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1、长三角航道网及京杭运河水系智能航运信息服务（船联网）应用示范可行性报告（江苏部分）（初稿）江苏省交通运输厅二一一年一月长三角航道网及京杭运河水系智能航运信息服务（船联网）可行性报告（江苏部分）目录1总论11.1项目概况11.1.1项目目标任务11.1.2主要建设内容11.1.3建设范围、地点、期限21.2项目建设单位概况31.2.1职能职责31.2.2机构设置41.3研究结论及建议51.3.1项目建设必要性和意义51.3.2国家和信息化规划的符合性61.3.3项目技术方案的可行性61.3.4投资估算与资金筹措61.3.5运行维护费用估算61.3.6存在问题及建议62项目背景、现状、建设条件及需
2、求分析82.1项目建设背景82.2现状及存在问题分析92.2.1建设现状92.2.2存在问题122.3建设基础条件分析122.3.1网络基础122.3.2应用基础132.3.3数据基础152.3.4组织基础162.4项目需求分析162.4.1目标用户分析162.4.2信息服务需求分析172.4.3业务服务需求分析182.4.4应急和决策支持需求分析192.4.5需求综合分析193建设技术方案213.1建设目标与任务213.2指导方针和建设原则213.2.1指导方针213.2.2建设原则223.3建设框架233.4建设内容、范围和规模253.4.1建设内容253.4.2建设范围263.4.3建设
3、规模263.5关键技术263.5.1RFID技术263.5.2北斗和GPS双系统融合应用273.5.3多种网络通信融合应用283.5.4数据交换与同步技术284系统与建设方案294.1总体框架设计294.1.1系统逻辑结构294.1.2网络拓扑结构304.2感知与信息采集方案314.2.1RFID自动身份识别324.2.2智能船载终端安装334.2.3岸基设备研发和布设384.3通信网络系统方案414.3.1船岸通信414.3.2岸基设备与中心通信414.3.3两省一市通信424.4数据库及数据交换方案434.4.1水路信息分类434.4.2数据中心建设方案454.4.3数据交换与共享464.
4、5信息服务平台方案494.5.1服务管理功能494.5.2实时数据服务504.5.3信息服务功能514.5.4业务服务功能514.5.5辅助决策分析服务534.6安全体系建设534.6.1通信安全保障534.6.2系统隐私保护544.6.3网络安全管理544.6.4系统安全管理554.6.5应用安全管理564.6.6安全策略管理564.6.7安全制度制订574.7标准体系建设574.7.1内河航运智能信息服务及其标准化分析584.7.2内河航运智能信息服务标准化研究设计604.7.3内河航运智能信息服务标准化体系634.7.4标准和规范的内容664.8软硬件配置清单684.8.1数据中心软硬件
5、配置684.8.2数据分中心软硬件配置694.8.3安全产品配置695产业化发展方向715.1北斗定位和通信技术产业化715.1.1卫星定位技术发展现状715.1.2研究基础715.1.3关键技术和结构设计725.2智能船载终端产业化765.2.1智能船载终端发展现状765.2.2研究基础775.2.3关键技术与结构设计775.3岸基采集传输设备产业化795.3.1岸基采集传输设备发展现状795.3.2岸基设备实现路线806项目实施及运行维护826.1建设流程及进度安排826.1.1建设流程826.1.2进度安排836.2项目建设组织结构846.2.1项目组织领导846.2.2项目建设主体85
6、6.3运维及管理机构866.4运维及管理规范866.4.1建立信息资源采集维护规范866.4.2建立系统运行及维护规范866.4.3运维模式876.4.4运维工作内容877效益分析887.1经济效益分析887.1.1提高水路运输及水路运输监管的效率887.1.2带动以服务运营为龙头的产业链897.1.3培育江苏地区物联网技术产业规模907.2社会效益分析908项目风险与风险管理918.1风险识别和分析918.1.1初始阶段918.1.2设计阶段918.1.3实施阶段918.1.4收尾阶段918.2风险对策和管理928.2.1风险应对方法928.2.2风险应对管理92 45 1 总论1.1 项目
7、概况1.1.1 项目目标任务根据国家物联网产业发展政策，结合畅通、高效、平安、绿色的智能化内河水路交通体系的需求，充分利用物联网技术和现代通信技术，实现内河船舶的身份自动识别，立足于“服务优先”的定位，整合与挖掘江苏水路交通信息资源，建立智能化的航运信息服务体系，为内河运输经营者与水运利益相关者提供全方位的水运信息服务，进一步提升内河水运效能；立足于“以服务促管理”的理念，构建水路运输管理部门之间的业务协同体系，实施人性化化管理、科学化管理，通过管理和服务方式的转变，最大程度地让利于民，切实降低内河运输成本和行政管理成本，促进内河水运的节能减排，推动内河现代物流业的建立和发展，打造和谐水运、平
8、安水运、高效水运与绿色水运。同时通过项目的建设积极引导和扶持我国物联网龙头企业加快物联网关键技术的研究与攻关以及相关标准体系的制定，提高我国在物联网关键技术上的自主研发能力与标准话语权，并通过规模化应用，积极推动我国在物联网产品制造、信息服务、系统运维等方面的产业化发展。与此同时，本项目将立足于“顶层设计”原则最终建立以RFID、卫星定位和AIS为基础，覆盖全省7000余公里干线航道以及100000余艘内河船舶的低成本感知网络，并结合行业应用系统，构建江苏内河智能航运服务信息平台。1.1.2 主要建设内容根据项目目标和江苏省交通运输系统的基础条件，本项目的主要建设内容包括以下五个部分：1、内河
9、水路交通感知网络建设：建立以RFID、卫星定位和AIS的融合应用，覆盖全省7000余公里干线航道以及100000余艘内河船舶的低成本的感知网络，并与浙江、上海对接，实现内河船舶身份自动识别的长三角区域性联动；2、引导和扶持物联网龙头企业开展物联网关键技术研究及攻关，制定内河船舶射频识别（RFID）设备系列标准、智能船载终端、内河航运信息安全及用户隐私防护标准等一系列标准；3、坚持“政府引导，企业主导，市场运作”的原则，探索和培育物联网技术行业应用和服务产业化发展道路；4、按“一主二分一备”方式建立船联网数据存储与应用架构，满足海量数据的管理与区域化应用，充分保证船联网的运行效率与数据安全。5、
10、基于船舶身份自动识别，建立水运管理部门间的数据“按需共享”机制，构建内河智能航运综合信息服务平台，实现水运管理业务的有效串联与服务手段的创新，并向内河运输经营者及利益相关者提供以下服务功能： 基于航道基础设施数据为船舶航行提供针对性个性化的智能信息服务 基于航道实时运行状况为船舶航行提供动态的个性化的安全引导信息服务 提供船舶遇险报警与紧急救援服务 基于水路运输市场为水路运输相关人员提供物流信息、船舶交易服务 提供行业政策宣传和运输市场引导信息服务 提供行业管理部门“非扰民式”隐形监管服务 提供船闸、港口作业手续远程办理服务 提供重点物资运输的保障、监控和应急船舶运力的组建、管理功能 提供水路
11、运输经济运行统计分析功能1.1.3 建设范围、地点、期限建设范围：涵盖省市二级交通运输行政管理部门以及具有水路行业管理职能的厅直属单位（厅航道局、省地方海事局、厅港口局、厅运管局）。建设地点：全省内河7000余公里省市干线航道、所有交通船闸、危险品码头，江苏省交通运输厅以及航道局、地方海事局、港口局、运管局等四个厅直属单位。建设期限：2011年到2015年。1.2 项目建设单位概况江苏省交通运输厅是主管全省交通行业的省政府组成部门。主要职能职责和机构设置如下：1.2.1 职能职责1、贯彻执行国家有关交通运输的方针政策、法律法规，组织起草交通运输地方性法规、规章草案，拟订交通运输行业有关政策并监
12、督实施，指导全省交通运输行业体制改革工作。2、组织编制全省综合运输体系规划，组织拟订并监督实施公路、港口、航道、地方铁路、民用航空和交通物流业等行业规划。指导编制城市客运发展规划，参与城市客运有关设施的规划，指导交通运输枢纽规划。会同有关部门编制交通运输固定资产投资计划。负责交通运输行业统计和信息发布工作。3、组织实施国家、省重点和大中型交通工程建设。负责全省交通运输基础设施建设和维护的行业管理。负责全省港口岸线、陆域、水域的统一管理工作。4、承担全省道路、水路运输市场监管责任。指导城市客运管理及出租汽车行业管理工作。指导交通运输枢纽管理工作。拟订有关物流业政策和标准并监督实施。5、指导全省路
13、政、运政、航政、港政等行政执法工作。负责除长江和沿海以外的本省其他通航水域的水上安全监督、内河救助打捞工作。负责船舶检验和船舶防污监督管理工作。6、拟订全省交通运输行业投融资政策和规费政策并监督实施，提出有关财政、土地、价格等政策建议。协调并参与交通运输建设资金筹集，负责提出交通运输专项资金安排意见，负责交通运输预算资金的申请、拨付和监管。指导交通运输行业内部审计工作。7、拟订全省交通运输行业科技与信息化政策、规划和规范并组织实施，组织重大交通运输科技项目攻关。指导协调交通运输行业信息化项目的建设与管理。指导并监督交通运输行业质量、技术、环保和节能减排工作。8、负责全省交通运输行业安全生产的监
14、督管理。承担并指导交通运输行业应急处置工作。组织实施重点物资运输和紧急运输。9、负责全省地方铁路管理工作。组织引导全省航空产业发展，依法对民用机场、航空企事业单位实施监督管理。承办省国防动员委员会交通战备办公室工作。10、指导全省交通运输行业队伍建设和精神文明建设。指导交通运输行业利用外资和国际交流合作工作。11、承办省政府交办的其他事项。1.2.2 机构设置1、内设机构：包括办公室、政策法规处、综合计划处、科技处、航空处、安全监督处（应急办公室）、财务处（审计处）、政治处、直属机关党委、离退休干部处和省国防动员委员会交通战备办公室等处室。 2、直属单位：具有交通水路行政管理职能的直属单位包括
15、厅航道局、地方海事局、运管局和港口局，具体职能职责如下： （1）省交通运输厅航道局：承担全省航道（不含长江）、省交通运输部门所属通航船闸的建设和维护工作；承担航政管理工作（除上航执法以外）；负责航道、省交通运输部门所属船闸重点建设项目资金筹集；编制年度养护计划；承担省交通运输部门所属船闸规费的征稽管理工作。 （2）省地方海事局：负责除长江和沿海以外本省通航水域、港口的水上安全监管、水上安全检查和水上安全事故调查处理；承担救助打捞、防止船舶污染、船舶和船员管理工作；承担船舶和水上设施及船用产品检验工作；承担航政和水上运政的上航执法工作；承担全省重大内河（长江除外）水上人命搜救的组织协调工作。 （
16、3）省交通运输厅运输管理局：承担全省道路、水路运输市场监管工作，指导城市客运管理；负责全省运政稽查工作（除上航执法以外）；负责道路运输场站的建设和管理；参与拟订交通物流业发展战略和规划，承担交通物流市场管理工作；承担机动车维修、营运车辆综合性能检测、机动车驾驶员培训管理工作；指导公共汽车、城市地铁和轨道交通运营、出租汽车、汽车租赁等行业管理工作。（4）省交通运输厅港口局：承担全省港口岸线、陆域、水域统一管理工作；承担全省港口规划（含港口岸线审批）、计划和统计工作；负责港口建设市场秩序、经营秩序、安全生产的监督管理；负责港口港政管理；承担港口规费征收管理工作。（5）江苏省交通通信信息中心：在省交
17、通电子政务建设领导小组领导下，负责厅交通电子政务项目具体实施工作。1.3 研究结论及建议1.3.1 项目建设必要性和意义“十一五”是水路交通运输信息化快速发展时期，围绕“在交通运输动态信息的采集和监控、交通信息资源的整合开发与利用、交通运行综合分析辅助决策和交通信息服务等四个方面实现重点突破”的总体目标，加快了水路交通运输信息化建设步伐。通过本项目的建设利用物联网技术建立内河运输船舶统一身份标识体系，加强对航运状态的动态监测与感知，实现跨部门和跨区域的信息资源共享、业务协同处理和综合服务，提升内河航水路交通服务管理水平，提高内河水路交通运输效率，降低物流成本，促进节能减排，打造畅通、高效、平安
18、、绿色的现代化内河航运体系，加速形成物流供应整合效应，突破地域限制，形成协作效应，进而优化经济运行，推动经济转型升级。国家和地方政府大力发展传感和物联网产业，从2008年7月到2009年8月短短的一年时间内，温家宝总理三次视察无锡，对加快物联网建设给予了超常的关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法，并形象地称为“感知中国”中心。无锡市委、市政府以温总理视察为动力，正加快建设创新型经济领军城市，尤其是从战略高度大力发展传感网产业，举全市之力，引全球之智，高起点高标准高效率推进国家传感信息中心建设。江苏省政府也正式把传感网技术作为江苏主要产业之一。本项目的建设将积极引导和扶持我国物联网
19、龙头企业加快物联网关键技术的研究与攻关以及相关标准体系的制定，提高我国在物联网关键技术上的自主研发能力与标准话语权，并通过产业化制造、规模化应用和市场化运营，积极推动我国在物联网产品制造、信息服务、系统运维等方面的产业化发展，做大做强我省的物联网产业规模，促进我省物联网产业链的形成，带过我省乃至我国的产业升级转型。1.3.2 国家和信息化规划的符合性本项目建设符合国家有关物联网产业发展政策，符合交通运输部“十一五”发展规划、江苏省交通运输厅正在编制的“十二五”交通信息化发展规划的要求。1.3.3 项目技术方案的可行性本项目的技术方案是在深入了解江苏省水路运输现状、水运管理部门的业务管理和水运信
20、息服务的实际情况后制定的，充分考虑物联网技术、网络通信技术、数据存储技术、软件开发技术的发展情况以及江苏省交通运输系统现有资源，选用的技术路线和关键技术符合要求，采用了成熟、主流、先进的技术，总体方案合理可行。1.3.4 投资估算与资金筹措资金来源主要由国家发改委、交通运输部资助和省自筹三部分组成，省自筹部分主要来源于省财政、航道建设养护专项资金。1.3.5 运行维护费用估算运维经费分为通信费用、设备更新费用、应用软件升级更新费用、维护服务人员费用等，估算为每年800万元。1.3.6 存在问题及建议本项目建设和实施，在技术和数据方面都有较高的要求，存在需要解决的重点、难点问题，具体如下： 1、
21、数据方面：智能航运信息服务应用需要建设在全面整合的准确的基础数据和业务数据的基础之上，并且需要构建各业务局数据之间的逻辑关系，因此需要充分考虑水路交通数据资源的体系架构的设计，并且理顺数据资源的整合关系。2、技术方面：本项目设计到多种技术的融合应用，是一个从技术研究、设备制造、通信网络构建、信息的采集传输与处理等跨领域的一个集成项目，而且项目建设覆盖全省7000多公里的省市干线航道，因此工程量大、技术难度高。3、重点、难点：本项目建设存在的重点、难点包括：船载终端和岸基设备的研究与开发，标准化体系的建设、海量数据的实时处理以及信息服务方法的优化选择。针对项目和以上问题，建议如下：1、标准先行，
22、强调和重视标准制定工作：本项目由于时间紧、范围广、任务重、技术领域多，因此需要充分发挥各个地区的管理部门、科研院所和相关的企业共同协作完成，因此需要充分认识到标准化建设的重要性，特别是不同设备的之间的通信标准、不同应用之间的数据通信协议、跨地区之间的数据交换协议，这样才能最大程度的发挥各个领域的力量，又快又好的建设好本项目，同时也能够让更多的企业参与到项目的研究、建设和实施中，壮大物联网产业的成员规模。2、设计研究与试点应用同步开展：考虑到本项目要在3年内建成投入应用，因此完全按照关键技术研究、样机设计制造测试、试点应用、推广应用的顺序进行。在项目建设中，在选择实施单位时要充分考虑已有研究基础
23、和产品基础，将设计研究与试点应用同步开展，缩短产品和应用系统投入实际应用的周期，以加快项目建设进度。2 项目背景、现状、建设条件及需求分析2.1 项目建设背景水运是国家战略性基础产业，是最具有可持续发展的、低碳的一种绿色运输方式。发展水运是实现交通可持续发展、建设资源节约型、环境友好型社会和发展低碳经济的明智和有远见的积极举措。2009年12月，国务院副总理张德江在湖北召开的内河航运发展座谈会上强调，要把内河航运发展摆到经济社会发展的重要位置，纳入国民经济和社会发展规划，要深入贯彻落实科学发展观，全面贯彻中央经济工作会议精神，科学规划，统筹协调，深化改革，加快建设，促进内河航运快速发展，协调发
24、展，安全发展，绿色发展，为我国经济社会发展提供有力支撑，并提出加快发展畅通、高校、平安、绿色内河航运要求。江苏作为全国水运大省，24800多公里内河航道遍布全省，运输船舶众多，随着近年来内河航道基础设施建设力度的不断加大，高等级航道里程逐渐增加，干线航道网初具规模，运输船舶的大型化发展和航次时间的缩短使内河水运运量不断加大，航道通航保障压力与日俱增，水上安全监管也面临着更大的责任。因此如何更好地加强水上运输监管设施的建设，确保航道通畅、合理配置航道资源、维持水上交通秩序、维护人民生命财产安全、规范江苏内河水运运输市场经营行为、保障水路交通的可持续发展，成为我省水运管理部门工作的重中之重。同时，
25、随着提倡低碳经济，节能减排等国家宏观政策的出台，提高水运效率，改善水运监管环境，提高水运服务质量逐步成为水路交通的发展战略。江苏水运由于体制约束，目前仍维持多部门共监共管的局面，虽然各职能部门在各自的业务管理手段上进行不断创新，信息技术获得了广泛应用，对提高各自管理水平起到了非常明显的作用，但水运粗放式管理模式始终未能得到有效改善，而精细化管理需求将随着责任和压力的增大变得更加迫切，同时管理与服务理念需要进一步适应社会要求。如果说“十一五”期间是提高了各业务的独立管理效率的话，“十二五”必然是要实现各业务、跨区域、跨部门的协同管理和提供综合服务，提升江苏水运的整体服务水平和质量。另一方面，国家
26、和地方政府大力发展传感和物联网产业，从2008年7月到2009年8月短短的一年时间内，温家宝总理三次视察无锡，对加快物联网建设给予了超常的关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法，并形象地称为“感知中国”中心。无锡市委、市政府以温总理视察为动力，正加快建设创新型经济领军城市，尤其是从战略高度大力发展传感网产业，举全市之力，引全球之智，高起点高标准高效率推进国家传感信息中心建设。江苏省政府也正式把传感网技术作为江苏主要产业之一。2.2 现状及存在问题分析2.2.1 建设现状2.2.1.1 江苏水运建设现状江苏省濒江临海、地势平坦，河湖众多，水网密布，水域面积1.73万平方公里，占全省国
27、土面积的17%；境内共有天然湖泊近300个，大小河道2900多条；拥有全国首屈一指的发展水运的资源条件。1、航道：江苏共有内河航道里程24800公里，居全国第一，约占全国航道总里程的15；航道密度达24.2公里/百平方公里，居全国各省区之首。长江江苏段369公里、京杭运河江苏段683公里是其中通航条件最好、船舶通过量最大、经济社会效益最为显著的区域，可谓黄金水道中的黄金区段。根据交通运输部编制的长三角地区高等级航道网规划，2020年之前长三角地区将建成“两纵六横”4200公里高等级航道网，其中涉及我省的就有“两纵四横”2900公里，占70%。根据江苏省干线航道规划（图2.1），在2020年前要
28、建成以长江、京杭运河为主轴、以三级及以上航道为主体、以四级航道为补充的两纵四横高等级干线航道网。在全省的两纵四横3500多公里的干线航道网中，苏南干线航道网总里程达到1300多公里，干线航道密度达460公里/万平方公里，同时由于苏南地区较强的经济发展水平，以及连接沪、浙等地独特的地域优势，使得苏南干线航道网在江苏省内核航运体系中起着核心和骨干作用，是长三角高等级航道网的重要组成部分，也是综合运输体系的重要组成部分。图 2.1 江苏省干线航道网规划图2、港口：作为全省综合运输体系的重要组成部分，江苏内河港口不仅为本地区物资交流提供运输服务，还为周边部分地区提供中转服务，也是我国“北煤南运”中转枢
29、纽。内河港口的建设与发展积极引导了产业的合理布局，带动了沿河产业带的开发，有效促进了地方经济发展和城市发展，部分内河港口成为全国综合运输的重要枢纽。截止到2009年底，江苏内河港口（不含沿江，下同）共有生产性码头泊位6369个，其中危险品码头188个、300吨级以上泊位2933个、500吨级以上泊位768个、1000吨级以上泊位220个，全社会码头泊位总长度292公里，共形成货物通过能力4.6亿吨，2009年完成货物吞吐量3.82亿吨。全省内河港口吞吐量比重较大的货种主要为矿建材料和煤炭，分别占总吞吐量的57%和24%。江苏内河港口集装箱运输发展尚处于起步阶段，2005年，无锡港下甸桥作业区作
30、为江苏省唯一的运河二类开放口岸，开通无锡至上海的集装箱内支线运输；2006年，淮安等地也陆续开通了内河集装箱运输，2009年吞吐量突破5万标箱。京杭运河是江苏省内河干线航道网中最重要的南北水运大通道，京杭运河江苏段自北向南连接了徐州、宿迁、淮安、扬州、镇江、常州、无锡和苏州等八市，并与长江干线航道相交，该地区为江苏省内河水运最发达的地区，也是内河港口开发建设最为密集的区域。京杭运河江苏段航道总里程占全省内河航道总里程的2%左右；京杭运河沿线内河港口共有生产性码头泊位1333个，占全省内河泊位总数21%；其中500吨级以上泊位509个，占66%；1000吨级以上泊位174个，占79%。京杭运河沿
31、线内河港口总能力约为1.31亿吨，2009年完成货物吞吐量1.42亿吨，分别占全省总量的28%和37%。3、船舶和业户：截至2010年，我省境内航运经营人有1435家（含央企），总运力达到4.67万艘、2911万载重吨。全省地方（不含央企）内河沿海运输企业达到1420家，拥有运输船舶4.63万艘、2308万载重吨。拥有5万吨以上船舶业户数达到119家。4、水路运输： 2010年我省水路货运保持较快增长。全年共完成水路货物运量4.9亿吨、水路货物周转量4095.7亿吨公里，同比分别增长15.9%和21.5%。2.2.1.2 江苏水运信息化现状“十一五”以来，我省交通信息化建设取得了快速发展，建成
32、了航道、海事、港口和水路运输业务的业务应用系统，开展了水路交通综合信息服务系统建设，并积累了大量的水路信息资源， 为水路交通发展和决策分析提供了良好基础。1、应用系统建设。省厅加强水路信息资源整合，建成了水路交通综合信息服务系统；厅航道局建成了航道数字化测量船、航道计算机联网收费系统、船闸运行监测监控系统、电子巡航系统、航标遥测及航政管理系统、航道养护管理系统以及船闸建设管理系统、京杭运河苏北段船闸GPS船舶辅助调度系统等并推广应用，建成了京杭运河苏北段运调指挥中心，提高了我省航道管理水平；省地方海事局在全国率先开发并应用了“全省船舶检验业务与管理系统”，部海事局船舶“一卡通”工程已在全省范围
33、内得到了有效应用，在全省全面应用了地方海事现场监督业务管理系统，在京杭运河等重点航段建立了“水上交通电视监控系统”、开发应用了危险品船舶GPS定位管理系统，初步建成了“江苏省水上搜救中心内河分中心”，为我省对重点水域强化安全监督管理提供了有效手段；厅港口局建成了省级港口综合管理系统并投入运行，正在积极推进市级港口管理信息系统建设部分地区建设了港口危险货物作业申报系统；厅运管局通过实施“运政在线”管理信息系统，建立了省市县三级运政管理信息网；船型标准化工程计算机管理系统对缩短京杭运河挂桨机船拆解改造周期、提高工作效率等方面发挥了积极作用。2、信息资源建设。建成了省数据中心和数据交换平台，实现了与
34、各市交通局、厅属单位业务数据和交通基础数据的交换和共享，航道局基本建成了南京、苏南、苏北一主二分三个数据中心；建成了航道、船舶、港口、船员和水路地理信息等基础数据库；水路业务数据库包括船舶进出港签证数据、船舶过闸收费数据、海事行政处罚、船舶安全管理、海事规费征收、船舶实时状况信息等。2.2.2 存在问题目前内河航运的信息采集主要是基于业务管理应用系统中业务处理过程中的数据采集，缺乏全面及时动态的航道船舶运行状况的数据采集手段，不能及时掌握航道的运行状态，同时针对内河航运的信息服务内容不丰富，信息服务方式不灵活，缺乏有针对性的个性化的对运输从业人员的社会公众的信息服务。2.3 建设基础条件分析“
35、十一五”以来，我省交通电子政务建设取得了快速发展，在网络基础设施建设、水路信息资源整合和水路业务系统应用方面成效明显，提高了水路行业管理水平和监管效能，为本项目建设奠定了坚实基础。2.3.1 网络基础目前我省已经建成了覆盖各级交通运输管理部门和航道、海事、运输管理及港口的交通电子政务专网。1、省厅组织完成了高速公路2.5GSDH传输网建设，建成了省市纵向骨干网和省级横向网，实现了与省政府、直属单位和市级交通运输局的宽带互联，并通过租用电信2M线路实现与交通运输部联网。2、航道局组建了覆盖省市县三级航道管理部门的广域网络，并采用联通的CDMA1X VPN，实现了与全省大部分船闸、收费点等偏远办公
36、地点的联网。3、地方海事局通过租用电信SDH 2Mbps光纤线路连接，实现省市县三级计算机联网，覆盖了省、市、县三级海事管理部门和海事所以及大部分签证点、海巡艇等流动办公点，并与交通部海事局互联。4、运管局采用VPN现已建成省市县三级运政网，并与全省71个客运站实现了联网。2.3.2 应用基础1、水路应用系统建设。省厅和航道、海事、运管及港口等管理部门积极推进水路交通信息整合和业务系统建设，有效提高了水路交通监管能力和服务水平。（1）航道系统建成了航道数字化测量船、航道计算机联网收费系统、船闸运行监测监控系统、电子巡航系统、航标遥测及航政管理系统、航道养护管理系统以及船闸建设管理系统、京杭运河
37、苏北段船闸GPS船舶辅助调度系统等并获得推广应用，建成了京杭运河苏北段运调指挥中心，着手开展建设苏南干线航道网运行指挥中心，基本上实现了航道管理业务的网络化和信息化。（2）海事系统在全国率先开发并应用了“全省船舶检验业务与管理系统”，实现了船舶检验业务规范化、检验流程控制标准化和管理决策科学化；部海事局船舶“一卡通”工程已在全省范围内得到了有效应用，实现了船舶登记发证工作的网络化；全面应用地方海事现场监督业务管理系统，实现了全省船舶签证、船舶报港和海事行政处罚的网络化运行，在京杭运河等重点航段建立了“水上交通电视监控系统”、开发应用了危险品船舶GPS定位管理系统，初步建成了“江苏省水上搜救中心
38、内河分中心”，为我省对重点水域强化安全监督管理提供了有效手段。（3）港口系统完成了省级港口综合管理系统的建设工作，并投入运行，实现了港口规划、港口建设、港口经营、港口安全、港口设施保安、港口应急、港口综合查询、港口统计分析、港口视频监控、港口地理信息等功能。市级港口管理信息系统建设工作正在逐步实施过程中。有些港口所在地管理部门根据危险品货物装卸作业监管的需要，建设了港口危险货物作业申报系统，提高了申报效率。（4）运管业务系统建设。厅运管局通过实施“运政在线”管理信息系统，建立了省市县三级运政管理信息网；船型标准化工程计算机管理系统对缩短京杭运河挂桨机船拆解改造周期、提高工作效率等方面发挥了积极
39、作用。2、应用基础平台建设：省厅建成了交通地理信息服务平台、辅助决策分析平台等电子政务基础平台，为开展地理信息应用和信息分析提供了基础。（1）交通地理信息服务平台。充分运用以数字化地图为主的空间信息技术等信息技术，以1:10000和1:50000基础地理数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）和数字正射影像图（DOM）为基础，整合交通地理信息资源， 构建全省统一的交通地理信息服务平台，建立全省共享的交通地理信息数据库，实现交通地理信息管理、地图浏览、查询定位、专题统计分析、三维展现和地图服务等功能，建立规范的交通地理信息服务体系，为交通规划、建设和行业管理、智能交通、运输调度和公众出行提供
40、强有力的技术支撑。（2）决策分析平台。根据交通管理决策需求，整合交通信息资源和业务系统，建立交通主题数据库；应用主流决策分析工具，建立统一的交通综合管理辅助决策分析平台和支撑平台，提供数据整合与获取、主题数据生成、报表自定义、多维展现、集成发布等功能，为交通综合管理科学决策提供强有力的信息和技术支撑。3、水路应用整合建设：省厅在整合水路信息资源基础上，建成了江苏省水路交通综合信息服务系统，实现了水路交通信息查询、水路交通统计分析、水路交通地理信息查询、水路交通运行分析等功能。2.3.3 数据基础我厅水路交通管理部门积极推进水路交通信息资源整合和利用，建成了交通数据中心和数据交换平台，开展了水路
41、交通基础数据库、业务数据库建设，为水路交通决策分析提供了数据基础。1、 交通数据中心和数据交换平台。省厅建成了省数据中心和数据交换平台，实现了与各市交通局、厅属单位业务数据和交通基础数据的交换和共享，航道局基本建成了南京、苏南、苏北一主二分三个数据中心，为交通信息资源开发利用 2、 02、水路基础数据库建设。以水路业务数据资源为基础，建成了航道、船舶、港口、船员和水路地理信息等基础数据库。 （1）港口基础数据：包括港口基本信息、港区基本情况、码头泊位基本情况、装卸设施基本情况、库场基本信息、堆场基本信息、仓库基本信息等； （2）航道基础数据：包括航道情况、航段基本信息、枢纽基本信息、船闸信息、
42、通航建筑物信息、航标信息等； （3）船舶基础数据：包括船舶基本信息、船舶登记基本信息、船舶证书信息、船舶检验信息等； （4）船员基础数据：包括船员基本信息等。（5）水路地理信息数据： 以1：10000和1：50000基础地理数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）和数字正射影像图（DOM）为基础，整合交通地理信息资源，建设交通航道、港口、海事等水路交通空间地理数据库和属性数据库。 3、水路业务数据库建设。包括船舶进出港签证数据、船舶过闸收费数据、海事行政处罚、船舶安全管理、海事规费征收、船舶实时状况信息等。 （1）船舶进出港签证数据：包括船舶进出港签证信息、船舶动态报告等； （2）船舶过闸
43、收费数据：包括船舶过闸记录、船舶过闸费信息等； （3）海事行政处罚：包括海事简易处罚信息、海事一般处罚信息等； （4）船舶安全管理: 包括船舶安全检查信息、船舶交通事故、船舶通航管理、船舶（危险品）防污染管理等； （5）海事规费征收: 包括船舶检验费用信息、港务费信息、港监费信息等； （6）船舶实时状况信息，包括船舶GPS卫星定位、船舶AIS自动识别（目前终端数很少）、航道视频图像等。2.3.4 组织基础随着全省交通信息化的发展，我省电子政务建设的组织机构日趋完善，目前已经形成了上下互动的交通电子政务保障机制，为交通工程建设管理系统这样一个涉及全行业的信息化项目建设奠定了坚强的组织保障。省厅于
44、2004年11月成立了由各级交通行政管理部门主要领导挂帅的江苏省交通电子政务领导小组，领导小组下设交通电子政务领导小组办公室，由厅科技处负责日常事务管理，具体实施由厅信息中心组织有关单位进行。各市交通运输局和厅直单位也成立了相应交通电子政务建设领导小组，厅机关、厅直单位和各市交通局均成立了电子政务推进机构信息中心或信息科。2.4 项目需求分析2.4.1 目标用户分析本项目的目标用户包括水路运输利益相关者、社会公众、水路交通行业管理和省市交通运输管理部门等四大类，具体用户类的分析如下：一、水路运输利益相关者水路运输利益相关者包括港口企业、运输企业、运输人员、物流企业、货主企业、货源企业等类型，这
45、些企业是服务信息的接收者，是管理部门服务水平的受益者，是水路运输市场持续发展的受益者。二、社会公众基于互联网向社会公众提供水路运输的优点、运力运价、水运市场发展状况、水路运输政策等信息服务，引导适合于水路运输的货物转向水路运输。三、水路交通行业管理部门水路交通行业管理部门包括厅航道局、地方海事局、厅港口局、厅运管局等四个单位，是水路交通运输行业的直接管理者，需要全面的水路交通基础数据和业务数据以及现场动态数据来提高优化工作流程，提高管理水平、提升服务能力，同时也可以向本系统提供各类服务信息，通过构建船联网，形成物流供应整合效应，突破地域限制，形成协作效应，进而优化经济运行，推动经济转型升级。四
46、、省市交通运输管理部门省市交通运输管理部门需要获得全面的水路运输的统计分析数据、内河航道的通航状况等数据，为水路基础设施的规划建设、水运经济的分析、水运市场政策制定等提供支撑。2.4.2 信息服务需求分析通过为水路交通的相关企业、人员提供各类信息服务，保障水路交通运输的畅通、安全，促进水路交通运输的健康可持续发展。1、基于航道基础设施数据为船舶航行提供针对性个性化的智能信息服务：包括对船舶航行造成影响的桥梁、浅滩、急弯、水文条件复杂航段、城区段、锚地等提前预警信息服务；船舶周边水上服务、船舶加油站、垃圾收集站、船舶修造厂、生活补给供应点等服务信息；交叉点的航道指向服务等。2、基于航道实时运行状
47、况为船舶航行提供动态的个性化的安全引导信息服务：包括航道建设和养护工程信息服务、航道实时流量分析与拥堵预警信息服务、恶劣天气预警信息服务、航行通告信息服务、船闸调度信息服务、船舶证书到期年审信息服务等。3、基于水路运输市场为水路运输相关人员提供物流信息服务：包括运力供需信息、港口装卸收费标准、货物供需信息、船员供需信息、船舶买卖需求信息服务，船舶交易机构、评估机构和船舶买卖经纪人的相关信息服务，为货主及运输企业管理者提供船舶与货物定位查询服务、货物代理人信息、船舶买卖需求信息、信息；实时发布航运参考运价、船舶运力预警以及；货物跟踪以及基于集装箱而形成的多式联运信息交换，船舶交易信息，交易支付平
48、台。4、提供政策宣传和市场引导信息服务：通过智能终端发布水路交通和水运市场的管理政策，使船民及时了解政策的制定与执行信息；宣传安全航行知识；发布航运参考运价、船舶运力预警等信息引导水运市场健康发展。2.4.3 业务服务需求分析以船舶自动身份识别为纽带，通过现场实时感知的数据和业务部门间的数据交换与业务协同，为水路交通管理提供更好的服务，以保障水路交通运输的高效、环保的运行。1、地方海事监管服务：利用RFID等一系列的科技信息化监管手段通过非接触的方式就基本掌握相关船舶的动态情况，让那些遵纪守法的诚信船舶避免受到传统监管方式所带来的干扰，处处畅行无阻，另一方面，也使那些有问题船舶诸如违章逃逸船舶
49、、年检过期船舶、协查跟踪船舶等走到哪里都能查到其行踪，时时无所循形；实现船舶自动报港。通过RFID的船舶自动识别和感知功能，可实现进出港口船舶的自动报港；对船舶检验证书有效期已到的在航船舶及时发出提醒，已督促其按时办理有关年检手续；对航区航路选择不正确不合理的船舶自动发出纠正建议和指令等。2、船闸运行调度服务：为船闸提供准确的即将来船数，提前做好船舶停靠与调度准备；在船闸实现船舶远程登记、自动缴费、远程调度、过闸船舶自动确认等便民服务，减少船舶停靠次数，减少燃油消耗，降低运输成本；为船闸加强船舶进、出闸室行为及船舶身份的自动识别提供技术保障；3、港口管理服务：实现船舶远程向卸货港的口岸管理部门
50、和港航企业提供各类监管和生产信息，使口岸管理部门及时掌握船舶动态，提高监管能力，降低行政成本，也为港航企业提升管理水平，推进物流供应链管理，降低管理运营成本提供支撑；载运危险货物的船舶离开装货港后向卸货港申报船舶及载运货物等相关信息，以便卸货港有关单位掌握船舶和货物等情况，减少审批环节和时间，提高行政效能，及早安排装卸作业，提高生产效率；采取视频监控、识别传感、定位传感等技术，收集码头前沿装卸情况、堆场、库场以及货物（包括危险品货物）堆放等相关信息，实现无盲区监管，方便口岸管理部门、港航企业、物流企业、货主随时了解货物所处位置和状态，提高生产效率和准确性。4、业务协同管理服务：实现航道、地方海
51、事、港口和运管信息的共享，有助于船舶运力审批的手续简化、航运经营资质的日常监管以及水路运输企业信誉考核制度的建立等需要各个部门协同完成工作的快速处理。2.4.4 应急和决策支持需求分析1、航道船舶流量自动统计：通过在船舶上安装船载电子标签，在相关航道、港口和海事监管站点安装读卡器，可实现船舶通航流量信息的自动统计，为实施航道保畅通和水运管理工作提供及时准确的数据支撑。如：自动分析每一航段的船舶动态密度，在船舶密度增大到一定量的时候，结合应急预警管理系统发出航道拥堵的预警信号，及时采取防止航道堵塞的干预监管措施。2、实现港航统计信息个性化，为决策提供支持：通过RFID识别信息数据的采集，对采集到
52、的数据按照货物运量、货物吞吐量、集装箱箱量、集装箱吞吐量、货种、货物流向等个性化要求进行自动分类统计分析，生成各类报表，为管理部门和港航企业、物流企业决策提供技术支撑，促进港航事业健康发展。3、江苏省内重点物资运输的监测和应急船舶运力组建、管理：通过平台为江苏省重点物资运输提供实时监测定位，为应急船舶运力组件和管理提供基础数据和功能支撑。4、水路运输经济运行分析统计：结合全局的船舶动态数据，对内河水路运输和水运经济的发展状况进行全面的统计，为水路交通规划建设、水路运输政策制定、水运市场引导提供数据支撑。2.4.5 需求综合分析智能个性化的信息服务的需求：为航行船舶提供智能的个性化的服务，如航道
53、指向服务、根据船舶位置的通航信息的服务等，提高服务水平。管理流程优化的需求：在数据基础上，对各个管理部门的业务流程进行优化重组，以实现更好的管理与服务：如航道不停靠过闸服务、海事的自动报港服务、港口的远程报港服务和远程危险货物作业申报服务等；及时全面的信息采集：及时全面的采集船舶运输状态的信息，为航道、海事、港口、运管部门的航运管理与服务职能提供第一手的资料；完整科学的信息分析：基于及时全面的信息采集对水路运输现况、水运市场的发展状况等进行完整科学的信息分析，为水运管理和水运基础设施规划、建设、养护以及水运市场的引导等决策提供数据支持。3 建设技术方案3.1 建设目标与任务根据国家物联网产业发
54、展政策，结合畅通、高效、平安、绿色的智能化内河水路交通体系的需求，充分利用物联网技术和现代通信技术，实现内河船舶的身份自动识别，立足于“服务优先”的定位，整合与挖掘江苏水路交通信息资源，建立智能化的航运信息服务体系，为内河运输经营者与水运利益相关者提供全方位的水运信息服务，进一步提升内河水运效能；立足于“以服务促管理”的理念，构建水路运输管理部门之间的业务协同体系，实施人性化化管理、科学化管理，通过管理和服务方式的转变，最大程度地让利于民，切实降低内河运输成本和行政管理成本，促进内河水运的节能减排，推动内河现代物流业的建立和发展，打造和谐水运、平安水运、高效水运与绿色水运。同时通过项目的建设积
55、极引导和扶持我国物联网龙头企业加快物联网关键技术的研究与攻关以及相关标准体系的制定，提高我国在物联网关键技术上的自主研发能力与标准话语权，并通过规模化应用，积极推动我国在物联网产品制造、信息服务、系统运维等方面的产业化发展。与此同时，本项目将立足于“顶层设计”原则最终以RFID、卫星定位和AIS为基础，覆盖全省7000余公里干线航道以及100000余艘内河船舶的感知网络，并结合行业应用系统，构建江苏内河智能航运服务信息平台。3.2 指导方针和建设原则3.2.1 指导方针结合江苏省水路交通及其信息化的实际特点，以规范管理、高效服务、运行可靠的原则为指导，以信息资源共享为基础，以信息服务为核心，以
56、现代物联网技术、通信技术和信息技术为支撑，以促进水路交通运输产业和物联网产业发展为目标，进行智能航运信息服务应用示范建设。3.2.2 建设原则3.2.2.1 先进性系统设计必须把握计算机技术、通信技术、网络技术、传感技术发展的方向，采用先进的体系结构，选择先进的软件和硬件技术和设备建造系统的支撑平台和运行环境，保证系统在技术上有一定的超前性。3.2.2.2 安全性根据物联网自身的特点，物联网除了面对移动通信网络的传统网络安全问题之外，还存在着一些与已有移动网络安全不同的特殊安全问题。这是由于物联网是由大量的机器构成，缺少人对设备的有效监控，并且数量庞大，设备集群等相关特点造成的。物联网的特殊安
57、全问题很大一部分是由于物联网是在现有移动网络基础上集成了感知网络和应用平台带来的。因此，移动网络中的大部分机制仍然可以适用于物联网并能够提供一定的安全性，如认证机制、加密机制等。但还是需要根据物联网的特征对安全机制进行调整和补充。本次“船联网”项目要充分考虑系统安全性管理。3.2.2.3 可靠性可靠性指平台运行可靠稳定，具有很强地容错能力和处理突发事件的能力。可靠性主要包括：计算机设备以及有关软件的稳定工作能力、在出现某种软件硬件故障后系统的容错运行能力、环境或自身出现灾难后进行恢复期间中断系统运行的时间及综合代价等。可靠性可用平均故障时间（MTTF）衡量。按照设计要求，平均故障时间要求应小于
58、100小时/年，甚至更低。灾难（火灾、地震、战争等不可预见的）发生时，主要保证能够完整的保存数据，并可以在灾难后重建，以最快的速度完成数据的恢复工作。可靠性对系统至关重要。在系统设计时要充分考虑到可能出现的各种问题，以便采取技术措施，尽可能减少系统故障，保证系统具有良好、持续的运行性能。3.2.2.4 开放性系统建设的根本目的在于进行信息的交换和共享。因此，系统建设中采用的各种软硬件技术和产品都必须具有开放性，遵循现有相关国际标准和国家标准或工业标准，以便根据需要充分选择合适兼容的产品。3.2.2.5 实用性设计系统时应充分考虑江苏水路交通现有的基础条件、管理模式、人员素质、工作习惯、专业构成
59、、应用水平、等诸多因素对系统产生的综合影响，把系统的实用性作为系统建设的重点，尤其要作为项目建设的主导思想，做到系统功能具有针对性，可操作性强。3.2.2.6 可扩充性可扩充性是系统集成很重要的一种技术要求。随着信息技术的发展，水运管理业务的不断扩大，网络上的信息流量将不断增加，这就要求网络系统必须具有良好的可扩充性和升级能力，随着技术的发展和信息的膨胀，确保系统能平稳升级。3.2.2.7 可维护性系统的规划设计应充分考虑到系统的可维护性，方便对系统进行管理和调整，便于对系统中的所有设备进行集中配置、监控、报警处理、会话控制、性能分析、故障隔离、故障恢复、权限设置及访问控制。3.3 建设框架系
60、统从逻辑上分为感知层、网络层、支撑层和应用层四个层次和安全保障体系及标准规范体系等两个体系，如图3.1。图 3.1逻辑层次结构感知层实现基于物联网技术实现信息的现场船舶状态的自动采集功能，通过RFID标签实现船舶身份的识别。网络层实现船载终端、岸基终端、省级服务管理中心之间的网络通信，根据不同通信需要、不同的环境特点采用不同的网络传输方式。支撑层提供智能航运信息服务运行所需要的基础软件服务和数据服务，可以细分为数据服务子层和应用支撑子层。应用层分为信息服务子层、业务服务子层、统计分析子层等三个不同的应用层次，信息服务子层基于已有的各类基础数据、运行数据、出行数据和空间数据以及感知数据提供不同的
61、信息服务；业务服务子层基于各个业务局已有的业务管理系统，在业务管理规则和流程优化的基础上，提供更好的水路管理服务；统计分析子层在全面的水路交通数据基础上，提供综合的统计服务，为水路运输安全管理、水路基础设施规划建设、水运市场政策制定提供辅助决策支持。3.4 建设内容、范围和规模3.4.1 建设内容根据项目目标和现在江苏省交通运输系统现有基础条件，本项目的主要建设内容包括以下五个部分：1、建立以RFID、卫星定位和AIS为基础，覆盖全省7000余公里干线航道以及100000余艘内河船舶的低成本感知网络，并与浙江、上海对接，实现内河船舶身份自动识别的长三角区域性联动；2、引导和扶持物联网龙头企业开
62、展物联网关键技术研究及攻关，制定内河船舶射频识别（RFID）设备系列标准、智能船载终端、内河航运信息安全及用户隐私防护标准等一系列标准；3、坚持“政府引导，企业主导，市场运作”的原则，探索和培育物联网技术行业应用和服务产业化发展道路；4、基于船舶身份自动识别，建立水运管理部门间的数据“按需共享”机制，构建内河智能航运综合信息服务平台，实现水运管理业务的有效串联与服务手段的创新，并向内河运输经营者及利益相关者提供以下服务功能： 基于航道基础设施数据为船舶航行提供针对性个性化的智能信息服务 基于航道实时运行状况为船舶航行提供动态的个性化的安全引导信息服务 提供船舶遇险报警与紧急救援服务 基于水路运
63、输市场为水路运输相关人员提供物流信息、船舶交易服务 提供行业政策宣传和运输市场引导信息服务 提供行业管理部门“非扰民式”隐形监管服务 提供船闸、港口作业手续远程办理服务 提供重点物资运输的保障、监控和应急船舶运力的组建、管理功能 提供水路运输经济运行统计分析功能5、按“一主二分一备”方式建立船联网数据存储与应用架构，满足海量数据的管理与区域化应用，充分保证船联网的运行效率与数据安全。3.4.2 建设范围本项目建设范围涵盖省市二级交通运输行政管理部门以及航道局、地方海事局、港口局、运管局等四个厅直属单位。3.4.3 建设规模本项目需要完成10万艘船舶RFID电子标签的发放工作，根据感知和数据采集
64、的要求需要在江苏省7000多公里省市干线航道上布置2615个岸基设备，建立4个数据中心。3.5 关键技术3.5.1 RFID技术RFID，是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，起源于上世纪50年代的一项自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。电子标签可以采用特殊的封装方式，有效抵御油渍、灰尘污染等恶劣环境的腐蚀和侵袭。基本的RFID系统由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)。RFID技术有着广阔的
65、应用前景，物流仓储、零售、制造业、医疗等领域都是RFID的潜在应用领域，另外，RFID由于其快速读取与难以伪造的特性，一些国家正在开展的电子护照项目都采用了RFID技术。 射频识别系统按电子标签的供电方式可分为有源和无源两类。无源标签所需工作能量需要从读写器发出的射频波束中获取，经过整流、存储后提供，成本较低，但射频功率较大。有源标签本身带有微型电池，由于不需要射频供电，其识别距离更远，读写器需要的功率较小，具有读写稳定、防冲突性能佳、携带物品信息量大等优点，这在船舶识别应用中都是关键的性能要求。按照能量供给形式，RFID电子标签可分为主动式、被动式和半被动式：1、被动式标签利用读写器发射的电
66、磁场来提供标签芯片和通信的工作能量，读写器电磁场提供的有用能量不仅随着距离的增加急速降低，而且受严格的管制，因此即使使用超高频波段时也只有45m的识读距离。2、半被动式标签内部带有电池，因此不需要靠读写器的电磁场来给芯片提供能量。这样系统就可以以更低的功率运行，识读距离可以达100m。距离受限是因为标签并不主动发射信号，还是需要依靠读写器的电磁场提供通信的工作能量。3、主动式标签依靠电池供电并且带有发射器。不像被动式标签，主动式标签可以自发性的发射射频信号，因此其识读距离甚至可达几公里。RFID具有船舶通信、自动识别、定位、远距离监控等功能，在移动船舶的识别和管理方面有着非常广泛的应用。本次项
67、目拟选用有源电子标签，并根据各航段的口宽选用不同功率的天线，同时根据智能航运信息服务的要求进行布局设计。3.5.2 北斗和GPS双系统融合应用基于北斗GPS双系统可以组建航运监控管理系统，系统利用北斗GPS双模接收机实现船只的定位和通信。船只的定位可以利用GPS实现，也可采用北斗实现，信息传输则通过北斗系统的特有短消息功能实现，这样可克服无地面通信网络时船只与监管中心的通信问题。监管部门通过接收多个船只的信息，可以获得航道的实时情况，并通过显示设备显示。监管部门也可将控制指令通过北斗系统发送给特定船只或特定区域的所有船只。通过利用北斗GPS双系统功能，监管部门可以随时掌握全航道的船只运行状况，
68、安排协调重要港口的作业，提高关键航道的通行效率，实现航道的数字实时监管。采用北斗和GPS双系统实现定位有如下优点：1、一般情况下采用GPS定位，降低了对北斗系统资源的需求由于北斗定位为有源方式，需要地面中心站进行测量，定位过程消耗系统资源。而船只运行过程中需要不断定位，因此采用双系统，而以GPS为主进行定位可降低对北斗系统资源的需求，使北斗系统可为更多用户服务；2、采用北斗系统实现通信，可覆盖任何区域，并具有防范灾情能力利用北斗卫星进行通信，不受地面通信网络的影响，并可覆盖任何区域。在发生地震、大范围停电等极端气候条件下仍可继续保持可用，而基于数字移动通信网的通信方式防范灾情的能力较弱。3、北
69、斗GPS双系统互为备份，有效提高了终端设备的可靠性GPS目前应用最为成熟，然而GPS为美国军方掌控，存在关键时刻不能使用的可能性。采用北斗GPS双系统，当GPS不可用时，利用北斗仍可保持系统可用，有效提高了终端设备的可靠性。3.5.3 多种网络通信融合应用本系统的建设范围广、需要覆盖省市干线航道，网络接入条件复杂，因此需要综合应用RFID无线射频技术、北斗卫星通信技术、IP网络通信技术、3G网络通信技术、WiFI、WiMax等网络通信技术。在具体的设计和实施过程中，要充分利用各种通信手段的优点，因地制宜的选择不同的通信方式，并且保障网络通信的可靠性。3.5.4 数据交换与同步技术本系统设计到江
70、苏省各个水路交通行业管理部门的数据库与本系统数据库、本系统数据中心与分数据中心、江苏省与浙江省、上海市之间的三种不同类型的数据交换和共享的需求，因此需要综合应用不同的数据交换、同步和共享的技术，充分发挥各种技术的需求适应性和可靠性，以保证数据流的畅通。4 系统与建设方案4.1 总体框架设计4.1.1 系统逻辑结构系统从逻辑上分为感知层、网络层、支撑层和应用层四个层次和安全保障体系及标准规范体系等两个体系，如图4.1。图 4.1逻辑层次结构感知层实现基于物联网技术实现信息的现场船舶状态的自动采集功能，通过RFID标签实现船舶身份的识别。网络层实现船载终端、岸基终端、省级服务管理中心之间的网络通信
71、，根据不同通信需要、不同的环境特点采用不同的网络传输方式。支撑层提供智能航运信息服务运行所需要的基础软件服务和数据服务，可以细分为数据服务子层和应用支撑子层。应用层分为信息服务子层、业务服务子层、统计分析子层等三个不同的应用层次，信息服务子层基于已有的各类基础数据、运行数据、出行数据和空间数据以及感知数据提供不同的信息服务；业务服务子层基于各个业务局已有的业务管理系统，在业务管理规则和流程优化的基础上，提供更好的水路管理服务；统计分析子层在全面的水路交通数据基础上，提供综合的统计服务，为水路运输安全管理、水路基础设施规划建设、水运市场政策制定提供辅助决策支持。4.1.2 网络拓扑结构系统整体构
72、成包括智能船载终端、岸基采集传输设备、智能航运信息服务管理中心、各类业务管理系统等构成，系统总体拓扑结构如图4.2。1、配置RFID标签模块的船载智能终端安装与内河航运船舶上，RFID标签通过统一配置的ID号来标识船舶身份。船舶操作人员可以通过智能终端通过公共无线通信网络主动向中心请求服务信息，在岸基设备的热点覆盖范围内，船载职能终端将自动接收根据船舶身份过滤和定制的各类服务信息。2、岸基设备通过船载智能终端必须配置的RFID标签进行船舶身份识别，利用岸基设备自身的空间位置对船舶进行定位。岸基设备能够通过络通信实现与管理服务中心之间的双向数据交换：实时上传现场感知数据，并且能够定时下载服务信息
73、，并且能够提供本地存储功能。3、服务管理中心实现数据集中存储、处理、分析和服务的应用，是职能航运信息服务应用的核心，包括数据存储服务、数据交换服务、数据分析与应用、信息管理与分发服务，以及提供这些服务所需要的IT软硬件基础设施。4、航道、海事、港口、运管等业务应用系统通过与服务管理中心的数据交换服务获得所需要数据来改进管理业务流程以提高内河航运的管理服务能力，同时向服务管理中心提供智能信息服务所需要的各类信息。图 4.2 系统总体结构4.2 感知与信息采集方案智能航运信息服务应用的关键是通过RFID电子标签进行船舶身份识别，利用航道沿岸、船闸、海事签证点、港口码头等位置布设的岸基设备感知船载智
74、能终端所集成船舶定位及状态信息，并且为船舶提供各类服务信息。图 4.3 识别与感知示意图4.2.1 RFID自动身份识别通过有源RFID电子标签在长三角航道网及京杭运河水系从事水路运输的船舶全方位部署和应用，实现对该区域内10万艘运输船舶身份自动识别和状态感知、船舶区域定位、航行轨迹跟踪。中华人民共和国船舶识别号管理规定（交通运输部令2010年第4号）第二条规定“依照或者拟依照中华人民共和国船舶登记条例在中国登记的船舶，应该按照本规定取得船舶识别号”，因此在智能航运信息服务应用中将船舶识别号作为唯一标识船舶的电子身份证。船舶识别号由英文字母CN和11位阿拉伯数字组成，其中CN代表中国，11位阿
75、拉伯数字的前四位表示船舶安放龙骨的年份，第5到10位是随机数字，第11为是校验码。表 4.1 RFID标签技术要求序号参数值1识读距离识读距离远距离(2150m)2防冲突性能多达同时识别200个的防冲突性能3工作频段全球通行的ISM工作频段245GHz4功耗独特的微功耗设计5通信机制通信机制基于HDLC的时分多址和同步通信机制6识别能力具有多通道高速识别能力7使用寿命68年使用寿命8封装固态封装，抗高强度跌落与振动9数据存储16KB以上EEPROM存储；10数据传输全双工的数据传输4.2.2 智能船载终端安装4.2.2.1 智能船载终端概要在船联网系统中，船载智能终端主要功能在于提供船舶服务与
76、业务监管，具体包括实现船舶及货物的信息智能识别，并岸基设施的信息交互。其信息内容包括采集信息、船只自然属性（含ID标识）、运行路由参数、货物信息、与岸基设施交互，包括收费、认证等，以及各类服务信息，以及人机交互显示等。智能船载终端结构，一般考虑由收发通信模块、卫星定位模块、ID身份标识模块、信息显示模块、主体处理控制模块等模块组成。需要说明，射频识别RFID往往具有无线通信的能力；AIS属传统的甚高频的船舶标识功能设备；有些模块已有相当程度的集成，如WiFi/WiMax、GPS/GPRS等。船舶通过物联网技术实现与岸基设施信息交互，完成船舶属性、载货情况、运行路由船载信息交递，认证、缴费等信息
77、交互，以及天气、航道属性的下传等，即提高船舶的运行管理、加强对船舶的服务能力。传统的AIS自动识别系统以广播方式不断地向附近的船舶和负责海事监督的岸台播发自己的身份识别标志、船舶类型、载货情况、航线、目的港、估计到达时间、当前船位与速度等信息，同时接收来自岸台的查询和附近船舶的AIS信息，并把有关信息以航道图形界面和电文方式显示在终端设备的屏幕上，其主要实现业务监管功能。船载网智能终端的构成需结合总体功能方案而定，重点需研究RFID技术、与传统AIS兼容等问题，同时建立一系列的技术标准，以研发相关船载网智能终端，并予产业化。4.2.2.2 智能船载终端技术要求1、模块化智能船载终端采用模块化设
78、计，通过自适应接口接入射频识别RFID、卫星定位、AIS、传感器等多类设备。基于模块的自配置实现船舶身份、船岸状态、船货信息的智能感知。2、兼容性智能船载终端设备可以兼容各类标识、定位和感知设备，可对不同设备来源的数据完成数据格式的转换，解决内河船舶多种类定位设备共存的现状，实现数据格式统一。一方面避免定位设备重复建设，另一方面统一航运基础信息，是相关标准的载体。3、可互操作智能船载终端支持短距离数据传输和移动通信网。智能船载终端之间、智能船载终端与岸基类设备、智能船载终端与中心可双向通信，在标准化的通信协议基础上，支持M2M可互操作。4.2.2.3 智能船载终端功能要求船载智能终端主要提供船
79、舶信息上传、收费、认证、检查、信息交互、岸基的通知、信息发布，以及服务信息显示等功能。 地图推送服务：为过往船舶提供周围水域的地图推送业务（不用于导航），标识航道信息 水上服务区提示：向船舶告知周围水域的水上服务区的名称以及提供服务的种类、数量等 航道指向、诱导信息：为船舶提供实时导航业务，提供快捷安全的出航线路； 不停岸收费认证：对服务域内的船只进行身份认证、收费管理； 危险品通告：对载有危险品的船只进行安全导航、并对其他船舶进行通告； 航行路由：根据多方数据，对航道内的船舶进行航道管理，疏导拥塞线路，给出航行建议； 船舶动态检查：对航道内的船舶进行动态远程检查，无需检查人员登船巡检； 肇事
80、通知：对肇事船只进行及时通告； 载货物流：对周边物流进行有效的组织管理，给出物流需求； 卡口监控：自动识别过卡船舶，对航道内的各个卡口实时统计监测，向水域内的船舶通告相关信息； 天气气象：给出实时气象情况及天气预报； 政策、新闻：向船舶提供相关政策法规以及实时新闻。对于终端与终端、终端与岸基设施交互的信息分类如下： 船体属性信息：海上移动业务标识码（MMSI）、呼号、船名、船长、船宽、船舶类型、船上定位天线位置等； 船体动态信息：具有精度指示和完整性状态的船位、对地速度（SOG）、对地航向、航行状态（如失控（NUC）、锚泊等）、转向率、UTC 时间（接收设备生成日期）等； 航行信息：船舶吃水、
81、目的港、预到时间（ETA）、危险货物类型等； 货物信息：载货种类、数量、体积、重量等； 服务信息：航道情况，气象信息，物流情况等； 交互信息：船体认证，收费缴费信息等。4.2.2.4 智能船载终端结构设计智能船载终端功能逻辑结构设计如图4.4。智能船载终端采用模块化的设计方法，主要包括主机模块、模块内部数据接口、定位标签信息模块、与岸基中心无线通信模块和触摸屏显示模块等，如图4.5。1、主机模块：主机模块可采用多种架构模式，嵌入式、x86模式以及手机模式： 嵌入式可选Intel、ARM等多种处理芯片，具有较小的体积及成本； x86 PC方式，其优点是具有较强的数据处理能力，可以进行复杂的数据计
82、算； 基于手机智能终端方式，以外接接口的方式与部分设备互联，以达到终端移动化。图 4.4 智能船载终端功能逻辑结构2、模块内部数据接口：数据模块包含GPS接口（含北斗）、AIS接口、RFID接口等。 各模块采用USB/RS232/RS422接口 GPS接口通信协议符合NMEA0183, 版本2.2 AIS数据采用IEC61162-2国际标准3、定位标签信息模块：智能信息模块将数据接口获得的原始数据信息如RFID、北斗、GPS和AIS等进行格式统一，并可对不同来源的数据进行协同信息处理。通过显示控制模块将处理过的数据展示在触摸屏上，动态标记相关信息。用户可以通过点击图标或按钮获得更为详实的数据。
83、4、与岸基中心无线通信模块：通信模块包含了3G、Wi-Fi、WiMAX以及VHF通信模块，可与其他智能船载终端或岸基设备自组网。发送船舶位置、货物和状态信息，接收其他船舶信息以及岸基设备的相关服务、交互信息等。采用mini PCI-E接口的3G/Wi-Fi/WiMAX模块。5、触摸屏显示模块： 7寸电阻式液晶触摸屏 物理分辨率：800x480 支持分辨率：640x480. 800x600. 1024x768 对比度：350:1 色纯度：45 亮度：350cd/m2 接口：VGA，USB图 4.5智能终端结构框图智能船载终端模块数据流关系如图4.6。图 4.6 数据流融合框图4.2.2.5 智能
84、船载终端安装方案在长三角航道网及京杭运河水系，根据船舶总吨、种类及不同的应用需求，选配不同的识别和感知模块，分层次部署AIS模块、卫星定位模块和RFID模块，实现长三角航道网及京杭运河水系内河运输船舶智能船载终端的全覆盖。对于特种船舶（例如：危险品船、客船），结合RFID标签和温度、压力、湿度等传感器采集各种货物状态信息，实现多传感器的融合。4.2.3 岸基设备研发和布设岸基设备分为两类，一类是RFID感知岸基设备，另一类是AIS基站需要在现有部海事局已建的21个基站的基础上，增加布设95个基站，实现江苏省内河省干线航道的全覆盖。岸基设备实现船舶身份的自动识别和状态感知，是船舶与中心沟通的中介
85、，岸基设备的功能特性和合理布设是实现应用目标的关键。4.2.3.1 岸基设备功能要求根据岸基设备在整个应用过程中所处的位置，岸基设备需要实现与船舶的RFID通信，同时也要实现与中心的双向数据通信，如图4.5。图 4.7 岸基设备的作用主要包括船载终端互操作、岸基自组网与中心通信、其他辅助设备等四个组成部分。1. 船载终端互操作：在长三角航道网及京杭运河水系航道沿岸、船闸、桥梁、码头等处安装岸基设备，可完成船载终端信息采集和控制。2. 岸与中心通信：以互联网、移动通信网、专有网络为基础，结合WiFi、WiMax、3G等多种技术，实现岸基设备与中心的数据透明可靠传输。3. 其他辅助设备：岸基设备的
86、供电设备及设备安装工程基础设施建设。4. 岸基自组网：在长三角航道网及京杭运河水系内河航道布设的岸基设备间通过M2M无线接入技术，构建感知设备自组织网络，通过船岸、岸间信息转发，实现船间、船岸、岸间短距离数据传输和信息协同处理，船岸一体、船港一体、船货一体的数字航道（港口）。岸基设备需要充分考虑读卡器供电、通讯、防盗、防雷、前端临时存储、断点续传等功能以及岸基设备的联网巡检功能。岸基设备支柱以铁柱为主，设置地点不能有建筑物遮挡，或者有条件地方可安装于岸边房屋上，直接设置于水中的设备，需要充分考虑船舶撞击因素。4.2.3.2 岸基设备布设要求岸基智能信息采集与传输设备布设在内河航道沿岸、交通枢纽
87、、还是检查站所、船闸、港口码头、桥梁等内河航道、湖泊关键节点或重点区域。岸基设备布设的要求如下：1、 航道局的布设要求：a) 按照省市干线航道网上10km设置一台；b) 航道的行政区断面设置布置一台；c) 省市干线航道与其相贯通的支线航道的交叉口上下行各500米处各布置一台，支线航道距离交叉口1公里处设置一台；d) 航道浅滩、急流、水温条件复杂航段、城区段、锚地、水上服务区等特殊地点上下游500米处各设置一台；e) 湖区航道的出入口各布置一台，湖区航道根据航标点位各布置一台；f) 在距离港口码头1km的上下行方向各设置一台；g) 船闸上下游远调站、距离上下游远调站2km处各设置一台；h) 在每
88、个船闸的闸室上下游闸首分别设置一台，读写距离根据闸室宽度确定；2、 海事局布设要求：a) 沿河海事签证点各设置一台；b) 海事视频监控点各设置一台；c) 在全省海事机构的海巡艇上各设置一台；3、 港口局布设要求：a) 全省内河危险品码头出入口各设置一台。4.2.3.3 岸基设备布设数量根据布设原则，本次建设供需布设2615个岸基设备，分类数量如下：1、省市干线航道：总长7483.3公里，船闸设置249个，航道交叉点设置645个，常规10km设置357个，浅滩和急弯设置218个，锚地和服务区设置40个，碍航桥梁设置2122个，总共3631个点。但考虑到常规的10KM设置以及相关海事站所的设置基本
89、可以覆盖碍航桥梁所在范围，另外，随着航道整治以后不会存在碍航桥梁，所以对于碍航桥梁岸基布设不再设置，本次项目建设暂不考虑碍航桥梁，需布设1509各点。2、全省内河港口：300吨以上泊位2933个（其中500总吨以上泊位768个，1000吨级以上泊位220个），每个港口设置两个，由港口企业根据实际需求自行安装。全省内河危险品码头共188个，本次将统一设置，共需布设376个。3、海事检查站所：全省264个视频监控、260艘海巡艇，206个沿河海事签证点共设置730个。详细的布设情况见附表1。4.3 通信网络系统方案4.3.1 船岸通信船岸通信如下三种通信机制：1、船载设备与岸基设备通信：船舶在岸基
90、设备的热点覆盖范围内，岸基设备采用RFID技术实现船舶的身份和状态感知，获得根据船舶信息、船舶定位和状态信息、航道基础和实时情况等定制的个性化的服务信息。2、船载设备与中心的无线数据通信：船舶不在岸基设备的热点覆盖范围内的时候，可以通过公共无线数据通信网络（GPRS或者3G）直接向中心发送信息服务请求，并且得到相应的回应。3、基于北斗技术的卫星数据通信：利用北斗卫星进行通信，不受地面通信网络的影响，并可覆盖任何区域。在发生地震、大范围停电等极端气候条件下仍可继续保持可用，而基于数字移动通信网的通信方式防范灾情的能力较弱。4.3.2 岸基设备与中心通信岸基设备与中心的通信主要通过对江苏省交通运输
91、系统现有的通信网络资源进行整合实现，同时对于偏远岸基设备采用基于3G技术的无线数据通信方式。从传输可靠性和稳定性的角度考虑，拟从市场化角度引导运营商建设wifi人点，或者自行建设航道沿线的WiMax热点。图 4.8 岸基设备与中心通信如图4.8，根据布设位置的不同，采用不同的网络通信接入策略： 1、布置在航道船闸、船闸远调站等的岸基设备，直接采用这些站点的IP网络接入航道局网络从而通过全省交通专网实现与中心的通信； 2、布置于航道沿岸的岸基设备，采用无线数据通信方式接入航道局的VPDN从而实现与中心通信； 3、布置在地方海事检查站所的岸基设备，直接通过这些站点的IP网络接入地方海事局网络从而通
92、过全省交通专网实现与中心的通信； 4、布置在地方海事局海巡艇的岸基设备，采用无线数据通信方式接入到地方海事局的VPDN从而实现与中心通信。4.3.3 两省一市通信两省一市之间通过租用电信运营商的宽带线路构建VPN来实现两两之间的点对点网络连接，如图4.9。图 4.9 两省一市通信4.4 数据库及数据交换方案4.4.1 水路信息分类水路信息资源包括水路基础数据、水路运行数据、水路出行数据、水路动态数据和空间数据五类。具体内容如表4.2。 表 4.2水路信息分析航运信息分类主要内容水路基础数据航道、港口基础设施信息和船舶、船员、水路企业、管理机构等水路空间数据基础地形图数据、航道专题数据、港口专题
93、数据、公路专题数据、铁路专题数据、岸基设备空间数据水路运行数据行政许可和处罚、规费征收、船舶过闸及收费数据、航道交通量、水路运输量、港口吞吐量等水路出行信息航道通航情况、施工情况、水文气象、船闸控制等信息水路动态数据基于RFID的船舶感知和定位数据、GPS船舶定位数据，AIS船舶定位数据等一、水路基础数据水路基础数据包括水路交通的基础设施信息、运输工具信息以及水路交通经济相关的企业、人员、管理机构等信息。具体内容见表格4.3。表 4.3 水路基础数据分类序号分类数据内容更新频度数据来源来源单位1航道基础数 据航道、枢纽、通航建筑物、船闸、航标等信息年中心数据库航道局2港口基础数 据港口、码头、
94、泊位、堆场、仓库等年港口局3船舶基础数 据船舶基本信息、船舶动态信息和船舶登记数据、船舶检验数据月航道计算机联网收费系统运政在线船舶登记系统船舶检验系统航道局地方海事局运管局4船员基础数 据船员基本信息月船员管理系统地方海事局5企业基础数 据造船企业、运输企业、船代、货代等各类企业的数据；天运政管理系统运管局6管理机构港口、航道、运管、海事等各级机构的基本信息和装备信息等年港口局航道局地方海事局运管局二、水路运行数据水路交通运行数据包括、水路规费、行政许可处罚、航道交通量、航道运输量（船舶运用情况、船闸运行信息）、港口吞吐量、水路运输业服务业增加值、水利的水文信息等，主要整合航道局的计算机联网
95、收费和航政管理系统、地方海事局的船检和现场监督业务管理系统、运管局的运政在线系统、港口局的省级港口综合管理信息系统的相关业务数据以及水利水文、船闸运行信息等。见表4.4。 表 4.4 水路运行数据分类序号分类数据内容更新频度数据来源来源单位1规费数据过闸费、船舶港务费、船检港监费等实时航道计算机联网收费系统、海事现场监督业务系统、船舶检验系统航道局地方海事局2行政处罚数据运政、航政、港口、船检等处罚数据实时运政管理系统、航政管理系统航道局运管局地方海事局3行政许可数据航道、海事、运管等许可数据每天交通运输厅行政权力网上公开航道局运管局地方海事局4港口吞吐量数据货物吞吐量、集装箱吞吐量、滚装汽车
96、吞吐量月交通综合统计信息系统港口管理局5水路运输量数据客运量、旅客周转量、货运量、货物周转量、集装箱货运量等月运政管理系统航道计算机联网收费系统海事现场监督业务系统航道局运管局6水文数据水位等日省水利厅三、水路出行数据水路交通出行信息包括实时航道情况、施工情况、水文气象、航道、船闸控制等信息，主要整合航道、港口、海事以及水利、旅游等部门相关信息资源，满足广大水路运输企业和出行旅客的水路出行需要。表 4.5 水路出行数据分类序号分类数据内容更新频度数据来源1航道情况航道施工、水深、通堵情况等天航道局、地方海事局2施工情况施工地点、进展等及时地方海事局3水文气象水文气象等数据天省气象局4船闸控制船
97、闸开启、维修等天航道局4.4.2 数据中心建设方案考虑到大量船舶在水路运输过程中通过岸基设备采集的数据是一个海量的数据，初步测算，每天将产生5G的数据，需要充分考虑数据中心的存储容量和访问性能。结合江苏省交通运输系统现有的IT基础设施资源，考虑采用1+1+2分布式数据库的方式构建智能水路信息应用的数据中心，应用数据库之间的同步机制实现数据同步。数据中心在江苏省交通通信信息中心建设，利用厅航道局苏南、苏北、南京三个数据中心的资源，建立智能水路信息服务应用的二个分中心和一个备份的数据中心，如图4.10。四个数据中心的数据通过分布式数据库管理体系保持一致性，但是功能定位各不相同。通过建立苏南和苏北两
98、个数据分中心分担与13个市的岸基设备之间的数据通信与数据服务压力。数据中心不直接与岸基设备进行通信，主要承担与浙江、上海之间的数据交换；同时按照数据需求将数据分发给航道局、地方海事局、港口局、运管局的业务应用系统，信息服务应用功能直接访问信息中心的数据中心。图 4.10数据中心结构4.4.3 数据交换与共享本应用存在着多方面的数据交换与共享的需求。根据实际应用需求以及应用所采取的建设框架，本系统包括数据中心与业务局、数据中心与数据分中心、两省一市数据中心之间等三类数据交换的需求。4.4.3.1 数据中心与业务局的数据交换提供智能水路信息服务所需要的各类基础数据、运行数据和出行数据主要来源于各个
99、业务局的应用系统，而本应用中通过岸基设备所采集汇聚的船舶运行的实时数据以及其他相关业务局的数据资料则可以为各个业务局优化业务管理从而更好地服务于水路提供数据支持。因此数据中心与业务局之间的数据交换同样可以分为三类：1、通过厅已有数据交换平台实现业务局已有数据资源的整合：完善现有水路交通综合信息服务系统的数据交换整合规则，通过数据交换平台实现已有数据资源的按照水路交通数据库建设逻辑结构和数据准确性、完整性要求整合入库，基本思路见图4.11。图 4.11 水路数据整合2、通过厅已有数据交换平台实现动态数据的按规则分发：由于动态数据的数据量庞大，职能按照各个业务局提供信息服务和优化业务流程对动态数据
100、的需求，通过数据交换平台实现动态数据的按规则分发，基本规则如下：l 布置于船闸或者船闸周边的岸基设备采集的数据分发给航道局；l 布置于海事签证点周边的岸基设备采集的数据分发给地方海事局；l 布置于港口码头周边的岸基设备采集的数据分发给港口局；l 实时分析出的各个航道、航段、港口码头的流量密度定时分发给航道局、地方海事局和港口局。3、业务流程协同所需数据的按需分发或按需请求：在以上数据交换的基础上，系统将通过WebService接口的方式提供给各个业务局的应用系统使用，以完成数据的按需提取和按需分发，已实现业务流程的协同。4.4.3.2 数据中心与数据分中心之间的数据交换智能航运信息服务应用示范
101、的数据库管理平台采用Oracle数据库管理系统，数据中心与数据分中心通过Oracle Data Integrater（ODI）实现数据交换。ODI通过图形化的设计和定义抽取、转换、加载流程，支持CDC机制，ODI自动生成数据流，应对复杂性、以及执行各种源系统和目标系统的正确指导原则。数据中心与分数据中心之间存在着双向的数据交换：1、分数据中心向数据中心上传岸基设备所感知的船舶身份及船舶定位及其他状态数据；2、数据中心向分数据中心下发各类服务信息或者提供各类服务所需要的基础数据资料。4.4.3.3 长三角两省一市数据交换两省一市之间的数据交换采用点到点的数据通信方式，两两之间实现数据交换服务，数
102、据交换服务实现方法根据应用示范项目所确定的标准确定。两省一市之间数据交换的内容包括如下：1、船舶基础资料：对航行船舶进行服务和监管所需要的各类船舶基础资料，包括RFID电子标签的船舶识别码；2、船舶签证信息：相互之间交换目的港为对方的船舶签证数据；3、服务信息：对跨省航行船舶需要的服务信息；4.5 信息服务平台方案在整合信息资源和现有应用系统的基础上，构建水路交通信息服务平台，功能包括服务管理、实时数据服务、信息服务和业务服务等四大类功能。4.5.1 服务管理功能4.5.1.1 船舶电子身份发放管理基于RFID技术研发的船载智能终端设备能够及时（无轮巡、无延时）、准确（无错码、无漏卡）地将各个
103、区域船舶电子身份编码信息反映到水路综合信息服务平台，使管理人员能够随时掌握船舶分布状况、注册及运管信息，以便于进行更加合理的调度管理。实现船舶进出的有效识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现数字化管理的目标。 系统遵循“统一编码、统一装备、统一管理”的原则，将船舶电子身份视为“上岗证”或“港口准入证”。1、管理人员根据船舶信息，向船载终端设备写入船舶相关信息及电子身份编码。2、系统数据库记录该电子身份编码相对应船只的基本信息，包括船舶的类型、船舶登记注册信息及证件的有效期等基本信息。4.5.1.2 岸基设备安装管理岸基设备的位置信息是基于RFID对船舶进行定位基
104、础，同时也是提供针对性信息服务的依据，因此需要岸基设备各类信息特别是安装位置进行管理。4.5.1.3 水路信息处理发布系统维护管理人员和各业务局的业务人员可以通过平台发布和更新各类服务信息。4.5.1.4 水路信息订阅管理水路信息服务的订阅发布机制，以中心平台为基础依据统一的服务标准实现船载智能终端的信息服务订阅，可以包括业务数据、动态数据、水路物流数据以及其他系统提供的服务信息。4.5.2 实时数据服务4.5.2.1 实时数据处理根据信息服务和业务服务的要求，对实时采集的RFID定位数据和状态数据进行实时处理分析，确定是否需要向船舶提供信息服务以及哪些信息服务，对于需要提供业务服务的船舶，则
105、需要将数据分发给提供业务服务的业务局的应用系统。4.5.2.2 实时统计分析根据岸基设备的感知数据和船舶定位数据，结合地理信息数据实时对航道、航段的船舶和货物流量密度、港区码头的船舶和货物密度、湖区船舶数量、待闸船舶数量、锚泊船舶数量等进行分析，为海事监管、船闸运行、港口调度提供数据支撑。4.5.2.3 水路交通实时监视整合现场感知数据和GPS数据、AIS数据以及视频监控资源，在交通地理信息服务平台基础上提供水路交通的实时监视，以便于水路交通行业管理部门实时掌握航道通航状况，并且结合实时统计分析的结果，做出相应的预警，以便于有针对性的监管工作的开展。结合船舶运输货物信息，可以实现重点物资运输监
106、测，也可以实现应急运力的组件和管理。4.5.3 信息服务功能4.5.3.1 水路基础设施信息服务基于RFID的定位与识别功能，通过智能船载终端和智能岸基设备的数据通信功能为船舶航行提供智能化的有针对性的水路基础设施的信息服务，如浅滩、净空高度不足的桥梁、急弯、水上服务区、航路指示等信息服务；4.5.3.2 港口航道动态信息服务基于全面船舶感知数据和各类业务应用系统的业务数据，通过RFID、3G无线通信、短信和96196热线等方式为船舶航行提供智能化的有针对性的港口航道动态信息的服务，如航行通告、航道拥堵提醒、港区的拥挤信息、船闸调度的信息、水利部门泄流信息等服务。4.5.3.3 水路物流信息服
107、务水路物流信息是水路信息的一个重要组成部分，也是船货一体建设的重要内容，物联网在水路物流中的有效载体。船主或货主通过订阅相应服务，由服务信息平台提高其所需的船舶、货物信息；船主或货主也可以发布相应的物流信息。4.5.3.4 市场及政策信息服务通过互联网实时发布水路参考运价、船舶运力预警、水路交通的法律法规、水运市场政策等信息；船舶运输人员也可以通过智能船载终端主动查询信息。4.5.4 业务服务功能4.5.4.1 水路交通监管服务自动记录船舶进出港：船舶在每次经过监控点时，系统都会自动获取船舶身份信息并将信息反馈到监控中心。主管部门可以通过监控平台清楚的掌握每条船舶进出港的状态。防止船舶带病运营
108、：当带病船舶出港时，系统可以自动提醒主管部门，从而采取有效措施阻止带病船舶运营。船舶出港时，系统通过通信链路自动向出港船只发送各种重要信息，包括出港问候，船只注意航行安全提醒，主管部门的各种通知和公告等。当船只进港时，系统可以自动通过通信链路向船只发送回港问候，主管部门的通知公告等各种信息。不停船检查及问题船舶管理。通过智能船载终端的远程数据传输，主管部门的执法船可实现对航行船舶的不停船检查。在检查过程中，由于执法船的系统可以实时向中心数据库查询船舶资料，如违章船舶、年检过期、证书过期等问题船舶将无所遁形。有效杜绝黑名单船舶运营。4.5.4.2 内河水运实时监控与数据分析基于地理信息系统和现场
109、实时的感知数据建立内河水路实时信息服务系统，能够反映内河航道网络、港区码头的船舶分布情况、船舶运行情况以及船舶装卸作业情况等。基于已有内河水运基础数据和各类内河航运管理相关的业务数据，结合感知数据，对内河水运的情况进行统计分析，为水运经济分析、信息服务、行业管理、市场引导、水路运输规划建设养护提供数据支撑。4.5.4.3 船闸优化调度服务通过实时的现场感知数据，预测未来过闸船舶的数量及总吨位、时序等，基于此对船闸运行调度提前进行优化，提高和优化船闸的通过能力和通行效率，同时结合船舶身份自动识别提供不停靠过闸服务。4.5.4.4 船舶及航运企业动态信用系统建设基于统一的船舶电子身份识别及管理，提
110、供对船舶及航运公司及经营的信用管理功能。该系统主要是改造并升级江苏省交通运输厅原有企业信用平台，借助数据之间的交换机制，该功能将提供给运管部门航运企业年度许可，及海事部门水上现场监督业务处理依据。通过该平台引导航运企业规范守法经营，提升交通行业管理和服务的综合能力。4.5.5 辅助决策分析服务以厅辅助决策支持平台为基础，结合本应用示范工程所采集的全面的内河水路交通的感知数据，开展辅助决策分析，为内河水路交通运输的管理与决策提供服务，包括内河水路交通燃料消耗统计分析、内河水路交通节能键盘量统计分析等。4.6 安全体系建设由于智能航运服务系统涉及到大量的水路交通基础数据和运行数据等交通敏感数据，因
111、而系统安全显得格外重要，不仅要考虑到网络中所有安全薄弱环节的保护，同时还要顾及安全策略的集中实现，并制订系统安全管理制度，确保系统能够安全、可靠、高效运行。4.6.1 通信安全保障基于公钥密码体制的实现船联网加密算法、数字签名算法和密钥管理、入侵检测系统。具体如下：（1）基于公钥密码体制的船联网加密、签名算法和密钥管理方案综合比较和评估基于证书的公钥密码、自认证公钥密码和基于身份密码的加密和签名算法在船联网中的计算时间、通信效率、能量消耗、存储需求等方面的性能，研发适用于船联网的公钥加密和签名算法。基于公钥的密钥管理一般包括：公钥或证书的签发、存储、更新、验证和撤销，目前在船联网中对公钥或证书
112、的签发、存储有少量的研究，但更新、验证、以及撤销机制的研发还比较欠缺。本项目综合比较和评估基于证书的公钥密码、自认证公钥密码和基于身份密码的密钥管理方案在船联网中的性能，并重点从密钥管理全周期管理的角度设计和研发适用于船联网的基于公钥的密钥管理方案。（2）船联网入侵检测机制船联网入侵检测系统采用总控+分布式平台的体系结构，主要采用基于标识的检测和基于异常的检测的组合方式来实现。基于标识的检测技术，在船联网对应的协议(例如ZigBee协议、X-MAC射频协议等)基础上定义违背安全策略的事件的特征，检测主要判别这类特征是否在所收集到的数据中出现。基于异常的检测技术，主要针对在实际应用中面临的两个主
113、要问题-样本标签大量缺失和大样本学习问题。根据机器学习中先进的智能学习算法(如支持向量机中解决大样本训练问题的核向量机算法(OCVM)，半监督学习中的Co-training算法以及具有置信值的极小极大概率机算法(MPM)，这些算法能有效地利用数据中未标签的数据，运用模型的置信值判断学习模型的优劣，形成一套入侵检测的智能算法。4.6.2 系统隐私保护基于可搜索的密文技术来实现对船联网信息系统的数据保护。实现第一个标准模型下的无安全信道带关键字搜索的船联网公钥加密方案。针对关键字猜测攻击，第一个形式化地定义抗关键字猜测攻击的无安全信道带关键字搜索公钥加密方案安全模型，并在这一模型下构造了方案，证明
114、其安全性；实现标准模型下高效的可解密的无安全信道带关键字搜索公钥加密方案；实现只需计算陷门个数的对数次快速撤销方式。4.6.3 网络安全管理网络安全是确保系统安全运行的基础，主要通过核心网络设备的路由配置和部署防火墙、入侵检测、审计系统、防病毒产品，提供如下安全功能：1、通过防火墙等措施能够对常见的入侵行为进行判断并阻止。2、应提供地址翻译功能，屏蔽网络内部细节，防止外部黑客利用IP探测技术发现内部网络结构和服务器真实地址，从而实现有针对性的攻击。3、能够对网络通讯进行监控，及时发现任何入侵或可疑的访问行为，并做到及时报警与阻断。4、应做到对各子网间或远程用户传输中的数据进行安全保护。5、提供
115、全网范围内的防病毒保护。4.6.4 系统安全管理针对智能航运信息服务系统可能存在着自然和人为等诸多因素的脆弱性和潜在威胁，必须加强系统服务器操作系统以及各种应用服务安全，具体如下：一、操作系统安全管理对安装系统应用软件的应用服务器、WEB服务器等应强化操作系统安全管理，应针对操作系统的默认安装进行安全加固，修补操作系统中发现的漏洞和安全隐患，进行安全优化，通常包括打补丁、停止服务和卸载软件、升级或更换程序、去除特洛伊等后门程序、修改安全配置和权限。二、应用服务安全管理加强服务器的应用服务安全管理，制订安全策略，并依赖于网络层、操作系统和数据库的安全，强化安全评估（配置检查、安全数据传输检查以及
116、其它相关组件的安全性检查等）、对系统进行加固和安装访问控制工具等措施。 三、数据库安全管理目前我厅采用的数据库管理软件为ORACLE9i,数据库管理系统作为水路交通综合信息服务系统运行的基础，管理着各种水路交通基础和运行数据信息，其安全性问题是关系系统安全运行的可靠保障，采取的安全措施有用户管理、存取控制、数据保护等。1、用户角色管理：通过建立不同的用户组和用户口令验证，可以有效地防止非法的Oracle用户进入数据库系统，造成不必要的麻烦和损坏。2、存取控制：通过授权对Oracle用户的操作进行限制，即允许一些用户可以对Oracle服务器进行访问，即对数据库具有读写的权利。3、数据保护：数据库
117、的数据保护包括数据库备份和日志。当计算机的软硬件发生故障时，利用备份进行数据库恢复，以恢复破坏的数据库文件或控制文件或其他文件；另一种数据保护就是日志，Oracle数据库实例都提供日志，用以记录数据库中所进行的各种操作，包括修改、调整参数等，在数据库内部建立一个所有作业的完整记录。4.6.5 应用安全管理应用系统安全是保证系统安全应用的前提，主要提供用户权限、日志管理、数据备份和恢复管理，一、身份认证：通过应用江苏省CA认证平台或者交通运输部的CA认证平台，实现用户身份认证。二、用户权限管理：提供设置窗口设置访问交通地理信息服务平台功能模块的用户权限，包括增加、删除、修改用户角色。三、日志管理
118、：提供日志管理窗口：记录当前使用用户的用户名称、每一项操作内容、操作时间、用户登录机器名、IP地址等信息。同时提供删除、清空等管理日志功能。四、数据备份和恢复：提供备份数据库向导，备份系统的所有数据；数据库恢复，提供恢复到备份状态、恢复到系统数据库破坏状态两种恢复方式。4.6.6 安全策略管理智能航运信息服务系统需要综合考虑完整的安全策略，做到集中的管理、集中的修订、集中的更新安全规则，实现统一的安全策略实施，安全管理员可以在中央控制端进行全系统的监控。其具体要求如下： l 各安全产品应具备集中管理功能，可以支持远程的配置、修订安全规则。l 应支持系统范围内集中的用户帐户及权限管理等工作。l
119、应提供必要的手段，能够将整个决策支持系统中出现的任何涉及安全的事件信息及时通报给指定管理员，并保存相关记录，供日后查询。l 可以提供单次登录服务。4.6.7 安全制度制订1、按照系统的实现应用流程以及机构设置，严格划分所有用户的角色，并据此设定不同的权限，确保用户只能访问权限许可范围内的资源。2、制定各项访问控制措施，包括对网络、主机、数据库等的访问。3、禁止在生产系统中使用未经批准的应用程序，禁止在系统上加载无关软件，严禁擅自修改系统的有关参数。4、用于开发、测试的系统必须与生产系统严格分开。5、监视系统运行记录，及时审查日志文件，认真分析告警信息，及时掌握运行状况，对系统可能发生的故障做好
120、应急方案。6、软件程序的修改或增加功能时，须提出修改理由、方案、实施时间，报上级主管部门批准；程序修改后，须在测试系统上进行调试，确认无误经批准后方可投入生产应用。7、软件修改、升级前后的程序版本须存档备查，软件修改、升级时须有应急补救方案。4.7 标准体系建设为了促进长三角航道网及京杭运河水系智能航运业进一步发展，满足日益频繁的跨国、跨地区运输需求，实现交通运输无缝管理、快捷物流以及航运安全，需要发展统一的内河航运智能信息服务，为不同用户提供实用性、多源协同式信息服务。作为一个集成运用现代信息技术以实现内河航运安全、高效及环保的综合交通系统，内河航运智能信息服务的显著特点就是跨区域、跨部门异
121、构系统的资源整合标准化对于内河航运智能信息服务的推进作用至关重要。标准化不仅是系统整合与技术集成的基础与纽带，而且还是今后RIS大范围实际应用的保障。显然，本示范工程充分认识到这一点，在内河航运智能信息服务的发展过程中开展富有成效的标准化工作，制订众多具有国内外影响力的标准和规范，其发展经验值得我国学习与借鉴。同时，在大范围、复杂的异构系统环境下发展长三角航道网及京杭运河水系内河航运智能信息服务具有很大的难度与风险，首先要解决的便是标准化问题。标准化对于统一相关航运技术系统及其接口标准，规范信息系统中的业务数据，协调上述系统之间复杂通信与数据交换，实现管理部门之间、管理部门与企业用户之间的功能
122、系统互联互通、信息共享和协调运作至关重要。此外，标准化还对规范今后系统设计与产品生产、避免重复开发、有效降低系统建设费用和实现系统的可扩展性也有着重要意义。正是基于此认识，标准化成为内河航运智能信息服务发展的重要内容与保障，应得到高度重视。进一步完善交通行业信息化标准体系表的意义在于，要融合交通信息化领域、信息技术体系和标准层次三个维度的交通行业信息化标准体系表，指导交通信息化标准研究工作，保证交通信息化标准制修订过程中的相互协调和统一。在重点任务中，除了完善交通行业信息化标准体系表，同时，还要面向交通电子政务、智能交通、现代物流、信息通信等重点领域，制定、修订一批急需适用的标准；转化、采用一
123、批适用的国际标准；加强标准的基础性、前期性研究。4.7.1 内河航运智能信息服务及其标准化分析交通信息化建设过程中如何有效地开发和利用信息资源，如何保障信息化基础设施建设的优质高效和信息网络的无缝连接，如何确保各信息系统间的互联互通和互操作、信息的安全与可靠，如何实现交通资源信息的共享，在尽可能短的时间内实现交通信息化发展的战略部署，是交通信息化在新的历史起点取得进一步发展的关键问题。而标准化是解决上述问题的基本手段。虽然，目前我国交通行业信息化标准工作取得了较大的进展，但与交通信息化发展的需求相比，与发达国家交通信息化标准化水平相比仍有较大的差距。长期以来，交通行业信息化标准研制缺乏科学的体
124、系指导，导致已有标准之间缺乏应有的一致性。已经开展的标准体系仍需进一步加以完善。由于缺乏相对成熟的交通信息化标准体系作指导，标准间的关系不明确，影响了标准的立项、制定、修订以及执行。另外，标准的制定、修订工作仍然滞后。一方面，通用性、基础性标准空缺较大，无法满足对相关标准编制的指导作用，如交通信息基础数据元标准、交通信息资源元数据标准等的缺乏；另一方面，由于前期研究不充分，导致标准的预见性较差或制定、修订工作周期过长，使得指导、规范交通行业业务应用系统建设的专用标准滞后于行业信息化的需求。交通信息化标准立项和研制中，缺乏统一指导和协调，存在重复交叉、关系失调、制定顺序不合理等问题；各有关单位为
125、应对急需的应用系统而立项编制的交通信息化标准中，相当一部分过于零散或质量不高，难以协调，各用户引用标准造成混乱，使得信息难以交换和共享。内河航运智能信息服务通过整合不同地区及部门的航运信息系统资源，开展多方位、协同式航运信息服务，有效提高水路运输的供给能力、服务质量和服务效率，促进行业安全生产、应急保障和资源节约，是当前世界内河水运发展的先进成果以及现代内河航运信息化发展的未来趋势，非常切合目前我国发展“服务型交通”的主题。此外，随着近年来长三角航道网及京杭运河水系内河航运信息化的不断深入，内河航运信息服务综合化、协同化的观念正逐步加强，政府及各级航运管理部门也认识到业务系统互连互通、航运信息
126、综合利用的必要性与迫切性。引入内河航运智能信息服务，有助于改变内河航运信息共享差的现状，加快实现内河航运现代化。因此，我国发展内河航运智能信息服务，具有重要的现实意义。内河航运智能信息服务目前尚处于起步阶段，标准化的发展更是相对滞后。具体表现在：我国内河航运智能信息服务标准体系缺乏系统研究，标准体系框架不明确、结构不清楚，核心标准尚未梳理，紧缺标准亟待制订，现有信息标准规范系统性不强、国际化程度较低。在现代内河航运向综合化、数字化、智能化发展的今天，先行性、前瞻性地开展标准化工作，对于加快内河航运智能信息服务在我国的发展、促进内河航运信息化建设而言意义重大。从国内外内河航运信息化发展的现状与趋
127、势来看，长三角航道网及京杭运河水系有必要进一步加强内河航运智能信息服务标准化工作，尽快对内河航运信息服务标准规范进行全面梳理，建立科学、合理的内河航运智能信息服务标准体系。以电子政务为龙头的我国交通信息化建设正逐步形成“从分散建设向资源整合利用转变，从系统独立运行向互联互通信息共享转变，从注重内部管理向侧重社会公共服务转变”的新格局。作为资源整合、信息共享的基础与保障，标准化是现阶段我国内河航运信息化发展的内在要求。内河航运智能信息服务由众多航运技术系统作为支持，系统之间的技术标准与接口规范实现标准化，可保证系统互联互通、业务协同，实现信息服务跨区域兼容。同时，标准化可提高内河航运信息服务相关
128、系统的接口规范性和互联性。在实际工作中，标准化对于缩短系统集成工作强度、降低集成成本、提高系统可靠性也具有重要作用。4.7.2 内河航运智能信息服务标准化研究设计（1）内河航运智能信息服务体系框架内河航运智能信息服务体系框架，是指内河航运智能信息服务系统从理论到实践的整个构架，其内容涵盖综合信息服务的定义、目标、用户分类、服务体系和综合信息服务系统逻辑框架、物理框架以及相关组织保障。图4.12为内河航运智能信息服务体系框架。图 4.12 智能信息服务体系框架（2）研究思路建立标准体系，明确发展目标，制订和推广相应标准规范是标准化的主要内容。长三角航道网及京杭运河水系内河航运智能信息服务标准化研
129、究思路如下： 深入研究国外内河航运智能信息服务及其标准化发展历程，学习借鉴其在标准体系及标准规范研究与制订方面的经验及成果。 全面分析长三角航道网及京杭运河水系航运信息化发展现状，尤其是信息服务发展情况，通过研究确定长三角航道网及京杭运河水系航运综合信息服务用户主体、服务体系及系统逻辑框架、物理框架等内容，建立各子系统之间及子系统各组成部分之间的层次结构及相互关系。 根据长三角航道网及京杭运河水系航运综合信息服务体系框架中的功能体系和服务体系，确定实现综合信息服务各项功能的航运信息系统，整理这些系统及其相互之间协同所涉及的标准规范：一方面，根据标准的共性关系，从横向划分标准体系的大类；另一方面
130、，根据标准的功能、类型与应用，从纵向确定标准体系的层次结构及每个子类的覆盖范围。在此基础上，建立内河航运智能信息服务标准体系框架及其内容。 系统梳理标准体系所含标准规范明细，明确所列标准规范的当前状态，分为已制订、正在制订和未制订等3种状态。 根据航运信息系统与综合信息服务各项功能之间的支撑关系，明确内河航运智能信息服务的核心支撑系统，将其涉及的标准规范确定为关键标准规范。结合当前信息服务发展过程中的标准需求，明确所有未制订的标准规范的紧迫程度，分为亟需、计划或规划等3类，对于紧迫程度为“亟需”的关键标准规范予以特别重视。内河航运智能信息服务通过在岸和船上应用电子、信息和通信等尖端技术，提高交
131、通设施的使用效率并为人们提供安全、方便的交通。内河航运智能信息服务标准化的旨在保障智能内河航运体系中不同信息通信系统的信息交换并实现信息化，主要开发信息通信系统和服务标准。内河航运智能信息服务提供可以互换与相互应用航道网的基础环境。目前，各地方、交通运输部门、施工单位等分别建立交通传感网服务系统，其标准化有利于系统的扩展、完善并协调不同系统之间的服务，通过标准化扩大市场规模，促进相关行业的产业化进程并建立经济型内河航运智能信息服务系统。内河航运智能信息服务系统的标准化可以支持内河航运相关产业的均衡发展，防止重复开发，避免浪费。（3）体系设计内河航运智能信息服务标准体系是由内河航运协同式信息服务
132、应用领域中具有内在联系的一系列标准组成的有机整体，是交通行业标准体系的子集。该标准体系包括内河航运协同式信息服务应用领域的现有、应有和预计制订的一系列标准，经研究、分析后进行合理安排，形成系统、协调、科学的标准体系框架和标准规范明细。标准体系的制订和编制原则如下： 公路水路交通信息化标准建设方案等文件的指导精神； 标准体系表编制原则和要求的规定； 国外内河航运智能信息服务标准化和智能交通系统（ITS）标准化发展经验； 区分标准制订的轻重缓急，满足不同发展阶段实际需求； 严格把握标准制订的必要性，不过度扩大标准覆盖范围； 充分利用现有并适用的国际、国家和行业标准。标准体系制定要从我国水运信息化建
133、设的实际需求出发，从技术、行业数据编码、信息系统、工程和测试、管理和操作等多个方面入手，坚持系统性、实用性、开放性、自主性、兼容性原则。内河航运信息标准化的前景如图4.13所示。图 4.13 内河航运信息标准化目标4.7.3 内河航运智能信息服务标准化体系（1）标准体系的建立根据上述研究思路与制订原则，结合对国内外发展内河航运智能信息服务的研究成果及工作基础，初步拟定如图4.14所示的标准体系。标准体系所含标准按照其功能及作用分成6大类：基础标准；信息共享与数据交换标准；信息服务规范；通信网络标准；分系统标准；信息安全标准。通过前期众多项目研究与示范工程的开展，已建立起先进、完备的航运信息与技
134、术系统及服务体系。通过对这些系统服务规范和技术标准的不断研究与完善，内河航运智能信息服务已经建立起较为科学、全面的标准体系，标准体系主要由以下方面构成。 术语及定义：主要包含内河航运智能信息服务通用术语、内河航运智能信息服务缩略语等标准。 数据分类及交换标准：主要包含内河航运智能信息服务数据元目录、数据字典和内河航运智能信息服务数据交换标准等内容。根据交通行业的特点,EDI标准分为基础标准、水运EDI标准、。其中基础标准是水运EDI标准中通用的标准；水运EDI标准基本上是船舶、港口和海上运输的报文标准。图 4.14 内河航运智能信息服务标准体系 数据共享标准：即指导类标准、通用类标准和领域专用
135、标准。指导类标准阐述交通科学数据共享标准化的总体需求、概念、组成和相互关系,以及使用的基本原则和方法等。通用类标准是指交通行业在公路、铁路、水运、民航等领域具有共性的标准。遵循这些标准,能够实现交通各领域数据规范化的定义、描述、加工、整合、存储及交换无歧义理解。其中通用类标准又分为数据类、管理与建设类和服务类3个类别的标准。领域专用标准即根据通用标准制定的、满足特定领域数据共享需求的标准,具体反映某领域数据特征的数据类标准,如公路水运领域共享元数据内容标准, 信息服务规范：主要包含内河航运智能信息服务框架性指南。如内河航运信息服务标准（包括服务定义、服务接口、建模语言、互操作等）；内河电子航道
136、图显示与信息系统（ECDIS）标准；电子船舶报告标准；船长通知标准等。 分系统标准：主要包含以下子系统标准内容。内河船舶交通管理（VTS）指南：内河VTS建设的标准性框架文件，内河航运智能信息服务参照了PIANC与IANA两种标准。 内河电子航道图显示与信息系统（ECDIS）标准：主要用于规范电子航道图（ENC）内容、图标、颜色及显示等。 电子船舶报告标准：定义船舶在某一特定时间发送有关船舶、航次计划、人员和货物等方面信息的报文规范以及相关数据交换协议等。 船长通知标准：定义相关部门向船舶发送有关指定区域气象、水位、限航和冰凌等方面信息的报文规范以及相关数据交换协议等。 船舶跟踪与追踪标准：船
137、舶跟踪与追踪是指对船舶的历史和实时位置及航行信息的获取。船舶跟踪与追踪标准主要定义跟踪与追踪的具体功能，规定内河AIS标准（包含船舶跟踪与追踪数据标准），以及给出建议采用的内河AIS数字接口语句等。 内河雷达标准：主要规定有关内河航运使用岸基、船载雷达的技术性能要求。 内河航行无线电标准：主要有内河航行无线电话服务的区域性协议以及内河航行无线电联系用语规范等。 通用性标准：主要包含商品名称及编码国际分类标准、世界各国和地区名称代码、UN/EDIFACT标准和数据通信标准（AIS，GNSS，因特网）等内容。 信息化安全标准：信息化安全标准由基础标准、信息技术安全标准、系统运行安全标准和设备安全标
138、准四部分组成。由于在信息化安全方面可按国家的有关标准执行,因此,该部分标准中新提出的交通行业标准相对较少,所列的国家标准也是与交通行业密切相关,且最基础的标准。4.7.4 标准和规范的内容本部分交通传感网常用通信协议进行应用研究，交通传感网常用通信协议应用重点研究了航运系统通信平台应用，短距离专用高速无线数据通信、中远距离无线通信方式、OBC实时传递交通信息，远程信息处理，岸边及船载传感设备、交通监控设施，Agent、XML、信息形式、实时交通信息传递信息、数据压缩及解压技术，用户认证、密码、防火墙、生物识别、交通信息系统安全。关技术分析如表4.6所示。表 4.6 内河航运智能信息服务相关技术
139、分析相关技术内 容航运GIS类(X)GDFGIS基图，决定导航和智能航运信息系统专用数值地图的制作方法和为了存储及交换的数据库结构，它是GDF的下一代版本，充一全省交通地图数据.PSF不同船导航系统拥有自身固有的数据格式之间不可互换，为了解决互换问题，制定DB存储介质的结构。LR在不同内河船运电子地图DB上，可以识别同一位置的技术.PU内河船运传感网地理信息数据库的更新步骤和形式.交通电子地图专用API决定与内河船运传感网系统的数据存储和数据访问相关的模块及构成。岸边及船载传感设备、交通监控设施控制设备API决定构成交通传感网专用控制设备，应用接口。核心的如交通传感网底层设备关系映射原语；船载
140、智能终端设备系列标准；内河船舶射频识别（RFID）设备系列标准（含电子标签和阅读器）；岸基智能信息采集设备及布设系列标准。环境状况信息融合、跨平台处理与挖掘技术高层信息汇聚类Agent提供综合有线和无线的交通信息Agent系统基本构成和方案.XML航运信息格式标准（ASN.1）采用XML格式.信息形式根据不同交通传感网应用，开发数据词典所需的标准规格。数据词典决定交通信息资讯集合（信息形式）标准和资讯地址.。同时包括内河船舶信息资源的数据元系列标准；内河航运数据交换标准（包括接口、数据格式、数据元代码标准等）。数据压缩及解压缩可以提高交通数据（文本、图像等）的存储和传递效率的压缩及解压缩技术.
141、视频能见度检测通过利用监控视频视频能见度检测，实现航运信息获取。环境状况信息智能感知与实时采集技术航运传感网信息服务与协同机制通过信息终端机（移动通信）和定位系统（GPS），提供船事故信息、航运信息、介绍航道、远程诊断、无线互联网服务。RFID标准体系。如船舶跟踪与追踪标准。用户认证、密码、防火墙、生物识别、交通信息系统安全安全用户认证、保密信息内容、阻止非法使用等信息安全系统和保障运营的安全技术，如内河航运信息安全及用户隐私防护标准。交通传感网通信网络平台RF-DSRC/IR-DSRC船载终端机和决定通信设施间的短距离专用高速无线数据通信。CALM（Adhoc）与船载终端机-岸旁设施、船-船
142、、船-交通信息中心的无线通信方式无关，获取互联网服务通信协议.CORBA profile以对象导向CORBA为基础，建立交通传感网系统所需的规格。如内河航行无线电标准。3G通信平台实现交通传感网信息传输。交通传感网信息服务与协同机制微波、无线电、广播等多种通信传输方式将处理好的数据信息通过多种通信传输方式下载至各船载信息终端。相关标准如内河航运信息服务标准（包括服务定义、服务接口、建模语言、互操作等）；内河电子航道图显示与信息系统（ECDIS）标准；电子船舶报告标准；船长通知标准等。航运信息服务的标准制定是形成成熟的航运信息化相关产业的重要前提，结合我国的标准制定情况及系统应用现状，此应用示范
143、工程的标准制定应根据实际情况，在合理的范围内采用国际标准，优先采用国家标准。在物联网及交通行业相关标准的基础上，通过示范工程还应形成航运信息服务的相关标准规范体系，核心内容是制定船舶身份认证体系、船舶及货物信息精准获取体系、信息交换和信息整合体系相关标准规范。本项目将在两省一市应用示范的基础上，归纳总结建设成果和应用经验，形成构建智能航运信息服务的应用标准，具体如下：（1）制订内河船舶射频识别（RFID）设备系列标准（含电子标签和阅读器）（2）制订船载智能终端设备系列标准；（3）制订岸基智能信息采集设备及布设系列标准；（4）制订内河航运数据交换标准（包括接口、数据格式、数据元代码标准等）；（5
144、）制订内河航运信息服务标准（包括服务定义、服务接口、建模语言、互操作等）；（6）制订内河电子航道图显示与信息系统（ECDIS）标准；（7）制订内河航行无线电标准；（8）制订船舶跟踪与追踪标准；（9）制订电子船舶报告标准；（10）制订船岸通知标准；（11）制订内河航运信息安全及用户隐私防护标准；（12）制订内河航运智能信息服务标准体系；（13）制订内河电子报文系列标准。4.8 软硬件配置清单4.8.1 数据中心软硬件配置数据中心硬件环境建设充分利用现厅航道局南京数据中心软硬件环境，在现有设备和配置不能满足建设要求的情况下，适当考虑购置相关服务器等硬件。根据项目对硬件的要求，具体配置见表4.7。表
145、 4.7 数据中心软硬件配置表序号项目名称推荐配置数量备注1 数据库服务器Risc或安腾2芯片，CPU主频1.6GHzCPU24核，内存128G以上，TPC-C1,000,000tpmC42长三角数据交换服务器4*英特尔 八核X7550至强 CPU，2.00 GHz，18 MB高速缓存，256GB 内存,6*300GB 10K SAS硬盘, 4千兆网口23业务局数据交换服务器4*英特尔 六核 X7542 至强 CPU，2.66GHz,18M 二级缓存,128 GB内存,6*300GB 10K SAS 硬盘, 4千兆网口24实时数据处理服务器4*英特尔 八核X7550至强 CPU，2.00 GH
146、z，18 MB高速缓存，256GB 内存,6*300GB 10K SAS硬盘, 4千兆网口15中心应用服务器4*英特尔 八核X7550至强 CPU，2.00 GHz，18 MB高速缓存，256GB 内存,6*300GB 10K SAS硬盘, 4千兆网口1 6备份应用和交换服务器4*英特尔 八核X7550至强 CPU，2.00 GHz，18 MB高速缓存，256GB 内存,6*300GB 10K SAS硬盘, 4千兆网口16操作系统软件Windows 2008 Server107数据库管理软件Oracle 11g企业版48应用中间件WebLogic Server 11g24.8.2 数据分中心软
147、硬件配置数据分中心硬件环境建设充分利用航道局现有苏南数据中心、苏北数据中心软硬件环境，在现有设备和配置不能满足建设要求的情况下，适当考虑购置相关服务器等硬件。根据项目对硬件的要求，具体配置见表4.8。表 4.8 数据分中心软硬件配置表序号项目名称推荐配置数量备注1 数据库服务器Risc或安腾2芯片，CPU主频1.6GHzCPU24核，内存64G以上，TPC-C800,000tpmC4双机热备2实时数据处理服务器4*英特尔 六核 X7542 至强 CPU，2.66GHz,18M 二级缓存,128 GB内存,6*300GB 10K SAS 硬盘, 4千兆网口23操作系统软件Windows 2008
148、 Server6采购4数据库管理软件Oracle 11g企业版4采购5应用中间件WebLogic Server 11g2采购4.8.3 安全产品配置序号项目名称推荐配置数量备注1 防火墙千兆，专用安全操作系统，支持抵制捆绑和NAT转换，吞吐量1GBps颐尚并发连接数150万颐尚，加密速度600M每秒颐尚，4千兆电口4采购2入侵检测支持多级、分布式部署，支持协议自识别与协议插件技术，支持基于特征和基于原理的两种检测方式1采购3木马蠕虫检测系统吞吐量700M/s，支持100000连接数，支持高危病毒实时通知与阻断6采购4安全审计系统采用固化硬件架构设计，支持语义检测技术和特征检测，支持不同类别数据
149、库系统的审计，可识别多种编码，1采购5网络版杀毒软件1已有5 产业化发展方向5.1 北斗定位和通信技术产业化5.1.1 卫星定位技术发展现状自美国GPS系统在上个世纪80年代成功运行后，俄罗斯也建立了自己的导航系统GLONASS系统，欧盟也积极筹建加利略卫星导航系统。目前GPS可以随时、随地的实现导航、定位、定向和授时，并且在全球获得了非常广泛的应用。GLONASS系统由于整个卫星系统不是很完备，所以只能在有限的时间和地方实时导航、定位、定向和授时功能。欧盟的加利略系统目前尚未进入实用状态。关于卫星导航接收机的关键部件，包括天线、OEM板、中高端GPS接收机，目前主要是美国、加拿大、欧盟的公司
150、在研发和生产，对于我国用户而言，不仅价格昂贵，而且部分高端设备还禁运，严重的影响了我国在导航定位授时领域的应用。自美国GPS系统在上个世纪80年代成功运行后，俄罗斯也建立了自己的导航系统GLONASS系统，欧盟也积极筹建加利略卫星导航系统。目前GPS可以随时、随地的实现导航、定位、定向和授时，并且在全球获得了非常广泛的应用。GLONASS系统由于整个卫星系统不是很完备，所以只能在有限的时间和地方实时导航、定位、定向和授时功能。欧盟的加利略系统目前尚未进入实用状态。未来，GPS系统将会进一步完善，性能会进一步提高。GLONASS则可能实现全球方位内有效工作，加利略系统也会进入实用状态。关于卫星导
151、航接收机的关键部件，包括天线、OEM板、中高端GPS接收机，目前主要是美国、加拿大、欧盟的公司在研发和生产，对于我国用户而言，不仅价格昂贵，而且部分高端设备还禁运，严重的影响了我国在导航定位授时领域的应用。5.1.2 研究基础国睿集团公司（中电14所）与南京大学早在十五期间就开始北斗一代的研究，进入十一五后开始研发二代接收机及其关键部件，完全自主的开发北斗一代接收机系列及其关键部件天线已经批量生产和应用。二代接收机的研发已经实施了4年，投入了上千万资金，目前已经实现了几款二代产品的样机研制、几款天线样机的研制，其性能目前已经达到国内领先水平。现有的研究基础包括：由专家、博士领衔的具有超过80人
152、的专业开发团队、具备北斗专用的暗室测试系统（该系统全国仅三家），具备开发北斗产品所需的所有设备和仪器、具备多项北斗产品是研发和生产资质，在该领域发表了多篇学术论文和申请了多项专利。目前在北斗领域的整体实力在全国排列于前10名，在我省应该属于首家最强的北斗企业。5.1.3 关键技术和结构设计1、零相位中心天线技术方案本项目拟设计的三频零电气相位中心的具体结构方案如图5.1所示。该结构中，从上到下的组件分别为：B1/L1频点辐射基片，高介电常数介质板，B3频点辐射基片，高介电常数介质板，反射地，功分移相网络，此外还包括圆形天线罩和金属腔基座。2、自适应抗干扰天线多阵元抗干扰天线系统总体技术方案如图
153、5.2所示，硬件主要由三个单元组成：天线单元、微波网络单元和信号处理单元。此外，还有额外的一个软件单元即是功率倒置算法单元，其内嵌在信号处理单元中。每个天线单元要求都可以接收RNSS信号和GPS信号，因此设计中采用，同时带宽达到20MHz，因此采用四馈源双层微带天线结构，采用图1-1的结构。根据使用要求，天线阵列抗宽带干扰个数不能少于2个。图 5.1 零电气相位中心具体结构方案图 5.2 多阵元抗干扰天线系统总体技术方案3、数字信号处理单元由射频前端、数据采集模块和DSP处理模块组成，如图5.4所示。由于B1和B3频点的数字信号处理单元基本相同，所不同的是本振频率和带宽，因此这里着重较少B3频
154、点情况。射频前端，B3频点的信号经过两次下变频后为基带信号，在数据采集模块中该基带信号进行量化采样后将模拟信号转化为数字信号，进入DSP处理器，根据接收到的由微波网络单元输出端反馈回来的信号输出权值调节值，再进入微波网络单元的I/Q分离单元中进行调节，这样就完成了DSP权值调节。功率倒置算法计算各个天线单元调节权值。图 5.3 数字信号处理单元4、整机技术方案整机技术方案中包括普通接收机、高精度定位定向接收机。普通接收机设备由内置天线、外置天线、低噪声放大器、射频模块（含低噪声放大器）、北斗RNSS基带信号信息处理模块、GPS信号信息处理模块、用户终端、电源（含电池）等几个主要部分组成，如图5
155、.4所示原理框图。图 5.4 普通接收机原理框图其中各模块功能见表5.1.表 5.1 陆军轻型北斗差分用户机各模块功能模块名称功能外置天线模块北斗和GPS卫星信号的接收，车载使用内置天线模块常规天线，可接收北斗卫星信号低噪放北斗信号的放大、滤波，专供外置天线使用射频模块完成卫星信号的频率下变频、滤波、放大、提供北斗RNSS基带板工作时钟并具有内外置天线开关，在内置天线情况下将使用自带低噪放模块北斗基带信号信息处理模块信号捕获跟踪、解扩解调、导航电文接收，位置单点解算、差分信息处理、伪距差分定位、载波相位相对定位、信息解密、数据传输用户终端信息显示，人机交互以及坐标转换电源为整机各工作模块提供各
156、种稳定的直流电源。该设备具备单点定位、伪距差分定位，载波相对定位、授时等功能，包含了多个频点的接收处理通道。高精度定位定向接收机由天线、低噪声放大器、射频模块、北斗RNSS基带信号信息处理模块、GPS信号信息处理模块、用户终端、电源等几个主要部分组成。如图5.5所示为高精度定位定向接收机原理框图。图 5.5 高精度定位定向接收机原理框图其中各模块功能见表5.2。表 5.2 高精度定位定向接收机原理框图模块名称功能天线模块北斗二号和GPS卫星信号的接收低噪放北斗二号B1、B3和GPS L1信号的放大、滤波射频模块完成卫星信号的频率下变频、滤波和放大,并为北斗基带板提供62MHz工作时钟北斗RNS
157、S基带信号信息处理模块信号的捕获、跟踪、解扩解调、导航电文的接收，位置单点解算、差分信息处理、伪距差分定位、载波相位相对定位、定向计算、信息解密、数据传输PRM芯片为专用模块，用于P码产生和电文转换IC保密芯片为专用模块，用于电文解密用户终端信息显示，人机交互以及坐标转换电源为整机各工作模块提供各种稳定的直流电源。高精度定位定向接收机具备BD2单点定位、伪距差分定位，载波相对定位、定向、授时及GPS定位等功能，包含了B3、B1/L1频点的接收处理通道。高精度定位定向接收机的外部接口如表3。：表 5.3 高精度定位定向接收机外部接口及功能接口名称功能天线接收北斗B1、B3和GPS L1频点信号电
158、源932V直流电源输入串口/CAN用于连接差分信息接收设备和外部测试设备等USB口用于连接数据量较大的数据传输设备或其它USB外设网口用于连接两台用户机进行组网1pps输出用于输出1pps5.2 智能船载终端产业化5.2.1 智能船载终端发展现状船载智能终端尚无现成设备，需要参考车载智能终端进行系统设计。智能船载终端的需求分析如下：1、显控模块：是船载终端的人机交互部分，用于各种设备参数设置和省级数据中心发布的服务信息显示。2、船舶自动识别（AIS）模块：船载终端通过提供标准的通信接口，与船舶的AIS设备进行数据通信和数据转换，采集AIS设备提供的船舶信息。3、卫星定位模块：主要进行船舶定位跟
159、踪。4、无线射频识别（RFID）模块：通过配备2.4GHz有源RFID接口方便航管部门通过非停泊方式对船舶进行身份识别和管理。5、传感器集成接口模块：船载终端根据实际需要配备标准的模拟量和数字量接口，采集船舶或货物上各种传感器提供的诸如温度、压力、湿度等信息。6、通讯模块：是船载终端与省级信息服务平台进行数据交换，接受港口物流信息、其它船舶避碰、水文信息的必要通讯接口。7、电源模块：将船舶所提供的直流电源转换为智能终端的工作电源。5.2.2 研究基础南京大学具有硬件系统设计、软件开发等平台，可满足高新技术产业的需求，近年来研发设计多种实用终端，国家发明专利数十项。目前南京大学与南京江瑞计算机系
160、统控制有限公司已合作开发便携式智能终端，该终端基于ARM架构，采用触摸屏控制，配备32G高速存储空间（可扩展至128G），采用Linux开源操作系统，内可置大容量电池，进行高速数据运算、播放H .264 高清视频。便携式智能终端具有多种扩展接口，包含RS232/422/485、USB、mini-PCIE、RJ45等系统接口，可拓展接入GPS、3G模块等设备。该设备可广泛应用于电力系统、高速公路监控系统、车载系统等，具有良好的应用前景。该设备针对船联网的需求和特别，可拓展与GPS、AIS、传感设备等互联互通、协同工作，研发与AIS的通信协议、接口扩展，同时加入与北斗定位系统通信交互，以及适应船载
161、环境的系统稳定性、安全性，设计一套适用于船载环境的便携式、易操作性的智能终端，实现船、人、水的互联、感知和交互。南京江瑞计算机系统控制有限公司，10余年来，致力于交通智能化、智能电网、环保监控等领域的相关产品研发，其与南京大学合作的10多年来，研发并开通了我国第一套基于IP化的高速公路视频监控系统（DMDU：Distribution Monitor Data Unit），应用于江苏省通启高速公路；在电力自动化系统研发并生产了RTU、FTU等远程监控终端，累计达上千台，在电力配电系统中，研发生产了基于GIS系统的SmallWorld软件系统，广泛应用于江苏、浙江、湖北、广西等省份等省域、地市域供
162、配电系统，获得专利20余项，软件著作权6项，共同培养本科生、硕士生和博士生60余人，承接了国家重大专项3项，省级以上课题20项，并通过省级鉴定，获得了“国际先进、国内领先”等评价，为我国国民经济的发展、交通产业的信息化智能化做出了较大的贡献。5.2.3 关键技术与结构设计采用低成本、远距离、交互式智能电子标签，以星状网为主，多级中继链路为辅的高效无线通信传输平台Zigbee网络。我们通过使用传输距离分别为200米，1000米，1500米的低成本交互式智能电子标签。2.4GHz有源RFID电子标签的识别距离，从0.1米到1500米以上可调，串口读写速度可达115.2 kbps(可调), 而读写器
163、的发射功率只有0.1瓦，体积只有随身听大小。中远距离距离（1200米）智能电子标签的电池使用寿命可达36 年；超远距离（超过1500米）智能电子标签的电池使用寿命（一个5号锂电池）可达35年。我们考虑船载终端的核心主控部分采用带彩色触摸屏的工控机主板，基于以下几方面考虑：1、工控机的可靠性高，可以长期稳定运行；2、采用触摸屏方便进行人机交互界面升级和设备的防潮防盐雾处理；3、工控机配备许多标准接口，例如RS232、RS485、CANBUS、以太网、PCI等接口，方便各种外部功能设备的接入。4、卫星定位模块建议采用GPS，通过标准的RS232串口就可以方便的与工控机进行通信。5、船载载终端配备的
164、2.4GHz RFID射频识别模块，采用完全自主知识产权的2.4GHz超低功耗射频可编程片上系统(PSoC)，0.18um数字CMOS工艺，通讯距离可以达到1000米。6、传感器集成接口模块，制作一个通用的带隔离的模拟量和数字量采集板，通过SPI等高速串行通讯方式与工控机主板进行数据交换。7、通讯模块部分，目前绝大多数船舶都已配备VHF通讯模块，无需重复投资，考虑提供相应的接口接收现有的VHF产品提供的信息。考虑到目前3G网络应用还不成熟，在配备3G通讯接口的同时，增加一个GPRS模块进行远程数据通信，和省级信息服务平台进行数据交换，等待3G网络应用成熟后再切换到3G网络。8、考虑到船上直流电
165、源缺乏稳定性，在设计船载智能终端的电源模块时需要充分考虑电源的稳定性和可靠性，并添加必要的隔离防护措施。9、船载智能终端的外形及安装方式，可以采用两种结构：对于具有比较大的仪表盘的船舶，将智能终端嵌到仪表盘中；对于不具备条件的小型船只，采用外挂机箱的结构。这两种结构都要针对船载的特殊环境要求，具备坚固、防潮、防盐雾等功能。终端采用模块化设计，采用可扩展接口，自由搭配功能模块，实现设计自主化，以适应多种服务需求： 简单配置：单RFID数据模块，适合一些小型货运船舶； 中等配置：RFID、GPS数据模块以及WiFi模块，可进行船体位置定位、航速等船体属性； 高级配置：RFID、GPS、AIS数据模
166、块，WiFi、WiMax、3G通信模块，可进行高速数据通信、智能动态信息显示功能。其中可根据需要，装置北斗模块，充分利用国有卫星定位通信资源。成本预算：首先产品设计、系统开发，对样品进行运行调试，满足服务要求后，可与企业进行合作，大规模批量生产以降低成本。规模化生产后可将成本降低至几百元到三千元左右不等。5.3 岸基采集传输设备产业化5.3.1 岸基采集传输设备发展现状岸基采集传输设备尚无现成设备。岸基设备最主要的功能是通过无线方式采集船舶数据，并与省级信息服务中心进行数据交换，起到一个数据交互节点的作用。1、船岸通信：通过有源RFID通信方式实现与船舶的无线通讯，采集智能船载终端的各类数据。
167、2、岸与中心通信：采用各种远距离通信方式，实现岸基设备与省级信息中心的数据透明传输。3、其它辅助设备：根据岸基设备的安装地点配备相应的供电设备及设备安装工程基础设施建设。5.3.2 岸基设备实现路线针对岸基设备的功能定义，我们认为岸基设备可以不需要配置人机交互界面，在船载设备具有的通信功能基础上再增加有线和无线以太网，从系统设计结构上可以参考智能船载终端的模块化设计方式，在工控机主板上增加RFID、WIFI、WIMAX、3G、公共有线以太网等通信接口模块，实现岸基设备和船舶及省级数据中心的数据通信。通过使用传输距离分别为200米，500米，1000米的读写器，以及传输距离为2000米，3000
168、米的远距离数据采集器（中继器和基站）共同组成高效的局域网，并可通过有线（互联网）或无线(移动网)的方式接入公网。电子标签没有路由功能，不互相组网，只能把数据发给读写器或者数据采集器。电子标签与读写器的区别在于内部的ZigBee模块不同。读写器的信号发射能力比电子标签强，因此它兼具数据转发功能。在岸基设备之间组成ZigBee网状网络，数据可以经过多级路由到达ZigBee数据采集器。采集器再通过以太网或者GPRS到达港口主站。虽然无线网络规模比较大，但是可以通过广播的方式去读写数据，不需要逐一逐项地进行，大大提高了传输速度。1、船载终端配备的2.4GHz RFID芯片，岸基RFID也采用完全自主知
169、识产权的2.4GHz超低功耗射频可编程片上系统(PSoC)，0.18um数字CMOS工艺。2、电子标签没有路由功能，不互相组网，只把数据发给读写器或者数据采集器。电子标签与读写器的区别在于内部的ZigBee模块不同。读写器的信号发射能力比电子标签强，因此它兼具数据转发功能。3、在岸基设备之间组成ZigBee网状网络，数据可以经过多级路由到达ZigBee数据采集器。采集器再通过以太网或者GPRS到达港口主站。虽然无线网络规模比较大，但是可以通过广播的方式去读写数据，不需要逐一逐项地进行，大大提高了传输速度。4、岸基设备安装有两种情况：第一，岸基设备如果安装在无人值守的航道沿岸、桥梁等地点，需要采
170、用太阳能、风能等方式供电，还必须要考虑防水、防雷等措施；第二，岸基设备如果安装在有人值守的船闸等，则可以直接采用交流电源供电，将采集的船舶数据通过有线以太网接入船闸管理部门的计算机数据中心。6 项目实施及运行维护6.1 建设流程及进度安排智能航运信息服务应用建设是一项高度综合性的信息系统工程，为确保工程项目的顺利实施，必须要有良好的计划、管理、控制、协调和沟通等项目管理活动，采用科学规范的项目管理机制，加强项目的进度、投资和质量控制。根据本项目的建设特点，遵循“统一规划、精心设计、精心选型、精心施工”的建设方针，切实做好系统的招标、软件开发和实施工作。6.1.1 建设流程按照国家、省政府有关电
171、子政务项目建设管理办法，智能航运信息服务应用建设流程如下：一、立项阶段按照省信息化工作领导小组办公室、省财政厅颁发的江苏省省级机关电子政务项目管理暂行办法中第七条电子政务项目一般申报程序和第八条特殊申报程序执行。二、招标投标阶段按照国家、省有关招投标管理办法，遵循公开、公平、公正原则，包括招标（编制招标文件、发布招标公告）、评标及确定中标单位、与中标单位签订项目合同等。三、项目设计阶段项目设计阶段是保证工程建设质量的关键性环节，主要包括项目需求分析、概要设计、详细设计和评审等过程。四、项目实施阶段项目实施阶段是保证工程顺利进行的重要环节，主要包括软件的代码设计和硬件设备的验收、安装调试、测试等
172、过程，要加强实施阶段的质量、进度和投资控制。五、工程验收阶段按照江苏省省级机关电子政务项目管理暂行办法第三章第十三条进行，包括初验、试运行和终验等环节。六、运行及维护阶段系统维护是系统正常运行的保证，必须给予充分的重视，并从人员、制度和资金等方面加强管理，明确维护责任目标、建立完善的系统日常维护管理制度、加强系统运行检测和故障与预警以及系统故障的处理办法和应急处理预案等。6.1.2 进度安排按交通运输部的建设要求和工作部署，两省一市智能航运信息服务应用示范建设期限为20112015年，分为五年建设，我省进度安排见表6.1。表格 6.1 进度安排序号建设年度建设内容12011年1、开展需求调研分
173、析工作，编制调研分析报告和总体设计方案，制定项目实施方案；2、开展船联网技术标准和信息交换标准的研究编制工作；3、开展船载智能终端、岸基设备、通信和安全等关键技术应用研究和开发，以及信息服务平台功能开发和船舶数据整合等工作；3、依托现有航道苏北、苏南和南京三个数据中心，初步构建本系统的数据中心和信息服务系统4、开展试点应用。选择连接浙江、江苏和上海的长湖申线试点应用航段和部分船舶，进行岸基设备的布设安装和船载终端、标签安装等应用工作。22012年1、完成船联网标准规范的编制工作；2、完成苏南地区2900公里干线航道沿线岸基设备的布设安装工作；3、完成5000艘船舶的船载终端安装工作；4、完成信
174、息服务平台开发、部署工作和数据交换平台部署工作；5、完成数据中心和数据分中心软硬件采购和网络建设。32013年1、完成信息服务平台试运行和完善工作，投入运行；2、完成船联网安全体系建设工作。3、完成江苏省3400多公里省干线航道网沿线以及船闸岸基设备的布设安装工作，4、完成10000艘船舶的船载智能终端的安装工作。420141、根据需要对信息服务平台的性能进行优化，完成决策支持分析应用服务的开发工作。2、将岸基设备覆盖的省市干线航道里程提高到5000公里；3、完成危险品码头、海事签证点岸基设备的布设工作。4、完成20000艘船舶船载智能终端的安装工作。520151、完成7000多公里省市干线航
175、道的岸基设备的安装工作；2、完成20000艘船舶的船载智能终端的安装工作。6.2 项目建设组织结构6.2.1 项目组织领导为做好智能航运信息服务应用项目的建设工作，必须遵循国家、省政府电子政务项目建设规范，加强项目的组织管理，在交通运输部领导下，在省交通电子政务建设领导小组办公室指导下，成立我省长三角航道网及京杭运河水系智能航运信息服务（船联网）应用示范工程项目领导小组，厅科技处总体负责，厅信息中心负责实施组织管理，厅航道局、省地方海事局、厅港口局、厅运管局承担具体实施工作。项目组织结构如图5.1。图 6.1 项目组织结构图项目组织结构图中，各组的主要职责及分工见表5.2。表格 6.2 工作职
176、责组名负责单位主要职责项目领导组厅科技处1. 负责制定项目总体规划。2. 监督并协调项目的实施进程，3. 协调各方的资源,包括人力资源、设备资源及财力资源4. 定期审核听取项目经理的工作汇报，对项目存在的重大问题进行协调解决项目管理组厅信息中心、厅航道局、省地方海事局、厅港口局、厅运管局1制定和落实项目计划2随时解决项目中出现的各种问题3对项目的总体实施负责4对重要的问题做决策，对重大的问题需上报项目领导组。项目顾问机构院校和科研机构负责为项目的正确规划和实施提供政策资源、知识资源以及技术方面的辅导支持。项目监理机构监理单位负责项目实施的进度控制、质量控制、投资控制、变更控制和合同管理以及协调
177、等工作。总体技术组信息中心、厅航道局、省地方海事局、厅港口局、厅运管局、承建单位1. 负责对整个系统的技术方向的把握。2. 对重大的技术问题进行评估和决策。3. 参与制定开发规范，并参与对项目成功实施有重要作用的问题的讨论。对有争议的问题的决策需上报项目管理小组应用开发组承建单位1. 在开发阶段,负责对需求的变更进行分析,评估. 2. 根据需求分析说明书,完成系统的设计及编程。系统支持组承建单位1. 开发环境与运行环境的建立2. 开发中，对开发环境的平台进行支持3. 系统工程安装质量控制组承建单位1协助制定项目质量管理计划；2据需求分析说明书,制定测试计划，准备测试用例及数据；3实施系统的全面
178、测试，并提交测试报告；4负责客户培训工作；5负责阶段评审和变更评审工作。文档及综合组承建单位1. 负责项目组的文档的编写的支持工作2. 整理各阶段文档，进行文档的版本控制. 3. 协助项目管理组进行发布通知,收集文档,安排会议,控制管理流程。6.2.2 项目建设主体项目建设由江苏省交通通信信息中心牵头，厅航道局、省地方海事局、厅港口局、厅运管局承担具体实施工作，根据系统建设内容，通过招投标形式确定设备采购和安装、软件开发等部分的具体承建单位。6.3 运维及管理机构厅信息中心、航道局、地方海事局、港口局和运管局等单位成立系统运行维护管理机构，具体运维工作建议引入市场化运维模式，采用第三方外包服务
179、方式，由专业公司提供系统运行保障。6.4 运维及管理规范6.4.1 建立信息资源采集维护规范由于航运服务信息资源面广量大，需要根据现有水路交通信息资源使用现状，结合水路交通信息资源应用需求，分析各类水路信息资源的采集范围、采集方式、采集内容、采集精度、数据校验规则和采集责任主体等内容，建立全省水路信息资源的采集维护规范，为水路交通综合信息服务系统及时、有效的数据更新提供保障。6.4.2 建立系统运行及维护规范一、建立完善的系统日常维护管理制度我厅参照相关的标准和规范，结合交通实际情况，制定了完善、科学、严格的系统维护管理制度包括机房管理制度、运行日志制度、主机检查维护制度、数据备份存储制度、网
180、络病毒防护制度、网络安全检测制度，并采取相应的措施确保制度得到贯彻和实施。二、系统运行监测和故障预警充分利用系统提供的管理功能，包括网络管理、系统管理和应用管理等，随时监控系统的运行状况，并定期进行系统运行数据的统计与分析。一旦发现问题发生，则利用管理诊断工具找出问题的原因所在；同时也要充分利用网络管理系统中提供的故障预警功能，在系统出现故障之前预先发现问题并通过多种方式发出警报，以便采取相应的防范措施，达到防患于未然的目的。三、系统故障的处理办法针对系统可能发生的故障现象，制定了相应的应急恢复办法和操作规程，为各种系统故障的排队预告安排好相应的技术力量和设备的备品配件，以保证系统无论在发生任
181、何故障的情况下，都能满足所有业务对系统连续可用性的要求。6.4.3 运维模式系统以自维为主，在系统建成一年维护期内由建设承包单位免费维护，超过维护期限后，交由第三方运维公司提供运维保障。6.4.4 运维工作内容基础设施、网络及系统资源的管理及保障。运行平台数据资源的综合管理。为行业主管部门提供航运、航运管理的信息统计及分析支持。为航运企业及个人提供综合服务。提供行业管理机构的信息统计及分析提供航运企业经营交易等综合服务平台7 效益分析7.1 经济效益分析7.1.1 提高水路运输及水路运输监管的效率发挥港航优势，大力发展港口和内河运输能有效缓解土地、能源等资源消耗，解决我国资源缺乏和产品外运的问
182、题，因而发展港航有助于破解资源和环境制约，促进水资源的综合利用。长三角航道网及京杭运河水系日均过往船舶近数万艘，年货运量达数亿吨，其高运能令普通公路运输望尘莫及，项目建设的经济效益主要体现在以下几个方面：1、减少水路部门管理成本，可以减少日常监管工作中的人力、艇力投入，促进行政消耗低碳化。2、建立更便民的业务办理流程，做到内河船舶免停靠报港，实现节能减排，提高运输经营效益。据对内河典型船舶（300吨总重）测算，免停靠一次可节约柴油约812Kg，减少CO2排放约24.837.2Kg。按每艘船舶每航次航行可以免停靠一次，每月航行4个航次计算，长三角航道网及京杭运河水系内受益船舶达10万艘，每年共计
183、可节省燃油96000吨，节省燃油费用7.2亿，减少CO2排放约297600吨。根据对内河典型船队的测算，免停靠一次可节约柴油30公斤60公斤，按照平均45公斤，江苏省2010年船队过闸量为201358队次，全面实行免停靠过闸服务将能节省燃油9061吨，节省然后费用6亿元以上。全面内河水路交通管理部门可节省直接管理成本3000多万元。3、提高内河航运运输能力。根据内河航运自身优势，通过本项目对内河航运的改造升级，提高内河航运运输能力，吸引更大内河水运物流份额，以降低运输能耗和污染物排放，提高相关企业竞争力。内河单位换算周转量能耗仅为790吨标准煤/亿吨公里，相当于铁路的69%、公路的16%；若按
184、铁路和公路单位换算周转量能耗计算，内河水运比铁路和公路每年分别节约能源11万吨标准煤和131万吨标准煤。根据2006年的相关研究表明，单位周转量成本内河为0.063元/吨公里、铁路为0.126元/吨公里、公路为0.419元/吨公里，以湖州运往上海为例，水路运价为14元/吨，公路运价为70元/吨，相比可降低运输成本费达33亿元，内河水运的成本优势明显。4、减少环境成本。由于内河航运其2009年污染物排放量中，内河约3759吨，公路约30259吨，污染物排放造成的环境成本内河为4.2亿、公路为161.5亿元，若把内河运量全部转移到公路上来将增加72.5亿元环境成本，从全国来看，将增加600亿元环境
185、成本。7.1.2 带动以服务运营为龙头的产业链基于物联网技术的内河航运信息资源开发和面向社会的信息服务，是一个崭新的信息服务产业，将带动江苏省形成以运营商牵头的、围绕这一资源应用开发配套产品及二级服务的产业链，形成新的经济增长点，推动江苏智能交通及信息产业的发展。1、依托本平台可有效整合物流信息，通过市场化手段建立物流交易平台，实现船货的实时互动，利用物流运输环节带过整个物流供应链的快速建立，并可形成内河运输成本的竞价机制。2、在今后大规模应用过程中可利用本项目的智能船载终端与无线通信运营商合作建立移动商务平台，可进行各类信息的发布，有效化解船载终端安装成本及通信成本，并扩大智能终端的利用面。
186、3、通过本项目的建立可带动云计算、物联网中间件软件的产业化发展。4、通过本项目可带过物联网集成、运维产业化，项目建成后运行、维护和服务结合市场化，支持相关企业在项目的运转过程中积极参与，获得赢利点，有效化解项目建成后的运维与服务成本。5、通过本项目建设可带动其他领域的物联网信息服务产业化进程。7.1.3 培育江苏地区物联网技术产业规模基于物联网技术的本项目是一个巨大的产业化项目，将为本地物联网设施提供商、网络集成商、软件提供商带来巨大的商业机会，为江苏地区带来超过数百亿的智能交通新兴产业规模，包括：1、2.45G高频RFID芯片的自主研发及生产；2、远距离岸基射频读写器研发与生产；3、集RFI
187、D、卫星导航、AIS（甚高频通信系统）、3G/4G无线通信、显示屏等与一体的模块化船载智能终端的研发与生产；4、船载智能终端今后可在其他多个领域进行推广应用，扩大适用面，带动职能终端研发与生产的产业化；5、本项目的实施可有效带动规模化、区域性、远距离物联网技术应用集成服务产业。7.2 社会效益分析一是强化水路行业动态管理。通过本项目建设，可以使水路管理部门更加精确、全面、及时地掌控辖区船舶动态，通过和其他业务管理系统的有机结合，建立有效的水上安全风险控制和预警机制，进而能更好地保障水上交通运输安全。二是改进水路服务模式，为船舶运营者提供航路通航信息、水域风险（桥梁、船闸、航道）等个性化服务，提
188、高内河航运的服务水平，促进和谐社会。三是提高内河航运的监管能力，提高内河航运指挥调度的科学化程度，提高航道管理决策能力和内河航道养护监管能力，并为加快建设内河水运的物流体系提供基础性支持和有力保障。8 项目风险与风险管理8.1 风险识别和分析8.1.1 初始阶段在这个阶段主要进行业务建模和大部分需求分析、少部分设计，可能的风险事件包括：项目目标不清晰，项目范围不明确，项目使用单位相关人员参与不够或者沟通太少，需求沟通不充分，工程项目管理事权的梳理和分析缺乏支持，合适的试点单位的挑选难度大。8.1.2 设计阶段在这个阶段进行架构设计以及为了验证架构而进行的少部分编码可能的风险事件包括：业务整合风
189、险，项目实施单位经验不足的风险，缺乏有经验的设计人员，对工作量估计比较乐观，可能带来进度上的风险，由于设计人员的疏忽将某个功能遗漏风险等。8.1.3 实施阶段在这个阶段进行大部分编码和测试，也涉及少部分设计，可能的风险事件包括：人员能力的风险，项目范围改变的风险，项目进度改变风险，人员变动的风险，项目开发组内部沟通协调风险等。8.1.4 收尾阶段在这个阶段进行安装及维护（大部分部署）。可能的风险事件包括：质量不满足要求，开发环境和具体实施环境的差异，导致部署问题较多。对于一些信息化水平比较弱的单位，项目实施难以推进，实施后期，随着数据量的增大，在线用户增多，系统反应速度下降，用户满意度低等。8
190、.2 风险对策和管理8.2.1 风险应对方法项目中的风险永远都不能全部消除，只能采取用一些应对措施，进行规避，或者缓解风险带来的负面影响。通过识别各种风险，并分析各种风险产生的原因，通过消除这些原因来规避一些特定风险的发生。业务建模阶段要让积极参与，需求阶段要多沟通，了解真正的需求，目标系统的模型或DEMO系统要演示，并得到反馈意见，如果反馈的意见和DEMO系统出入比较大时，一定要将修改后的DEMO系统在次向用户演示，直到双方都达成共识为止，要有认可的验收方案和验收标准，做好变更控制和配置管理。8.2.2 风险应对管理针对需要采取应对措施的风险事件，开发风险管理表，表中列明各种风险的应对措施，一旦发生风险事件，就实施应对措施。过程可以参照如下：1、进行调研，确定流动原因，在项目开始前，把缓解这些流动原因的工作列入风险管理计划。2、项目开始时，做好计划一旦人员离开时便可执行，以确保人员离开后项目仍能继续进行。3、制定文档标准，并建立一种机制，保证文档及时产生，对所有工作进行细微详审，使更多人能够按计划进度完成自己的工作。4、定期进行代码走查，即使发现代码不规范的地方，如没有写注释。尽量让代码规范化。5、为其他人员后期维护或者快速的接手创造更好的条件，对每个关键性技术人员培养后备人。
