸、航道、工程建设等数据资源，建设一体化管理平台，实现港投公司业务的集中管控，主要包括船闸运营管理、工程建设管理、航道通航管理、视频联网监控、应急保障管理、大数据决策支持等系统的建设。本项目将航道信息接入一体化管理平台，并进行功能升级。电子航道图是以数据库为核心，将航道图、航标、水位、航道维护尺度等航道基础地理信息数据进行汇聚整合，将数据生产方、数据使用方和数据管理方集成于一体，通过网络向港航企业、社会大众和相关管理部门提供电子航道图的服务、更新与运行管理。主要包括以一、制作电子航道图应用图层制作电子航道图应用图层，要求符合《S-57数字海道测量数据传输标准》以及《S-52电子海图显示与信息系统海图内容与显示规范》，满足基础的船闸运营管理以及航道通航服务需求。在电子航道图基础上，开发港航地理信息公共服务接口，实现基于电子航道图的各类系统可视化应用。利用地理信息系统软硬件平台，根据应用需求，电子航道图实现以下基本功能:1、航道状态显示；2、通航设施信息显示；3、船舶位置动态显示；4、船舶基本信息动态显示；5、事故责任辅助判定。二、电子航道图显示系统系统能够支持电子航道图的显示，并支持其他应用系统的调用。系统具备以下功能:加工整理得到的航道、基础设施、船闸、港口等地理信息数据，通过对GIS图层的二次开发及测绘发布到信息展示平台供用户使用。2、基本操作功能，电子航道图具有基本的放大/缩小/漫游等功能，同时点击某个船闸、水上服务区等图标可以具体显示该船闸的待闸时间、待闸船舶数量，服务区的服务种类、服务内容等信息。5.2数据交换系统航道航运信息化系统基础数据库的数据来源分为内部信息交换与外部信息交换两个部分。1、内部信息交换主要用于通航各业务系统间的数据信息交换，如：自建感知层数据、上级业务主管部门系统之间数据交换及与通航信息化部分相关的社会公共资源的数据交换。2、外部信息交换包括：与一体化平台数据交换平台对接，实现与一体化平台其他系统的数据交换；与交通主管部门和港航集团之间航运相关业务数据对接。5.2.1数据处理数据处理主要完成对采集的原始数据进行质量检验、控制和规范化处理，剔除错误的数据，保证数据质量，并根据各种需要进行数据集成，进而对数据组织规范化存储。（1）数据标准接口数据交换平台中不同的系统传输数据内容和方式都可能不一样，不同的系统提供服务的方式和数据格式也不一样，为了使不同系统在互相交互时有一个统一的接口表现方式，需要定义一套统一的接口（服务方式和数据格式）表示方式。由于XML的强大描述能力，可以使用XML来描述各系统的服务接口和数据传输方式。（2）数据转换由上节可知，接入的数据来源各异，数据产生的方式各有不同，数据在形式、格式上也复杂多样。为了方便存储和满足各个业务系统对数据的需求，应该将数据从形式和格式上统一化、标准化，以符合统一的数据接口规范的要求。数据转换是表层的处理，不牵涉数据的1）数据格式的转换数据在数据库中的存储对数据的格式有严格的要求，数据格式转换是对数据做的原始处理，主要检查数据的完整性，删除格式不完整的数据，剔除空格、制表符以及过多的有效数字等。2）数据形式的转换由于各个应用系统对数据处理的机制不同，产生的数据形式也各不相同。为了方便数据库存储，应该将这些格式归一化为一种格式，如数字和字符串的转换，xml和字符串格式的转换等。（3）数据加工数据加工是指根据数据的实际意义，对数据做相应的处理，以实现对数据内容的变换。有些数据在传输前，基于节省流量、传输安全性、传输标准化等的考虑，对数据做了一些编码，转化和拼接，在接入模块接受到数据之后，需要从语义上对数据进行解码、还原和拆分。5.2.2数据交换（1）数据传递方式需要支持两类数据传递方式：实时类型的数据传递方式和持久类型的数据传递方式。实时类型的数据传递方式能够满足对可靠性要求不高，数据传输可以丢失，但传输时间要求很高的传输需求。持久性的数据传递方式能够满足对可靠性要求很高，在生命周期内要求可靠传输的，对传输时间要求相对较低的传输需求。（2）数据交换方式提供消息的同步通信、异步通信和会话通信模式，提供点对点、广播、订阅/发布、通知等通讯机制。通过这些方式满足不同的数据交换方式的要求。（3）名字服务需要提供名字服务功能。应用程序只需按名字发送或接收数据，即可实现应用到应用间的跨越网络、平台的通讯。支持消息传递方式（4）传输能力需要提供高效的传输能力，使统一传输平台能够满足所有应用系统的数据传输要求。提供优先级处理能力，使具有高优先的数据能够得到及时传输。（5）传输可靠性通过多种技术保证数据传递的可靠性，包括：断点续传；提供故障恢复能力，保证数据发送，接收的完整性。（6）标准传输组件标准的传输组件是预制的应用组件，它实现一些通用的数据传输功能，使应用只需要进行配置即可实现基本的数据传递功能，简化应用系统的实现。基本的传输组件包括：文件和目录的收发组件，共享5.2.3数据共享（1）数据描述数据共享的主要功能是数据采集和数据应用，需要有一个方便的数据描述工具和数据描述方式，作为整个数据共享的基础。（2）数据自动同步数据共享服务存在着大量的数据抽取和数据同步需求，需要提供基本的数据自动抽取和同步功能，支持数据同步功能的快速建立。（3）数据查询建立共享数据，就是为了方便各个系统共享数据，需要提供基本的数据查询服务和工具，方便个人和业务系统查询及获取共享数据。（4）支持不同的数据源不同的业务系统存储数据的方式可能各不相同，需要支持数据源的不同存储方式（如不同的数据库、文件等）。5.2.4应用集成整合提供应用集成框架。可以实现从一个系统采集数据，并对数据进行加工处理，将需要的数据提交给另一个系统使用。提供标准的系统集成组件，包括IBMMQSeries、JMS、JDBC、Excel、普通文件、WebService等。提供应用集成组件的开发框架，可为特殊的应用开发定制的组件适配器，以集成自有的应用。提供有效的安全管理功能，需要提供的主要安全功能包括：（1）安全认证，提供对接入平台的节点和使用平台的用户进行身份认证，防止对平台的非法使用。（2）传输加密，可以对重要的传输数据进行加密和校验，防止重要数据被窃取或篡改，保证数据的完整性。（3）权限管理，提供授权管理功能，使每个用户都只能使用有权限的节点和应用服务功能。5.3视频图像分析系统5.3.1视频图像质量诊断分析平台系统概述随着视频监控系统信息化水平的提升，视频监控系统建设规模逐渐增大，数量庞大的视频监控设备的运维工作都是完全靠人工检测和处理，监测难度大，故障处理不及时，而且运维工作量巨大，导致运维的成本不断增加，使得视频监控系统的使用效果大打折扣，严重影响了安全保障工作的有效开展。因此，如何提高视频监控系统运维工作的效率，建设智能化的视频监控质量诊断系统成为需要，目前视频监控系统中存在的问题：1、摄像机或镜头故障造成的视频信号图像模糊，亮度异常，无2、摄像机受到外部干扰产生的雪花点，条纹干扰等异常情况；3、人为破坏造成的摄像机拍摄方向偏离，不能提取到正常的监4、系统网络故障造成的信号时断时序，重要事件没有录像。随着计算机视觉技术、数字图像处理技术、电子技术等的不断发展,视频图像质量的自动诊断技术已逐步发展并成熟，而且在视频监控中发挥了重要的作用。基于视频诊断技术，对路段视频进行智能诊视频模糊、视频花屏、视频抖动、视频丢帧、雪花干扰等，并及时进行报警、定时出故障报表，不仅可以减轻大量的人力和时间，更能及时高效的进行报警便于修复，还能为后续维护和建设提供各种参考数系统总体架构视频质量诊断分析平台通过对前端设备传回的码流进行解码以及图像质量评估，对视频图像中存在的质量问题进行智能分析、判断。系统采用轮巡的方式，在短时间内对大量的前端设备进行检测；检测内容包括多种视频故障，如摄像机在线情况、信号丢失、黑屏、图像遮挡、图像模糊、图像亮度、图像冻结、图像噪声、图像闪烁、图像滚动条纹，同时支持模拟和数字视频接入。系统联网结构视频质量诊断分析平台通过RTSP、ONVIF、GB/T28181-2016协议直接从前端视频采集设备获取视频图像，也可以也可通过GB/T28181-2016协议对接视频管理平台获取视频图像。质量诊断内容1、视频清晰度异常主要检测视频中聚焦不当，异物遮挡等引起的视野图像模糊。2、视频信号缺失主要检测前端摄像机损坏、电源故障或视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失现象。3、亮度异常主要检测视频由于照明异常、增益控制、摄像机故障或人为遮挡等引起的画面过暗、过亮等现象。4、视频条纹干扰自动检测由于线路老化，传输故障，或者接触不良，或受到电磁5、视频雪花干扰自动检测由于线路老化、传输故障、接触不良、或者受到电磁干扰，视频图像中一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰导致的雪花、图像抖动或滚屏等现象。6、视频偏色自动检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像机故障等原因造成的视频中的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的7、画面冻结检测自动检测由于视频传输调度系统故障引起的视频画面冻结。系统功能设计视频质量诊断分析平台支持摄像机故障、摄像机在线情况、信号图像闪烁、图像滚动条纹；支持按需将事件检测的结果推送至相应管1、用户管理用户管理创建的目的在于实现对组织机构的所有用户的信息进行添加，修改，删除，查看等基本操作。同时在用户管理功能上，还可以为用户重置密码，管理员可以禁用/启用此用户。2、设备管理设备管理用于管理所有添加到系统中的设备，完成设备的添加、修改、删除、查看等基本操作。3、信息分析查询系统同时能够指导维护人员及时维修故障设备，为用户提供运维过程与结果的考核依据。提供多种统计报表展示方式，例如柱状图或折线图。按设备名称、品牌统计的故障率，用于为用户后续选用高品质的视频设备提供有力的参考决策依据。能够按日期查询历史诊断记录和报警记录。能够按摄像机品牌、所属组织、故障严重等级、开始日期、结束日期和诊断类型查询历史诊断记录和报警记录。查询结果包括：检测时间、组织、设备名称、品牌和检测结果详4、设备故障报警当诊断系统对设备状态的监控发现故障时，进行实时报警，故障信息包括：故障发生的时间、设备名称、设备类型、故障类型等。5、视频质量诊断对摄像机设备出现的常见故障，比如设备不连通、画面偏色、信号缺失、清晰度异常、亮度异常等故障；以及跟视频监控相关的视频设备、网络设备运行状态监控，视频信号传输的链路可用性和质量监控。以视频监控点为单位，提供完整的智能故障分析功能，利于方便的进行整网运行的状态展示和查询，并为运维管理系统提供详尽的故视频故障分为视频清晰度异常、视频信号缺失、亮度异常、对比度异常、噪声干扰、视频花屏、视频偏色、画面冻结、视频抖动、设备离线等多种类型。系统采用最新智能诊断分析算法，模拟人类视觉反应，通过视频图像特征建模，以及自适应学习，检测视频存在的故5.3.2船舶AR视频识别平台船舶AR视频识别平台主要实现船舶动态定位识别、船舶信息动态AR展示功能，主要功能包括：（1）视频监控流媒体：支持接入国标GB28181协议视频接入和转发功能。（2）中心管理服务：负责处理监控业务和GIS数据逻辑，进行业务数据管理。（3）AR视频编辑：自定义设置监控下的标签（点标签、矢量标（4）AR视频可视化：提供视频画面可视化显示功能，实现视频静态画面实时显示船舶识别和身份信息，并按一定规则实现跟踪。（5）视频摄像头接入授权：对接入视频摄像头接入授权。5.3.3视频除雾清晰度增强平台经过多年的发展，视频监控技术已在交通监管领域得到了广泛应特别是在雨雪、雾霾、沙尘等恶劣天气下，传统视频监控获得的图像/视频受到严重退化，不仅模糊不清，对比度降低，彩色图像还会出现严重的颜色偏移与失真，无法获取清晰的图像/视频，不利于对图像/视频的分析、集成应用与特征提取等，无法实现对正常目标进行监测和跟踪。为了满足恶劣天气下的视频处理要求，最大化发挥现有视频外场设备的投资效益，本项目部署视频除雾清晰度增强平台，采用视频优化技术来提升图像/视频质量，满足实际工作业务需求，主要功能（1）高速实时处理：满足视频实时处理每帧20ms以下的要求，可提供处理速度对比性能图或线型；（2）支持多种产品：系统能够支持大多数规格和格式以及驱动的视频采集，包括对数字摄像头和模拟摄像头的视频采集；（3）对比显示分析：可以提供视频实时处理的结果演示以及处理结果的对比,以便观察和分析；（4）双窗口显示：可以提供对比去雾、沙尘、夜晚、水下等前后（5）具有很好的可扩展性，简单地改进后，可以白天复原雾天降质视频，夜晚复原低照度视频，在沙尘天气亦可自适应复原。5.4区块链云服务系统5.4.1联盟链管理提供丰富的联盟链管理功能，以适应不同业务和架构，帮助航道各信息化系统及部门便捷地创建或加入生产环境的机构联盟链网络中，完美实现业务与区块链网络快速完成无缝对接。联盟链管理主要账户管理提供子账户设置、权限控制、账户共享等功能。使用区块链技术实现的去中心化的账号权限系统，具有高扩展性、高安全性，支持用户进行多种权限模型配置，并具有防篡改可追溯的功能。节点管理提供可视化操作功能，可以让用户轻松添加本地节点或者云节点，用户可以无需关心区块链底层细节，零门槛进入区块链世界。同时也面向高保密、高安全性要求的业务系统提供本地部署解决方案，并安排技术专家为开发人员提供区块链研发培训，使用户可以迅速在本地完成建链操作。联盟自治为用户提供创建联盟服务，用户可以邀请其他机构的用户加入已经存在的联盟，已被邀请的用户，待联盟内所有机构审批通过后，即可成为联盟中的一员，用户还可以在联盟内创建区块链应用，将区块链应用发布到所处的联盟，联盟内所有机构共享联盟内的区块5.4.2可视化监控运维提供网络监控、节点监控、业务监控、系统告警、账户监控、日志管理功能。并为用户实现多维度的可视化监控，包含区块链管理服务平台全系列应用的系统状态、性能和交易情况、链运行状态。用户还可以同时实现多区块链系统的运维操作，方便运维与系统管理，降5.4.3智能合约管理配合合约工程管理，各业务系统可以自行创建、部署智能合约，实现定制化服务。同时丰富的合约模板，也支持用户各种应用场景快速落地，减少业务上链的合约开发成本。利用服务平台提供的合约审计功能，开发者又可以进一步保证合约的代码安全和使用安全。5.4.4数字密钥管理服务平台为用户提供完整的密钥远程托管解决方案，该方案利用加密手段和分布式分割存储方案，提供安全的密钥托管手段。当用户密钥丢失后，还可以通过信息认证等手段找回密钥。5.4.5区块链服务管理基于提供的区块链底层云服务平台，为航道信息化系统提供丰富的区块链服务接口，方便各业务系统接入区块链后，迅速了解使用区块链，并体现区块链作用及效益。在系统服务层的支持上，上层各航道信息化系统可以根据业务需求，通过松耦合的接入方式，迅速完成业务应用。为了适应不同业务场景的需求，区块链基础云平台为多种语言（Java，JavaScript，Go等等）提供SDK和统一API，方便业务系统开发人员进行业务接入操作。此外，服务平台依据区块链业务常用需求，提供了数据存证与上链服务、数据溯源服务、信息校验服务和区块链浏览器等服务。6.1设计理念本项目建设的船舶过闸协同服务系统主要是实现自动化的船舶感知及身份识别，并接入统一船舶与船员档案库，在全省范围内共享数据实现船舶吨位判定标准化，从而告别传统“人工”业务处理方式。系统使用标准的信息化手段，实现过闸业务全过程自助化，减轻调度人员工作负担并提高调度工作透明度将调度排档工作智能化和透明化；用软件系统指导与规范船闸内部管理工作提高船闸运营效率，提供多维度的信息扩展服务（船闸、航道、水文、气象为船员提供便利，同时提升船闸的服务质量。建立高低结合、动静结合、内外结合的综合监控网络，将船闸生产监控、管理监控、安防监控有机结合。做到可查询、可搜索、可定位、可描述、可报警、可联动，大大改善监控系统的应用模式，形成一张网络、多种业态模式，提高使用效率；通过使用权限划分用户，做到船闸视频资源的最大化利用，并与船舶过闸协同服务系统进行业务对接，获取AIS船舶位置、航行、航行速度等数据，结合GIS平台实现视频与船舶的联动、联控，进一步提升视频监控使用效果。6.2总体设计6.2.1系统架构本项目将船舶过闸协同服务系统、视频监控系统、计算机自控系统进行业务融合，利用集团制定统一的数据交换标准，进行数据交采用统一系统、统一界面、统一操作的模式，将所有船闸业务系统整合至管理中心完成。充分发挥信息化的引领作用，面向现场管理人员提供安全生产调度，面向船闸负责人提供运营管控，面向决策层提供领导决策支撑，面向社会公众提供公共信息服务。展现系统监控中心多媒体一体机平板设备移动终端PC终端第三方支付船闸智能综合运营与服务系统短信发送信息推送终端身份识别计算机自控系统视频监控系统第三方支付船闸智能综合运营与服务系统短信发送信息推送终端身份识别计算机自控系统视频监控系统船舶身份识别船舶身份识别银行对账接口银行对账接口用支撑系统基础平台ECS服务器基础平台ECS服务器监控摄像机卫星定位各类传感器监控摄像机卫星定位各类传感器端VHF通讯状态感知状态感知层：系统中各底层硬件提供的原始数据信息源，各自负责收集自身维度的前端数据。如：监控摄像机获取的现场视频画面，卫星定位系统获取的经纬度数据，自控系统接受的指令、各类传感器反馈的数据与完成指令反馈，船载AIS终端与岸基AIS基站交互的基础平台：提供计算资源、存储资源和网络资源，将局域网、自控网、互联网与专网合理结合，搭建基础硬件平台与网络平台为上层业务应用提供支撑。应用支撑系统：主要由十个业务模块组成三大系统，即船舶过闸协同服务系统中的银行对账接口、第三方支付模块、电子航道图模块、短信发送模块、GIS模块、信息推送模块、船舶身份识别模块、终端识别模块，视频监控系统中的视频监控模块、GIS系统模块（与皖航通系统公用）、电子航道图模块（与皖航通系统公用船闸自动控制采用直观、多样、炫酷的效果，实现同屏操作、同步呈现、实时推送等感知性极强的交互能力，帮助业务运营人员、决策管理者、社会公众快速聚集业务目标。用户层业务应用层设备场景层6.2.2业务架构用户层业务应用层设备场景层集团公司一体化平台船闸运调人员船闸安保人员船闸管理人员船闸运调人员船闸安保人员船闸管理人员皖航通系统皖航通系统 综合业务平台（融合）视频监控系统监控网办公网监控网办公网摄像机传感器AIS摄像机传感器AIS身份识别GIS船舶过闸协同服务系统、视频监控系统以及计算机控制系统，虽然各业务系统定位有所不同，解决船闸问题也不相同，但是，操作人员与管理人员相同，如将每个系统单独建设分块使用管理，必然造成人员浪费，降低船闸工作效率，也与集团利用信息化手段提高管理效率宗旨相背离。因此，需建设融合业务平台，将前端设备场景层信息通过各自专用网络，在考虑安全的前提下进行信息网络融合。在各个相对独立的业务应用层从融合的网络中各自抽取自身信息源，同时进行必要的业务处理，并通过标准接口将数据上传至融合平台，做到一套平台管理多个系统，最后由融合平台根据使用者的权限设定统一对外提供服务。6.2.3网络架构本次航道船舶过闸协同服务系统需部署临淮岗船闸和蚌埠船闸，其中临淮岗船闸正在进行实施，本项目将新建临淮岗船闸视频监控系统、船闸集中控制室（临淮岗船闸管理中心并规划建设专用网络。蚌埠船闸网络部分无需改动，直接接入船舶过闸协同服务系统。6.3船舶过闸协同服务系统本项目在临淮岗和蚌埠船闸统一建设船舶过闸协同服务系统。根据本项目建设的总体要求，在充分利用合裕线、沙颍河、水阳江航线已有的数据资源基础上，建设本项目支撑的基础设施平台（构建AIS系统、船舶过闸核查管控系统、云服务计算、网络、安全等硬件和应用系统软件，为项目建设提供基础环境和软硬件技术性支撑支持船员不上岸业务办理、过闸费用缴纳、船舶科学有序调度、公共服务信息发布、监管分析、宏观决策及对外信息共享等业务的开展。真正意义上实现“船闸业务一张网”的环境，船舶过闸协同服务系统建设主要包括如下几个方面：1、支持船员自主申报过闸、自助缴费和船舶待闸透明化。船员可通过移动终端实施查询业务办理状态和船舶待闸状态，切实提高船员的参与度，打造公正透明的船闸业务系统。2、针对船舶驾驶人员、船舶基础信息（尺寸、吃水、干舷、吨位、船高等）、船舶所有者等基础信息的统一管理，实现基础信息修改历史可回溯，有助于信息的对比核查。建立基础信息一体化管理平台，实现数据集中。3、整合目前主流第三方支付方式，实现船员不上岸即可缴纳过闸费用，并采用省港投集团与银行协议的“聚富通”接口实现资金的二4、增加移动APP为服务对象提供多渠道服务，如：移动缴纳过闸费、船闸上下游水位查询、船闸物理尺寸查询、各船闸待闸情况查询、公共信息查询、待闸顺位表查询、过闸档位图指引等。简化过闸流程、提高过闸效率、减少矛盾纠纷。促进业务流程的改进优化，提高工作效率。依托APP自助服务来满足服务对象在船舶过闸方面的需求，最大限度地拓宽业务办理渠道，提供人性化服务。充分利用互联网和移动通信带来的便捷，方便过闸船员。6.3.1过闸缴费功能区设计根据船闸调度的流程，将整个船舶过闸缴费按功能区划分为：预申报区、申报区、待闸区和复核区四部分。预申报区：为船舶航线中的任意区域，船员使用APP可提前将申报要素填写完成并保存。申报区：为船舶即将驶入待闸区域前的某段GIS围栏区域，船舶进入此区域后可通过手机APP进行过闸申报工作（GIS围栏可依据待闸区：申报工作完成后，船闸审核船舶上报过闸载重吨，同时系统计算本次过闸费用，船员通过APP缴纳过闸费后，将船舶驶入待闸区暂时停靠，等待船闸工作人员调度船舶进入闸室。复核区：船舶进入闸室后，船闸工作人员复核船舶装载情况及货物类型，如发现申报与