智慧港口信息化管理平台建设方案.docx

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智慧港口信息化管理平台

解

决

方

案

智慧港口信息化管理平台建设方案

目录

1. 总体方案设计 1

1.1 设计目标 1

1.2 设计思路 3

1.3 设计原则 3

1.4 平台整体架构 6

2. 各业务子系统设计 8

2.1 一张图（即GIS地理信息服务平台） 8

2.1.1 概述 8

2.1.1.1 一张图建设需求 8

2.1.1.2 建设目标 12

2.1.2 系统设计原则 13

2.1.2.1 科学性原则 13

2.1.2.2 可靠性原则 13

2.1.2.3 合理性原则 14

2.1.2.4 可扩展性原则 14

2.1.2.5 易用性原则 14

2.1.2.6 安全性原则 14

2.1.2.7 功能性原则 15

2.1.3 建设方案 15

2.1.3.1 建设思路 15

2.1.3.2 技术路线 16

2.1.3.3 总体结构设计 16

2.1.3.4 数据结构设计 18

2.1.3.5 电子地图设计 23

2.1.3.6 系统解决方案设计 27

2.1.4 功能设计 30

2.1.4.1 空间数据采集、转换、入库 30

2.1.4.2 属性数据与空间数据的关联 33

2.1.4.3 基础功能 34

2.1.4.4 基础数据图层展示 45

2.1.4.5 业务数据图层展示 53

2.1.4.6 动态感知数据图层展示 61

2.1.4.7 统计数据图层展示 63

2.1.4.8 系统管理模块 64

2.2 现场执法监管系统 67

2.2.1 概述 67

2.2.2 系统设计原则 68

2.2.2.1 科学性原则 68

2.2.2.2 可靠性原则 69

2.2.2.3 合理性原则 69

2.2.2.4 可扩展性原则 70

2.2.2.5 易用性原则 70

2.2.2.6 安全性原则 70

2.2.2.7 功能性原则 72

2.2.3 建设方案 72

2.2.4 功能设计 73

2.2.4.1 执法人员管理 73

2.2.4.2 执法基地管理 75

2.2.4.3 锚地监控管理 76

2.2.4.4 码头监控管理 77

2.2.4.5 预警通告 77

2.2.4.6 行政执法管理 78

2.2.4.7 法规管理 80

2.2.4.8 统计分析 80

2.2.4.9 移动式现场执法监管系统 81

2.3 运行监测和辅助决策系统 84

2.3.1 概述 84

2.3.2 系统设计原则 86

2.3.2.1 科学性原则 86

2.3.2.2 可靠性原则 86

2.3.2.3 合理性原则 86

2.3.2.4 可扩展性原则 87

2.3.2.5 易用性原则 87

2.3.2.6 安全性原则 87

2.3.2.7 功能性原则 88

2.3.3 建设方案 88

2.3.4 功能设计 89

2.3.4.1 日常监测和决策辅助 89

2.3.4.2 重点主题的监测分析功能 90

2.4 综合指挥调度系统 93

2.4.1 系统设计原则 93

2.4.1.1 科学性原则 93

2.4.1.2 稳定性原则 94

2.4.1.3 合理性原则 94

2.4.1.4 前瞻性原则 95

2.4.1.5 易用性原则 95

2.4.1.6 安全性原则 95

2.4.1.7 功能性原则 96

2.4.1.8 易维护性原则 96

2.4.1.9 系统设计目标 96

2.4.2 综合指挥调度系统总体设计 97

2.4.3 综合指挥调度系统接入功能 98

2.4.3.1 语音接入功能 98

2.4.3.2 视频监控接入功能 101

2.4.3.3 单兵终端接入管理功能 102

2.4.3.4 数据业务接入说明 102

2.4.4 业务功能介绍 103

2.4.4.1 语音调度模块 103

2.4.4.2 语音会议功能模块 106

2.4.4.3 回音消除功能 108

2.4.4.4 多业务的融合功能 108

2.4.4.5 通讯录管理模块 109

2.4.4.6 数字录音模块 109

2.4.4.7 视频上墙功能 110

2.4.4.8 短信调度模块 111

2.4.4.9 多业务联动功能 111

2.4.4.10 视频调度模块 113

2.4.4.11 手机可视对讲调度模块 114

116

1.总体方案设计

1.1设计目标

在现有省、市港口信息化系统进行有效整合基础上，借鉴新一代的感知-传输-应用技术体系，实现对码头、船舶、货物、重大危险源、危险货物装卸过程、航管航运等管理要素的全面感知、有效传输和按需定制服务，为行政管理人员和相关单位及人员提供高效的管理辅助，并为公众提供便捷、实时的水运信息服务。

建立信息整合、交换和共享机制，建立健全信息化管理支撑体系，以及相关标准规范和安全保障体系；按照“绿色循环低碳”交通的要求，搭建高效、弹性、高可扩展性的基于虚拟技术的信息基础设施，支撑信息平台低成本运行，实现电子政务建设和服务模式的转变。

实现以感知港口、感知船舶、感知货物为手段，以港航智能分析、科学决策、高效服务为目的和核心理念，构建“智慧港航”的发展体系。

结合“智慧港航”相关业务工作特点及信息化现状的实际情况，本项目具体建设目标为：

一张图（即GIS地理信息服务平台）

在建设岸线、港口、港区、码头、泊位等港口主要基础资源图层上，建设GIS地理信息服务平台，在此基础上依次接入和叠加规划建设、经营、安全、航管等相关业务应用专题数据，并叠加动态数据，如AIS/GPS/移动平台数据，逐步建成航运管理处“一张图”。

系统支持扩展框架，方便未来更多应用资源的逐步整合。

现场执法监管系统

基于港口（航管）执法基地建设规划，依托统一的执法区域管理和数字化监控平台，通过加强对辖区内的监控，结合移动平台，形成完整的多维路径和信息追踪，真正做到问题能发现、事态能控制、突发问题能解决。

运行监测和辅助决策系统

对区域港口与航运业务日常所需填报及监测的数据经过科学归纳及分析，采用统一平台，消除重复的填报数据，进行企业输入和自动录入，并进行系统智能判断，避免填入错误的数据，输入的数据经过智能组合，自动生成各业务部门所需的数据报表，包括字段、格式，都可以根据需要进行定制，同时满足扩展性需要，当有新的业务监测数据表需要产生时，系统将分析新的需求，将所需字段融合进入日常监测和决策辅助平台的统一平台中，并生成新的所需业务数据监测及决策表。

综合指挥调度系统

建设以港航应急指挥中心为枢纽，以各级管理部门和经营港口企业为节点，快速调度、信息共享的通信网络，满足应急处置中所需要的信息采集、指挥调度和过程监控等通信保障任务。

1.2设计思路

根据项目的建设目标和“智慧港航”信息化平台的总体框架、设计思路、建设内容及保障措施，围绕业务协同、信息共享，充分考虑各航运（港政）管理处内部管理的需求，平台采用“全面整合、重点补充、突出共享、逐步完善”策略，加强重点区域或运输通道交通基础设施、运载装备、运行环境的监测监控，完善运行协调、应急处置通信手段，促进跨区域、跨部门信息共享和业务协同。

以“统筹协调、综合监管”为目标，以提供综合、动态、实时、准确、实用的安全畅通和应急数据共享为核心，围绕“保畅通、抓安全、促应急”等实际需求来建设智慧港航信息化平台。

系统充分整合和利用航运管理处现有相关信息资源，以地理信息技术、网络视频技术、互联网技术、移动通信技术、云计算技术为支撑，结合航运管理处专网与行业数据交换平台，构建航运管理处与各部门之间智慧、畅通、安全、高效、绿色低碳的智慧港航信息化平台。

系统充分考虑航运管理处安全法规及安全职责今后的变化与发展趋势，应用目前主流的、成熟的应用技术，内联外引，优势互补，使系统建设具备良好的开放性、扩展性、可维护性。

1.3设计原则

结合本系统建设要求，需要保证各系统的完整性和功能的实用性，在保证平台运行稳定运行和数据提供准确迅速的同时，界面简单实用，系统可扩展性，可维护性强。

在平台的开发、部署与实施中，严格遵循如下指导原则：

n实用性原则

在本次智慧港航的建设过程中，系统实施和业务模型的建立严格贴合业务管理实际，且充分考虑航运（港政）管理处内部管理的需求特点，本系统将有力的辅助完成局内公文流转和事务管理，有效实现与其相关联系统的数据共享与数据交互，增强系统可实施性。

同时系统操作简单、快捷，具有良好的人机交互界面，易于使用推广，且维护方便；此外系统良好的人机接口与灵活多样的展现方式，还能提高用户的查询效率，并做到快速响应。

n可扩展性

在系统功能划分模块化设计，预留了发展余地，系统结构设计、系统配置、系统管理方式等方面采用国际上先进同时又是成熟、实用的技术；系统设计所采用的技术和设备符合国际标准、国家标准和业界标准，在系统架构设计上充分考虑到各接口的开放性和可扩展性，满足用户根据信息技术的发展对应用系统进行扩展、维护及系统升级。

n可靠性

系统采用先进的系统结构和技术措施，采用成熟的开发手段，具有良好的可靠性，能有效的避免单点失败，关键设备和部件采用冗余配置，能建立各种故障的快速恢复机制，确保系统7×24小时地正常运转，在技术服务和维护响应上同用户积极配合，确保系统的可靠，保证数据指标完整性和准确性。

n安全性

系统在系统级、应用级、网络级提供各自的安全手段和措施，为系统提供全方位、立体化的安全实施方案，以便合法用户能够随时得到所需要的数据支持，系统提供高安全度防护手段，防止内部用户的非法入侵以及操作人员的越级操作，非法用户则无法接触有权限的数据，保护信息的机密，所有应用项目和软硬件都遵守国家保密条例，符合国家有关电子政务系统安全要求，具备较强的自我保护机制，以便能有效抵御各种恶意攻击，确保内部信息的安全。

n大数据量的扩展

港航管理业务及其管理模式将随着社会的发展而不断的变化，与此相对应的是，水路安全畅通与应急处置的需求也将不断拓展，管理部门将不断产生新的需求。

在此情况下，本次工程建设不可能一步到位，这就需要在发展过程中不断完善。

因此系统软件体系结构设计上支持大数据量的扩展，以能够适应业务的不断发展和用户规模的扩大，具体设计方式如下：

（1）定时清理数据，可以通过使用触发器或者带存储过程的作业来实现定时清理数据业务；

（2）利用数据的转换与提取，定期用程序或用事务复制导入原始/汇总数据，把数据复制到一台专门做统计的服务器上，专门做查询所用；查询的时候做相应的优化，例如索引，视图等这样查询的时候压力就会小很多；同时考虑负载平衡，在空隙时利用其CPU和内存；

（3）各业务系统和外部数据源传送的数据为维系挽留系统输入，这些数据分别经过数据格式检查；源数据清洗抽取转换、装载数据到收集层；对收集层中数据抽取、转换、装载到数据仓库；数据仓库中数据进行抽取、转换并结合模型算法库中的算法生成维系结果集以供输出；同时通过数据仓库接口，可将数据提供给应用系统的本地化查询使用；

（4）划分存储硬盘把数据、日志、索引分盘存放，这样可以提高IO吞吐率用优化器，优化查询。

n开放性和标准化原则

系统的各种接口满足开放和标准化原则。

所有系统设备不但满足当前需要，并在扩充模块后满足可预见将来需求，保证建设完成后的系统在向新的技术升级时，能保护现有的投资。

1.4平台整体架构

智慧港航信息化平台总体架构严格遵循安全性、共享性、扩充性、可维护性、可兼容性的开发原则；平台建成后，将会有大量的工作人员同时在线使用。

因此在整个平台建设时，将进行良好的规划及架构设计；同时，为了适应未来项目的新增和变更，平台将具有足够的柔性，可通过简单配置和二次开发适应新的需求。

本项目总体架构如下图所示：

2.各业务子系统设计

2.1一张图（即GIS地理信息服务平台）

2.1.1概述

2.1.1.1一张图建设需求

依托港岸线、港口、港区、码头、泊位等港口主要基础资源图层建设一张图（即GIS地理信息服务平台），在此基础之上依次接入和叠加经营、安全、航线、规划建设等专题数据，并接入港航船舶识别系统（AIS）、卫星定位系统（GPS）、视频监控系统（CCTV）、移动平台等数据，最终实现在一张图上呈现港航基础数据信息和动态实时数据信息，逐步建成航运管理处“一张图”。

n功能性需求分析

本系统重点需要显示港航概况信息，包含以下几种：

（1）基础数据图层展示：

基于高清影像图或数据矢量图，进行岸线、港区、港口经营人，重大危险源、码头、泊位、堆场、仓库、储罐信息、海事管理专题数据、航行参考数据、集疏运体系：

公路、铁路、管道、物流园区展示。

（2）业务数据图层展示：

基于高清影像图或数据矢量图，进行船舶信息、危货作业数据、海事签证数据、执法监管信息展示。

（3）动态感知数据图层展示：

基于高清影像图或数据矢量图，进行基于GIS的AIS、CCTV、GPS、移动通信“四位一体”的感知港口、感知船舶、感知货物的全面感知网络体系展示。

（4）统计数据图层展示：

展示水上运输船舶、水路运力结构、港口装备、水路运量、港口吞吐量及其他业主关心的数据指标，指标在数据支持的情况下应可动态调整。

具体内容如下：

内容项

需要展示和管理内容

港航

基础信息

1、岸线、港区、港口经营人，重大危险源、码头、泊位、堆场、仓库、储罐信息展示；

2、港区运输管线展示；

3、海事管理专题数据，航行参考数据展示；

4、集疏运体系：

公路、铁路、管道、物流园区展示；

港口经营

数据专题

港口经营许可状态：

港口经营许可的详细业务信息；

港口企业分布：

港口企业的详细数据信息；

港口规划

数据专题

港口规划情况描述展示：

对港口原始规划图按规划类别、规划年代（包含修编年代）进行备案管理，可以查看已有的港口规划图；

港区规划情况描述展示：

根据总体规划书在电子地图上标注港口沿线所有港区的每个作业区范围和基本说明信息；

岸线规划情况描述展示：

根据总体规划书将港口沿线所有港区的规划岸线分段分类在电子地图上标注；

锚地规划情况描述展示：

根据《江苏省沿江港口锚地总体规划》修编内容将沿江锚地的规划内容在电子地图上标注；

港口安全

数据专题

港口危险源分布：

在地图上浏览辖区港口危险源的具体位置和相应分类信息（属于系统本次需要实现的功能）；

港口安全管理状态：

在地图上浏览辖区“危险货物港口作业资质”和“港口危险货物作业场所建设项目许可”信息；

港口安全设施设备：

在地图上浏览辖区港口安全设施设备相关信息；

港口视频监控点分布：

在地图上浏览辖区港口视频监控点位置信息；

港口应急资源分布：

周边医院、消防的位置、电话以及搜救力量单位名称、部门、联系人、联系方式、力量种类、具有功能、备注（属于系统本次需要部分实现的功能）；

港口建设

数据专题

1、项目信息包括：

设计单位、施工单位、监理单位、质量监督单位、检测单位、泊位性质、靠泊等级、泊位数量、通过能力、建设起至年限、总投资、资金来源；

2、建设过程包括以下节点：

前期准备、岸线利用审批、项目审批核准备案、初步设计审批、施工图设计审批、招投标备案、工程质量监督手续办理、开工备案、过程控制、交工验收、试运行备案、单项验收、竣工验收，每个节点内可以上传下载查看各类审核文件，批文，包括文件名称，来源单位，文号，批文时间；

3、用户可以对建设项目按节点等条件进行查询汇总；

港口统计

数据专题

1、水上运输船舶艘数，同比增减幅度，集装箱船舶艘数，同比增减幅度；

2、水路运力结构：

按运输区域划分，按用途划分；

3、港口装备：

港务船舶艘数、港区铁路线长度、港区输油管线长度、生产用装卸机械数量；

4、水路运量：

客运量、货运量、周转量、平均运距，水运集装箱运量、同比环比、远洋运输量；

5、港口吞吐量：

货物吞吐量、集装箱吞吐量、危货吞吐量、同比环比

6、航道交通量：

日平均交通量，同比环比等；

n非功能性需求分析

该系统需要满足大量的港口基础业务数据和空间数据的信息存储需求，并且满足港口管理部门的信息共享需求，系统还需要满足用户地图交互响应的及时性，是一个综合性、操作性要求都很高的系统，所以系统建设时主要从下面几个方面来考虑系统的非功能性要求：

（1）系统需要满足大量的数据存储需求：

系统不仅需要存储各级港口管理部门的业务属性数据，而且需要存储大量的港口专题空间数据，空间数据的存储达到TB级别，需要可靠的存储方法来满足数据存储的需求。

（2）系统需要满足高并发的访问需求：

系统需要提供各级港口管理部门用户的查询访问需求，同时满足用户对地图交互操作的及时性响应要求，通过数据组织、图层拆分规划、图层加载控制、地图服务优化、容量规划等方式，解决地图加载慢，执行操作响应慢等性能问题。

（3）系统的易用性需求：

系统首先需要是一个实用的系统，其目标是通过高效的计算机操作来提高港口管理的水平和工作效率，因此在系统的分析、设计、数据的采集，整理和功能实现上，都将面向业务管理的实际应用。

同时，应保证系统运行稳定，反应迅速、数据准确，设计风格统一、界面友好；操作简便、学习成本低。

（4）系统的可扩展性需求：

整个系统的建设应遵循统一化、标准化的原则，严格按照国家和行业标准要求进行建设实施。

整个系统采用开放式的模块化设计，可以在以后的应用中不断地扩充各种新的功能模块，从而能适应新技术和业务发展所带来的变化。

系统必须具备统一的接口和合理的数据编码规则，以便为后续的应用系统开发和数据库建设中提供必要的支持。

2.1.1.2建设目标

依据港口航运资源分布的特点，建立港口航运一张图（即GIS地理信息服务平台），建立港航各类专题属性数据，包括港航基础信息数据、港口经营专题数据、港口规划专题数据、港口安全专题数据、港口建设专题数据、港口统计专题等数据信息，实现静态数据和动态数据的掌握。

加强与纵向单位以及横向关联单位的数据互联互通，实现与相关单位“深度互联、业务协同”的目标。

系统实现目标如下：

n港航基础信息数据：

通过图形化、数字化、可视化的方式呈现港航基础设施数据（包含岸线、港区、码头、泊位、公共基础等设施）的直观展示和集约化、动态化管理。

n港口专题数据：

将港口经营专题数据、港口规划专题数据、港口安全专题数据、港口建设等专题数据进行基于地图的动态关联展示和管理。

n动态感知数据：

构筑基于GIS地图的AIS、CCTV、GPS、移动通信“四位一体”的感知港口、感知船舶、感知货物的全面感知网络体系。

n统计数据：

通过对港航水上运输船舶艘数、水路运力结构、水路运量、港口吞吐量、航道交通量等数据信息进行收集、整理和分析，最终形成各种统计报表，辅助港航管理人员开展相关工作。

2.1.2系统设计原则

2.1.2.1科学性原则

系统设计严格按照行业软件开发科学标准，在原有系统上进行创新性的应用开发。

系统能进行数据录入和维护、具有查询和检索以及港航基础信息数据、港口专题数据、动态感知数据、统计等数据输出功能的一张图是实现港航管理现代化、信息化、可视化的管理目标。

系统可以利用港口地形地貌、建筑物分布以及集疏运配套资源为底图，能够实现空间和属性数据的叠加和统一管理，并可以为进一步开发具有高级功能的系统奠定基础。

系统可依托多种数据库（港口仓库容积、航标数据库等），实现二维与三维/2.5维相结合的展示效果，二维系统基于电子地图实现港航区静态信息监控及应用功能；三维/2.5维系统在港区部分码头、港区、作业场所建立三维/2.5维模型，以及几种典型类型的船舶模型、管道模型、储罐模型，真实展现港区部分场景和船舶动态，为港区的展示和管理提供强大的分析和决策支持功能。

2.1.2.2可靠性原则

港口建设一张图（即GIS地理信息服务平台）严格遵循国家及港航有关港口规划、建设与管理的法规，数据的分类、分层、编码应该严格遵循现有的国家标准、行业标准，港口建设标准并根据港航的地方特色，定制适合于本系统的分类、分层、编码方案。

2.1.2.3合理性原则

在充分考虑系统先进性和用户需求的前提下，同时考虑了系统的设计的合理性。

在系统功能上并不一味的求高、追求技术上的先进性，而是以实用为原则，采用成熟的技术，降低系统设计的费用和后期系统运行附加费用，设计满足客户需求，运用方便的系统。

2.1.2.4可扩展性原则

系统的要素、编码、功能和数据库结构设计之处充分考虑到日后的可扩充性，以满足系统进一步的发展和港口一张图建设的需要。

2.1.2.5易用性原则

系统设计按标准化、规范化，分层设计，组件化实现。

从界面和功能设计上充分考虑系统操作方便、易操作、易维护性，提供GUI图形界面，提供丰富的维护方式；在客户使用和体验反面充分考虑使用者素质参差不齐，设计上手快、易学易懂的系统。

2.1.2.6安全性原则

系统采取全面的安全保护措施，具有防病毒感染、防黑客攻击措施，同具有数据库备份、数据读写权限管理等高度的安全性和保密性手段进行管控。

对接入系统的设备和用户，进行严格的接入认证，以保证接入的安全性。

系统支持对关键设备、关键数据、关键程序模块采取备份、冗余措施，有较强的容错和系统恢复能力，确保系统长期正常运行。

同时，考虑港航局及相关数据的安全性，企业通过ISO27001信息安全体系认证，为客户提供更安全的信息服务。

2.1.2.7功能性原则

本次系统设计严格按照本次招标文件的要求响应的各项功能，在满足一张图应用的基础之上可实现基础数据图层展示、业务数据图层展示、动态感知数据图层展示、统计数据图层展示等功能，在满足功能的基础上对系统使用功能进行优化和设计，以客户使用灵活便捷的角度出发设计各功能项。

2.1.3建设方案

2.1.3.1建设思路

建议GIS地理信息服务平台充分利用省厅“一张图”：

全省资源管理信息系统的基础来建设，针对港航的定制化需求，增强GIS地图中相关的信息展示。

根据港口布局数据、港口规划图纸数据以及目前统计数据等现有资料，以港口地形地貌、建筑物分布以及集疏运配套资源为底图，先行建设岸线、港区、码头、泊位、锚地等港口基础设施资源图层，在此基础上依次接入和叠加港口安全监管、规划建设以及日常生产经营等相关业务应用专题数据，逐步建成港航“一张图”。

2.1.3.2技术路线

（1）在系统学和系统工程、软件工程的思想和方法指导下，采用已GIS为主要技术手段，建立港航地理信息平台。

（2）使用超图GIS平台以及Tomcat、Oracle等中间件的支撑平台，并以此为基础组织应用系统的开发。

（3）采用虚拟机与服务器联网的硬件平台，数据的贮存和管理主要采用服务器，既可以提高系统的性能，运算速度，又可节省投资，实现较高的性价比。

（4）严格制定信息系统的标准和规范，包括数据共享和管理工作流程的标准和规范，以及信息系统数据的标准和规范，以保证信息系统工作过程的规范化和信息系统数据的标准化和规范化。

（5）在系统设计和开发过程中，除遵守信息系统标准化与规范化研究报告之外，还严格遵守国家、行业的有关信息系统建设与管理方面的法律法规，保证信息系统的规范性和实用性。

（6）整个系统的建设严格按工程化方法来进行组织和管理，从系统需求调研、系统设计、软件开发、数据库建立到系统测试、系统运行、人员培训等整个过程都建立控制和检验标准，并且每个步骤都严格把关，以保证系统的准确性、可靠性、安全性和实用性。

2.1.3.3总体结构设计

港航GIS地理信息服务平台涵盖港口资源展示和用户全方位的管理应用，系统的建设充分考虑信息集成、数据共享和业务应用的融合，实现GIS、AIS、CCTV、GPS、移动通信等技术的融合，实现系统简的无缝集成，提供港务基础设施管理、港口资源信息管控、空间数据处理与表现、事务处理等多项功能。

根据港口航运资