港口危险货物安全监管信息系统设计与开发
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摘 要：针对港口危险货物作业种类和数量繁多、安全监管业务管理复杂等问题，提出以港口危险货物全过程监管为业务主线的系统建设体系。采用B/S架构模式设计系统的框架，详细梳理了监管业务范围，分析归纳了应用的关键技术，在此基础上开发了港口危险货物安全监管信息系统。以宁波港域为依托，基于港口GIS“一张图”在港口企业管理、码头作业监管、事故隐患排查和安全应急等方面进行了应用，进一步规范了安全监管工作机制，有效避免监督管理不到位的问题，实现港口安全生产管理的信息化。
关键词：港口危险货物;安全监管;时空数据;隐患排查
随着港口危险货物安全监管范围和压力的不断增大，在此背景下，为切实履行好管理部门对港口危险货物码头、储罐及管线等的安全监管职责，提高安全生产防控能力和治理水平，确保港口安全运行，亟需通过信息化的手段建立全方位、全过程的监管方式，保障港口安全生产运行。《关于严格落实法律法规要求加强危险化学品港口作业安全监管的若干意见》（交水发〔2016〕13号）、《危险货物港口作业安全治理专项行动方案（2016—2018年）》（交水发〔2016〕75号）等相关文件要求“港口行政管理部门建立完善监管对象的基本信息档案系统，建设安全监管信息系统，实现动态监管，提升日常安全管理水平和紧急状况下的决策指挥能力”。
通过港口危险货物安全监管信息系统的建设，全面、及时、准确地掌握港口危险货物经营人的基本信息和危险货物港口作业信息，实现动态监管。提升危险货物港口作业安全监管能力，实现对安全生产事前、事中、事后的全过程监管，提高危险货物港口作业的安全监测、预警及事故应急反应处置能力，有效防控风险。建成港口危险货物安全监管信息资源，实现港口行政管理部门与其他相关部门以及与企业间的信息交换与共享，督促港口经营人、港口行政管理部门安全生产责任的落实，促进“平安港口”建设。实现港口危险货物信息的大数据综合挖掘分析与管理，为决策提供数据支撑。
1 架构设计
根据港口危险货物安全监管信息系统的业务内容和港口已建的硬件传感设备，设计系统采用B/S技术架构，由七个层次组成。
感知层：包括港区视频监控终端、传感设备、电子标签、船载AIS终端、GPS/北斗、手持监管设备终端，将物联感知技术应用于港口危险货物运行监控、现场执法、信息获取。
基础层：包括主机、网络和存储系统，配套的操作系统、数据库管理系统、虚拟化软件等支撑软件，以及网络防火墙、安全认证等安全设备。
数据层：指港口危險货物安全监管数据资源中心，以及组成数据中心的各类数据资源库，包括相关联的GIS数据库、业务数据库、协同监管数据库和共享交换数据库等。
支撑层：构成应用系统平台的基础，是各系统实现业务协助和数据整合的技术支撑。包括二维地理信息平台、三维地理信息平台、视频监控管理平台、AIS信息管理平台、统一的权限控制管理平台、数据集成交换平台、应用服务器中间件等。
业务层：包括港口基础地理信息、港口危险货物企业基础信息管理、港口危险货物动态管理、码头危险货物作业监管预警、危险货物管道电子信息图、危险货物隐患排查治理、人员在线教育培训与考核、港口安全应急指挥等业务系统。
用户层：包括决策分析层、管理应用层和企业应用层三个层次，其中决策分析层关注整个港口危险货物安全监管层面，管理应用层完成港口危险货物的安全监管业务工作;企业应用层主要包括与危险货物作业相关的企业和人员。
展现层：基于地理信息实现港口危险货物信息从规划、建设、资质、安全监管、应急指挥等多方面展示、传递、发布和查询，实现危险货物安全监管的信息化管理，利用可视设备进行展现并提供辅助决策。
2 功能设计
系统功能从危险货物港口经营人基础信息管理、安全设施与主体工程“三同时”管理、经营许可管理、从业人员培训和资格管理、危险货物作业监督管理、重大危险源管理、现场安全监督检查、应急管理、公共知识库、监管能力建设等方面开展设计，涵盖港口行政管理部门的危险货物安全监管职能。
港口危险货物安全监管信息系统功能涵盖8项业务范围，具体如下：
2.1港口危险货物安全监管基础地理信息“一张图”
在统一的空间坐标系统中管理港域内的各种空间数据，建立空间数据关系，集成基础地形图、遥感影像图、安全专题图、设施信息图等，形成图文一体化的“监管”模式，实现安全监管等业务信息共享交换。具备大数据量并发访问高效处理的能力，可进行便捷的属性到图形、图形到属性、属性到属性、图形到图形的交互查询与分析，具备强大的空间分析功能和空间数据处理功能。
2.2港口危险货物企业基础信息管理
实现企业基础信息的集成、采集、更新和应用，全面掌握港口危险货物企业经营范围和可作业危险货物范围，以及与企业相关的人员、制度、设施、设备及安全审批相关的备案信息。
2.3港口危险货物作业动态协同监管
通过与海事、交通、安监等相关部门的数据共享和交换，以危险货物电子申报系统为基础，对接港口企业生产作业系统，借助数据交换技术、视频监控技术等，实现对危险货物港口作业全过程的动态协同监管。
2.4码头作业安全监管自动预警管理
整合码头现场监管网络视频资源，结合AIS、实时申报信息等动态监控资源，实现码头危险货物作业监管、视频监控系统、AIS系统的无缝衔接，同时与海事等监管部门实现数据的衔接与匹配，及时发现问题并自动预警。
2.5危险货物管道电子信息图建设
采集港区管道数据分布和走向信息，实现管道、管点、管廊数据的空间可视化，实现危险货物管道分类管理、危险货物管道信息查看、管道三维展现、管道数据统计、管道空间分析等。 2.6事故隐患排查治理与安全监督检查
建立港口危险货物企业事故安全隐患自查自报和政府监督检查的信息化管理机制，实现安全专项监督检查管理及综合统计分析，基于移动互联网技术开发移动巡查客户端，实现现场巡查的便捷化、移 动化和实时化。
2.7水路运输从业人員在线教育培训与考核
落实从事港口危险货物储存、装卸等作业的港口经营人和安全生产管理人员须考核合格等要求，提供在线教育培训与考核等功能，提升作业人员的安全知识水平和能力。
2.8港口安全突发事件模拟演练和应急指挥
实现港区突发事件情况下的值守接报管理、应急资源和指挥调度、应急辅助决策、应急培训演练及事后分析和评估等内容，实现日常模 式、演练模式和响应模式下的应急指挥演练，并根据实际需要应用于不同的应急场景和范围。
3 关键技术
3.1 港区高精细三维场景构建关键技术
结合港区实际和安全监管要求，确定了基于连续运行卫星定位服务系统的港区高精细数据测量与三维建模关键技术方案。基于（CORS）开展港区测量，融合测量设备检校方法、测量整体平差技术、高精细建模技术、质量控制等技术与方法，实现港区二、三维空间数据快速获取，制作港区集装箱堆场、仓库、储罐和管道等设施设备三维体框模型;在此基础上，通过融合纹理细节照片，制作具有精细结构的建筑物模型成果。
3.2 时空数据组织存储及无缝集成技术
港口危险货物安全监管系统在建设期和运行期逐步积累海量数据，在数据库设计过程中充分考虑两方面的因素，一方面是基础地理数据的空间组织策略，一方面是安全监管数据的时间组织策略。传统的空间数据和业务数据组织难以支撑实际需求，提出基于时空多维数据模型的海量数据组织存储策略及无缝集成技术，实现港区安全监管数据的时空一体化管理。建立数据组织框架体系，统一管理港域内的各种空间数据和业务数据，做到面向监管对象与监管过程的一体化，提供专题数据服务。
3.3 码头作业时空一体“自动比对”技术
充分结合GIS空间位置匹配、空间缓冲区分析等技术，结合船舶AIS位置信息、码头泊位作业信息和实时协同危险货物作业申报信息，利用视频监控系统数据共同实现对码头现场作业情况的掌握与自动对比，实现了港口、海事对船舶载运危险货物的协同申报信息核对，建立“空间-时间-属性”相结合的综合比对模式。
4 结论
港口危险货物安全监管信息系统采用二三维信息集成与可视化的地理空间参考基准，基于时空多维数据模型的海量数据组织策略及无缝集成技术，采用面向服务的架构体系，设计面向二三维可视化服务架构的基础框架并开发软件原型。在此基础上，重点设计和研究了基于空间操作与分析的关键技术，实现港口危险货物安全监管具体业务功能。
在调研宁波港口危险货物安全监管现状的基础上，将系统研发成果成功应用于宁波港口危险货物安全监管工作中，提高了港口危险货物安全监管处理速度和传递速度，提供了安全监管的信息化技术支撑，促进港口危险货物安全监管信息化建设水平。
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