"本书以数字港航为主题，旨在为推动水路交通信息化的建设与发展而献出微力。本书收集了当前有关水路交通信息化建设较新资料，全面阐述了数字港航建设与发展的新动态、新思维、新经验。
全书共14章，包括：数字港航概论、数字港航建设总体构想、港航数据中心建设、港航地理信息平台建设、港航运行监控服务平台建设、港航公共信息服务平台建设、数字港口建设、数字航道建设、数字航运建设、数字船检建设、方兴未艾的船联网、遥感在港航交通的应用、数字港航建设典型案例、广西数字港航建设与发展的探索。
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第1章 数字港航概论
1.1 数字港航概述...............................................................................................2
1.1.1 数字港航的概念.................................................................................2
1.1.2 数字港航与港航信息化的关系...........................................................2
1.2 数字港航的高级发展阶段——智慧港航................................................3
1.2.1 智慧港航的概念.................................................................................3
1.2.2 智慧港航与数字港航的关系...............................................................3
1.2.3 智慧港口............................................................................................4
1.2.4 智慧航道............................................................................................4
1.2.5 智慧港航的特点.................................................................................6
1.2.6 智慧港航发展趋势..............................................................................6
1.3 我国水路交通信息化发展成绩辉煌..............................................................7
1.3.1 通行效率明显提高..............................................................................7
1.3.2 信息服务水平明显提升......................................................................8
1.3.3 市场监管能力明显增强......................................................................8
1.3.4 保障能力明显提高.............................................................................9
1.3.5 发展环境明显改善...........................................................................10
1.4 水路交通运输信息化建设存在的问题.........................................................11
1.5 “兴内河、优港口、强海运”—我国推进水运发展的着力点...................11
1.5.1 我国推进水运发展的总体思路.........................................................11
1.5.2 着力健全信息支撑体系....................................................................12
1.6 “十二五”我国水路交通信息化的发展计划................................................12
1.6.1 发展需求..........................................................................................13
1.6.2 发展目标..........................................................................................14
1.6.3 基本任务..........................................................................................15
1.6.4 建设重点..........................................................................................16
1.6.5 实施效果..........................................................................................20
1.7 数字港航融入现代信息新技术...................................................................21
1.7.1 探索建设“水运交通信息云”...........................................................21
1.7.2 把物联网技术引入水路交通信息体系...............................................24
1.7.3 把大数据引入水路交通信息体系......................................................26
1.8 数字港航关键技术.....................................................................................30
1.8.1 网络与通信技术...............................................................................30
1.8.2 甚高频（VHF）与中/高频（MF/HF）技术.....................................31
1.8.3 无线传感器网络...............................................................................33
1.8.4 RFID技术........................................................................................34
1.8.5 M2M技术........................................................................................35
1.8.6 GPS技术..........................................................................................36
1.8.7 AIS技术..........................................................................................37
1.8.8 视频智能分析技术............................................................................38
1.8.9 内河电子航道图技术（InlandECDIS）..............................................38
第2章 数字港航建设总体构想
2.1 我国数字港航建设战略构想.......................................................................41
2.1.1 我国信息化发展的战略目标与方针..................................................42
2.1.2 我国数字港航的发展构想.................................................................42
2.1.3 我国数字港航的发展策略.................................................................44
2.2 全国水运行业综合信息平台建设方案及推进思路......................................47
2.2.1 总体目标和总体思路........................................................................47
2.2.2 建设内容..........................................................................................49
2.2.3 建设原则..........................................................................................53
2.2.4 实施方案..........................................................................................54
2.2.5 总体要求..........................................................................................55
2.3 数字港航建设方针与设计原则...................................................................56
2.3.1 数字港航建设的方针........................................................................56
2.3.2 数字港航设计的原则........................................................................56
2.4 数字港航建设遵循的政策、规范及标准.....................................................57
2.4.1 建设应遵循的主要政策、法规.........................................................57
2.4.2 建设应遵循的主要规范及标准.........................................................58
2.5 数字港航体系的总体结构...........................................................................62
2.5.1 结构层次..........................................................................................62
2.5.2 数字港航三大保障体系....................................................................64
2.6 数字港航体系的建设任务...........................................................................65
2.6.1 夯实港航网络系统............................................................................65
2.6.2 构建港航数据中心............................................................................67
2.6.3 建设港航地理信息平台....................................................................71
2.6.4 建设港航行业运行监测平台.............................................................72
2.6.5 建设港航公共信息服务平台.............................................................73
2.6.6 建设数字港口系统...........................................................................74
2.6.7 建设数字航道系统...........................................................................76
2.6.8 建设数字航运系统...........................................................................77
2.6.9 建设数字船检系统...........................................................................79
2.6.10 构筑水运“一站式”综合门户平台................................................81
2.7 信息安全保障体系.....................................................................................83
2.7.1 建设原则..........................................................................................83
2.7.2 遵循的主要规范及标准....................................................................83
2.7.3 安全策略..........................................................................................84
2.7.4 安全措施..........................................................................................85
2.7.5 安全管理..........................................................................................86
2.7.6 政务内网的安全防护........................................................................87
2.7.7 政务外网的安全防护........................................................................88
2.7.8 不同信息安全域的信息安全交换......................................................88
2.7.9 安全审计..........................................................................................89
2.7.10 局部计算环境安全..........................................................................89
2.7.11 数据安全........................................................................................90
2.7.12 应急响应体系.................................................................................91
2.7.13 安全服务与风险评估......................................................................91
2.8 标准与规范体系.........................................................................................91
2.8.1 软件接口标准...................................................................................92
2.8.2 基础元数据标准...............................................................................92
2.8.3 数据交换格式标准...........................................................................92
2.8.4 文档交换格式标准...........................................................................93
2.8.5 信息分类编码标准...........................................................................93
2.8.6 共享数据集标准...............................................................................94
2.8.7 认证、授权和访问控制标准.............................................................94
2.8.8 安全技术标准...................................................................................94
2.8.9 系统管理规范...................................................................................95
2.9 建设与运行保障机制..................................................................................95
2.9.1 建设保障机制...................................................................................95
2.9.2 运行保障机制...................................................................................96
第3章 港航数据中心建设
3.1 建设目标、任务.........................................................................................99
3.1.1 建设目标..........................................................................................99
3.1.2 建设任务........................................................................................100
3.2 数据中心结构...........................................................................................102
3.2.1 总体结构........................................................................................102
3.2.2 逻辑结构........................................................................................103
3.2.3 技术框架........................................................................................105
3.3 信息资源规划...........................................................................................107
3.3.1 信息资源规划的目的......................................................................107
3.3.2 信息资源规划的内容......................................................................107
3.3.3 信息资源规划的原则......................................................................109
3.3.4 信息资源规划的思路......................................................................109
3.4 数据资源库..............................................................................................110
3.4.1 建设要求........................................................................................110
3.4.2 综合数据库.....................................................................................111
3.4.3 数据仓库........................................................................................113
3.4.4 元数据库........................................................................................115
3.5 数据采集交换...........................................................................................115
3.5.1 数据采集交换主体..........................................................................116
3.5.2 数据采集交换内容及其特点...........................................................116
3.6 数据服务应用...........................................................................................122
3.6.1 服务应用系统结构..........................................................................122
3.6.2 数据服务内容.................................................................................127
3.7 数据管控..................................................................................................129
3.7.1 数据管控体系总体结构..................................................................129
3.7.2 元数据管理....................................................................................130
3.7.3 数据标准管理.................................................................................131
3.7.4 数据质量管理.................................................................................131
3.8 趋向虚拟化的港航数据中心.....................................................................131
3.8.1 面向数据中心的虚拟化应用技术....................................................132
3.8.2 数据中心应用虚拟化的方案...........................................................134
3.9 数据中心建设...........................................................................................136
3.9.1 建设理念........................................................................................136
3.9.2 建设步骤........................................................................................138
第4章 港航地理信息平台
4.1 概述.........................................................................................................146
4.1.1 港航地理信息平台简介..................................................................146
4.1.2 国内外港航地理信息发展现状及趋势.............................................147
4.1.3 港航地理信息平台的建设内容.......................................................148
4.1.4 港航地理信息平台的基本功能.......................................................149
4.1.5 港航地理信息平台的应用范围.......................................................150
4.1.6 电子海图在港航地理信息平台中的作用.........................................151
4.1.7 相关术语........................................................................................152
4.2 电子海图的基本概念................................................................................153
4.2.1 电子海图........................................................................................153
4.2.2 电子海图数据.................................................................................154
4.2.3 电子海图应用系统.........................................................................157
4.2.4 系统电子航海图.............................................................................157
4.2.5 内河电子航道图.............................................................................158
4.2.6 相关标准规范.................................................................................158
4.3 总体设计..................................................................................................159
4.3.1 系统目标........................................................................................159
4.3.2 支撑体系........................................................................................160
4.3.3 总体架构........................................................................................160
4.4 关键技术..................................................................................................162
4.4.1 服务式GIS.....................................................................................162
4.4.2 OGC互操作规范............................................................................164
4.4.3 空间数据库引擎.............................................................................166
4.4.4 REST服务.....................................................................................166
4.4.5 地图缓存........................................................................................168
4.5 制作数字港航“一张图”..........................................................................169
4.5.1 数据预处理....................................................................................170
4.5.2 图幅预处理....................................................................................171
4.5.3 地图加载........................................................................................172
4.5.4 地图渲染........................................................................................173
4.5.5 专题图层加工.................................................................................175
4.5.6 缓存制作........................................................................................176
4.5.7 标准规范........................................................................................179
4.5.8 港航“一张图”建设效果...............................................................181
4.5.9 港航“一张图”与公路“一张图”的整合.....................................182
4.6 服务接口..................................................................................................182
4.6.1 GIS通用组件服务..........................................................................183
4.6.2 数据共享服务.................................................................................184
4.6.3 港航业务专题服务..........................................................................184
4.7 港航地理信息应用系统............................................................................185
4.7.1 空间数据管理与更新子系统...........................................................185
4.7.2 港航地理信息共享服务子系统.......................................................188
第5章 港航运行监控服务平台建设
5.1 水路交通运行监测系统............................................................................191
5.1.1 系统任务........................................................................................191
5.1.2 系统需求........................................................................................193
5.1.3 系统服务对象.................................................................................198
5.1.4 系统架构、流程、接口及建设任务................................................198
5.1.5 水路日常运行监测与预警...............................................................207
5.1.6 基建项目监测.................................................................................211
5.1.7 视频监测管理.................................................................................211
5.1.8 日常值守管理.................................................................................216
5.1.9 信息上传下达.................................................................................218
5.1.10 应急处置管理...............................................................................222
5.2 水路重点物资运输监控系统.....................................................................226
5.2.1 北斗导航系统的优势......................................................................227
5.2.2 北斗二号系统功能..........................................................................227
5.2.3 北斗二号定位原理..........................................................................228
5.2.4 重点物资运输监控系统的构建.......................................................229
5.3 水路危险化学品存储及动态监管系统.......................................................230
5.3.1 技术原理........................................................................................231
5.3.2 系统框架........................................................................................231
5.3.3 系统的作用....................................................................................232
第6章 港航公共信息服务平台建设
6.1 水路交通出行信息服务系统.....................................................................233
6.1.1 系统任务........................................................................................233
6.1.2 系统需求........................................................................................234
6.1.3 系统的结构与流程..........................................................................235
6.1.4 系统接口........................................................................................238
6.1.5 水路交通出行信息服务..................................................................240
6.1.6 出行内容管理子系统......................................................................245
6.1.7 出行网站子系统.............................................................................248
6.1.8 呼叫中心子系统.............................................................................254
6.1.9 短信平台........................................................................................255
6.2 船岸信息一体化服务系统.........................................................................256
6.2.1 船载网络系统.................................................................................256
6.2.2 岸基网络支撑系统.........................................................................259
6.3 港航物流信息服务平台............................................................................262
6.3.1 港航物流信息服务平台概述...........................................................263
6.3.2 港航物流信息服务平台的搭建.......................................................263
6.3.3 港航物流信息服务平台的组成.......................................................266
第7章 数字港口建设
7.1 数字港口建设背景...................................................................................270
7.1.1 世界港口的发展历程......................................................................270
7.1.2 我国数字港口的发展......................................................................270
7.2 数字港口概述...........................................................................................271
7.2.1 数字港口的概念.............................................................................271
7.2.2 数字港口的特点.............................................................................272
7.2.3 数字港口建设的必要性..................................................................272
7.2.4 港口数字化的优势.........................................................................274
7.2.5 港口数字化的表现形式..................................................................275
7.2.6 数字港口建设的基本内容...............................................................276
7.2.7 数字港口建设的意义......................................................................277
7.3 港口管理信息系统...................................................................................278
7.3.1 建设目标........................................................................................279
7.3.2 建设原则........................................................................................279
7.3.3 建设内容及要求.............................................................................280
7.3.4 港口管理信息数据库主要数据项....................................................281
7.3.5 主要业务系统.................................................................................283
7.3.6 广西港口综合管理信息系统简介....................................................288
7.4 方兴未艾的智慧港口................................................................................305
7.4.1 智慧港口的内涵与功能..................................................................305
7.4.2 智慧港口系统框架.........................................................................307
7.4.3 智慧港口建设的主要任务...............................................................308
第8章 数字航道建设
8.1 概述.........................................................................................................319
8.1.1 数字航道的概念.............................................................................319
8.1.2 国内发展状况.................................................................................320
8.1.3 建设数字航道的意义......................................................................321
8.2 总体方案..................................................................................................322
8.2.1 发展目标........................................................................................322
8.2.2 总体框架........................................................................................322
8.2.3 建设原则........................................................................................325
8.2.4 建设的主要任务.............................................................................325
8.2.5 保障措施........................................................................................326
8.2.6 智能航道展望.................................................................................326
8.3 电子航道图系统.......................................................................................328
8.3.1 目标与功能....................................................................................328
8.3.2 主要考虑因素.................................................................................329
8.3.3 运行流程........................................................................................329
8.3.4 技术方案........................................................................................331
8.3.5 发展方向........................................................................................335
8.4 航标遥测遥控系统...................................................................................338
8.4.1 目标与功能....................................................................................338
8.4.2 主要考虑因素.................................................................................338
8.4.3 运行流程........................................................................................339
8.4.4 技术方案........................................................................................339
8.4.5 发展方向........................................................................................343
8.5 航道管理信息系统...................................................................................346
8.5.1 目标与功能....................................................................................346
8.5.2 主要考虑因素.................................................................................346
8.5.3 运行流程........................................................................................346
8.5.4 技术方案........................................................................................347
8.5.5 发展方向........................................................................................349
8.6 船闸调度系统...........................................................................................350
8.6.1 目标与功能....................................................................................350
8.6.2 主要考虑因素.................................................................................351
8.6.3 运行流程........................................................................................351
8.6.4 技术方案........................................................................................352
8.6.5 发展方向........................................................................................357
8.7 自动水位站系统.......................................................................................358
8.7.1 目标与功能....................................................................................358
8.7.2 主要考虑因素.................................................................................359
8.7.3 运行流程........................................................................................359
8.7.4 技术方案........................................................................................359
8.7.5 发展方向........................................................................................360
8.8 航道及船闸视频监控系统.........................................................................361
8.8.1 目标与功能....................................................................................361
8.8.2 主要考虑因素.................................................................................361
8.8.3 系统构成........................................................................................361
8.8.4 技术方案........................................................................................362
8.9 对外服务系统...........................................................................................363
8.9.1 目标与功能....................................................................................363
8.9.2 主要考虑因素.................................................................................364
8.9.3 运行流程........................................................................................364
8.9.4 技术方案........................................................................................364
8.10 运行维护管理.........................................................................................365
8.10.1 运行管理机制...............................................................................365
8.10.2 维护管理模式...............................................................................366
第9章 数字航运建设
9.1 水路建设与运输市场信用信息服务系统...................................................369
9.1.1 系统概述........................................................................................370
9.1.2 系统业务架构.................................................................................373
9.1.3 系统信息架构.................................................................................374
9.1.4 系统技术架构.................................................................................376
9.1.5 系统布局........................................................................................377
9.1.6 系统边界........................................................................................379
9.1.7 水路建设与运输市场信用信息服务系统.........................................381
9.2 水路运输经济运行监测预警与决策分析系统............................................385
9.2.1 系统概述........................................................................................385
9.2.2 系统业务框架.................................................................................388
9.2.3 系统技术框架.................................................................................390
9.2.4 系统布局........................................................................................392
9.2.5 系统边界........................................................................................392
9.2.6 各级应用系统功能基本要求...........................................................393
第10章 数字船检建设
10.1 船舶检验简介.........................................................................................405
10.1.1 船检机构的组织...........................................................................406
10.1.2 船检机构的工作内容....................................................................407
10.1.3 船检信息化现状...........................................................................408
10.2 船检信息化建设原则与目标...................................................................410
10.2.1 船检信息化建设原则....................................................................410
10.2.2 船检信息化建设目标....................................................................411
10.3 船检信息化特点和存在的问题................................................................412
10.3.1 船检信息化特点...........................................................................412
10.3.2 船检信息化存在的问题................................................................412
10.4 船检信息化的建设..................................................................................413
10.4.1 船检信息化建设的思路................................................................413
10.4.2 船检信息化建设的内容................................................................414
10.5 数字船检总体结构..................................................................................415
10.5.1 应用系统逻辑关系........................................................................415
10.5.2 船检信息资源管理........................................................................416
10.5.3 数字船检系统组成........................................................................417
10.6 船舶检验监督管理系统..........................................................................420
10.6.1 系统概述......................................................................................420
10.6.2 系统技术特点...............................................................................421
10.6.3 系统结构......................................................................................422
10.6.4 系统功能......................................................................................423
10.7 船舶检验发证管理系统..........................................................................424
10.7.1 系统功能......................................................................................424
10.7.2 系统信息流...................................................................................426
10.7.3 系统总体结构...............................................................................427
10.7.4 系统技术特点...............................................................................428
10.8 全国船检数据库.....................................................................................428
10.8.1 全国船检数据库概况....................................................................428
10.8.2 初次数据汇总...............................................................................429
10.8.3 数据交换系统...............................................................................429
第11章 方兴未艾的船联网
11.1 物联网....................................................................................................433
11.1.1 物联网的概念...............................................................................433
11.1.2 物联网与互联网...........................................................................434
11.1.3 物联网体系结构...........................................................................436
11.1.4 物联网标准体系框架....................................................................438
11.1.5 物联网关键技术...........................................................................440
11.1.6 物联网主要特征...........................................................................443
11.1.7 物联网的应用领域........................................................................445
11.1.8 我国物联网发展问题....................................................................447
11.2 船联网....................................................................................................449
11.2.1 船联网的概念...............................................................................449
11.2.2 国内外研究现状...........................................................................450
11.2.3 船联网体系结构...........................................................................452
11.2.4 船联网标准体系框架....................................................................456
11.2.5 船联网关键技术...........................................................................459
11.2.6 船联网主要特点...........................................................................461
11.2.7 船联网的基本要素........................................................................463
11.2.8 船联网建设原则及问题.................................................................464
第12章 遥感在港航交通的应用
12.1 遥感在交通的应用概述..........................................................................467
12.1.1 遥感的概念...................................................................................467
12.1.2 交通遥感的定义...........................................................................468
12.1.3 交通遥感的特点...........................................................................468
12.1.4 交通遥感的应用范畴....................................................................469
12.1.5 交通遥感在国内应用现状.............................................................469
12.1.6 交通遥感发展趋势........................................................................472
12.1.7 交通遥感应用前景........................................................................474
12.2 遥感在港航交通的应用概述...................................................................477
12.3 基于遥感技术的航道水文泥沙监测........................................................478
12.3.1 航道水文泥沙监测概述................................................................478
12.3.2 专题数据分析...............................................................................479
12.3.3 遥感技术应用...............................................................................480
12.3.4 应用业务流程...............................................................................481
12.4 基于遥感技术的船只监测.......................................................................482
12.4.1 船只监测概述...............................................................................482
12.4.2 专题数据分析...............................................................................483
12.4.3 遥感技术应用...............................................................................484
12.4.4 应用业务流程...............................................................................484
12.5 基于遥感技术的海上溢油监测................................................................485
12.5.1 海上溢油监测概述........................................................................485
12.5.2 专题数据分析...............................................................................486
12.5.3 遥感技术应用...............................................................................487
12.5.4 应用业务流程...............................................................................488
第13章 数字港航建设典型案例
13.1 内河信息服务系统（RIS）.......................................................................491
13.1.1 系统背景......................................................................................491
13.1.2 欧洲内河航运综合信息服务系统..................................................492
13.1.3 我国内河航运综合信息服务系统..................................................496
13.2 基于船舶位置的海上综合信息服务平台.................................................497
13.2.1 平台建设背景...............................................................................497
13.2.2 平台建设单位...............................................................................498
13.2.3 平台基本情况...............................................................................499
13.2.4 平台功能......................................................................................500
13.2.5 平台主要特点...............................................................................503
13.2.6 平台的先进性和成熟性................................................................505
13.2.7 基于平台架构的两个应用系统......................................................508
13.2.8 平台推广范围和应用效果.............................................................511
13.3 广州港危险货物安全监管系统................................................................513
13.3.1 系统建设背景...............................................................................513
13.3.2 系统建设单位...............................................................................514
13.3.3 系统建设目标...............................................................................514
13.3.4 系统总体架构...............................................................................515
13.3.5 系统主要技术...............................................................................516
13.3.6 系统实现途径...............................................................................517
13.3.7 系统功能......................................................................................518
13.3.8 系统应用效果...............................................................................521
13.4 广州港引航调度管理信息系统................................................................522
13.4.1 系统建设背景...............................................................................522
13.4.2 系统建设单位...............................................................................523
13.4.3 系统基本情况...............................................................................524
13.4.4 系统功能......................................................................................526
13.4.5 主要特点及优势...........................................................................547
13.4.6 系统应用效果...............................................................................547
13.5 检港联动快速查验系统..........................................................................548
13.5.1 系统建设背景...............................................................................548
13.5.2 系统建设单位...............................................................................549
13.5.3 系统技术架构...............................................................................549
13.5.4 系统功能......................................................................................550
13.5.5 系统主要特色...............................................................................551
13.5.6 系统应用效果...............................................................................552
第14章 广西数字港航建设与发展的探索
14.1 十年探索初见成效.................................................................................555
14.1.1 概述.............................................................................................555
14.1.2 建设目标......................................................................................556
14.1.3 建设重点......................................................................................556
14.1.4 建设的主要内容及成效................................................................556
14.1.5 建设中存在的问题........................................................................568
14.2 西江黄金水道多梯级、多线船闸智能联合调度平台...............................569
14.2.1 项目概况......................................................................................569
14.2.2 建设任务......................................................................................570
14.2.3 平台的结构...................................................................................570
14.2.4 平台的功能...................................................................................571
14.2.5 建设的重点与难点........................................................................572
14.2.6 建设的成效...................................................................................573
14.2.7 建设体会......................................................................................574
14.3 广西数字航道系统..................................................................................574
14.3.1 项目概况......................................................................................574
14.3.2 建设任务......................................................................................574
14.3.3 系统的结构...................................................................................575
14.3.4 系统的功能...................................................................................575
14.3.5 建设的重点与难点........................................................................575
14.3.6 建设的成效...................................................................................576
14.4 发展规划................................................................................................576
14.4.1 概述.............................................................................................576
14.4.2 发展需求......................................................................................576
14.4.3 发展目标......................................................................................579
14.4.4 总体框架......................................................................................581
14.4.5 主要任务......................................................................................582
14.4.6 保障措施......................................................................................589
14.5 发展展望................................................................................................590
14.5.1 广西港航云计算中心....................................................................590
14.5.2 广西港航船联网管理平台.............................................................591
14.5.3 广西港航3S立体综合展示平台....................................................591
参考文献..............................................................................................................593
专业术语中英文对照.........................................................................................597
京公网安备 11010102004214号