指挥与控制应用是指挥与控制学科发展的价值体现,是指挥控制理论与技术的实践与检验,在军事应用和国民经济领域均发挥着重要作用。本报告主要从联合作战指挥与控制系统、网络作战指挥与控制系统、无人作战指挥与控制系统、太空作战指挥与控制系统、公共安全指挥与控制系统以及交通指挥与控制系统等方面总结了国内指挥与控制应用的研究进展。

  2005年,中共中央办公厅,国务院办公厅转发了《中共政法委员会、中央社会治安综合治理委员会关于深入开展平安建设的意见》。同年,在4个视频监控试点城市的经验之上,“3111”工程迅速推进,第一批共22个示范城市开展视频监控项目建设。2006年第二批“科技强警”示范城市建设开始,共计38个城市。同年“3111”工程第二期建设也迅速开展,共66个城市及其下属419个县市。至此,平安城市建设的热潮正式在全国拉开帷幕。

  平安城市通过“三防系统”(技防系统、物防系统、人防系统)建设城市的平安和谐。它是一个特大型、综合性非常强的管理系统,不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求,而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求,同时考虑各系统之间的联动。

  2004年中央提出在全国深入开展“平安建设”,“平安建设”的首要任务是“维稳”,而“天网工程”则是实现“平安建设”的重要手段。

  为满足城市治安防控和城市管理需要,“天网工程”由GIS地图、图像采集、传输、控制、显示和控制软件等设备组成,对固定区域进行实时监控和信息记录的视频监控系统。“天网工程”通过在交通要道、治安卡口、公共聚集场所、宾馆、学校、医院以及治安复杂场所安装视频监控设备,利用视频专网、乐橙,互联网、移动等网闸把一定区域内所有视频监控点图像传播到监控中心(即“天网工程”管理平台),对刑事案件、治安案件、交通违章、城管违章等图像信息分类,为强化城市综合管理、预防打击犯罪和突发性治安灾害事故提供可靠的影像资料。

  目前在我国估计有1.7亿台摄像头已经到位,其中公安系统掌握的有2000万。一线城市基本实现全覆盖,我国的天网系统查询速度非常惊人,几秒钟内就能将全国人口“筛”一遍。在动态人脸识别技术的准确率也非常高,目前1:1识别准确率已经达到99.8%以上,而人类肉眼的识别准确率为97.52%。

  2018年1月2日,《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》全面实施。这既是“雪亮工程”首次被写入中央一号文件,也意味着平安乡村建设将进一步提速。

  “雪亮工程”是以县、乡、村三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。它通过三级综治中心建设把治安防范措施延伸到群众身边,发动社会力量和广大群众共同监看视频监控,共同参与治安防范,从而真正实现治安防控“全覆盖、无死角”。根据“十三五”规划,到2020年,我国将基本实现“全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控”的公共安全视频监控建设联网应用。

  2018年7月,为深入贯彻中央关于“深入实施大数据战略,大力加强智能化建设,推动新时代政法工作质量变革”的工作要求,法制日报社在北京中国国际展览中心举办了全国政法智能化建设研讨会,全国政法智能化建设技术装备及“雪亮工程”成果展。在成果展上展示了“雪亮工程”十大创新案例(见图4)。

  2015年7月31日,中国移动位置服务基地公共安全预警系统正式上线试运行,该系统可以帮助政府以及城市管理等相关部门加强对人员密集场所的安全管理,防止重特大事故发生。

  为减少人流聚集过密带来的公共安全隐患,中国移动位置服务基地将手机信令数据与自定义区域进行匹配,搭建起公共安全预警系统,监测公共活动区域的人流,防患于未然。一旦公共活动区域内的人流超过报警阈值,系统就会马上发送警报,政府及城市管理等相关部门可以收到相关区域的人流实时信息,并及时进行安全监控,发现人流聚集异常区域时及时发布警告。

  我国警务指挥调度模式和技术手段在历次重大警务变革的推动下得到快速发展和完善:①以110、119、122的“三台合一”呼叫中心为核心,我国已经初步建立起快速接警反应机制,其主要技术特征在于有线语音通信调度,指挥手段较为有限。②巡逻防控体系建设和社区警务改革强化了指挥能力构建。截至2018年,公安机关已将上世纪80年代末从国外引进的模拟无线常规/集群系统基本替换为PDT窄带数字集群系统,实现报警响应-指挥中心-现场警力的指挥闭环,大大增强了扁平化指挥能力。这一阶段的主要技术特征在于无线窄带语音通信调度,指挥手段仍显单一。③以“科技强警”战略为指导的一系列警务信息化建设工程,使指挥手段更为丰富。金盾工程、天网工程、雪亮工程,全面提升了警方在日常管理和应急处突时的指挥调度能力。GIS地理信息、计算机辅助调度、移动指挥、视频监控、动态勤务、多媒体会议等系统在各地指挥中心普遍应用,大量技战法创新层出不穷,其主要技术特征就是IT与CT技术密切结合,指挥手段较为全面丰富。④近年来出现了“情报主导警务”战略引导下的“情指行”一体化警务模式,进一步深化指挥体系变革,合成作战、主动预防和精确打击相结合,顺应了智能、高效、实战的现代警务升级转型的需要。⑤以大数据、云计算、AI、AR/VR、LTE、物联网等为代表的高新科技为指挥调度开辟了更广阔的空间,其发展趋势是以智能化应用实现“智慧新指调”。“智慧新指调”带来了全新的技术应用手段,但是如何贴近业务,目前还处于积极的探索之中。

  一体化指挥调度技术使用信息化手段以及与信息化相适应的工作机制,将互不相同、相互补充、互不隶属、相对独立的指挥要素、执行力量以及相关资源有机地融合为一个整体,以实现组织策划的目标。纵向实现上下信息对称,横向实现跨部门信息共享。针对当前通信指挥系统响应速度慢、调度智能化不足等问题,为提升警务指挥救援能力方面,早在2016年2月发改委和公安部即发布通知,设立一体化指挥调度技术国家工程实验室,2017年,该实验室牵头发起成立了中国指挥与控制学会智能指挥调度专业委员会,标志着指挥调度技术已经向智能化时代迈进,传统指挥调度的要素和手段在发生改变:从通信网络走向泛在网络,从业务功能驱动走向数据智能驱动,从指挥中心系统走向以人为中心的“端 + 云”指挥模式,从通信终端走向各类智能系统,从软件信息系统走向“信息-物理-社会”系统。一体化指挥调度涵盖感知域、认知域、行动域、保障域,关键技术包括:融合通信、地理信息(系统)、数据融合分析、智能辅助决策、移动应用、多媒体、人机交互等。而大数据和云计算技术是当前一体化指挥调度迈向敏捷性、智能化的关键支撑。感知域的大数据获取是指挥调度业务流程的源头,是战斗力生成的第一链条,解决传统各行业信息化建设过程中所产生的系统相对独立、数据信息孤岛现象,构建统一大数据平台是关键。认知域的决策云和服务云将成为大脑中枢,传承学习的行业经验加上自主学习的数据智能,为数据警务智慧公安提供强大计算能力、高度信息共享和深度智能应用。

  (2)公共安全指挥控制技术呈现网络化、智能化、数据化的发展趋势。刘奕等认为公共安全指挥控制领域的核心技术包括风险评估与预防技术、监测预测预警技术、应急处置与救援技术、综合保障技术,如图5所示。

  风险评估与预防技术是以预防或减少突发事件的发生,增强承灾载体的抵御能力和增强应急能力为目标;监测预测预警技术以实现突发事件的全方位监测、精确定位、准确态势预测和全覆盖实时预警为目标;应急处置与救援技术以实现对突发事件的高效应急为目标;综合保障技术以为公共安全预防与应急准备、监测预警、应急处置与救援和恢复重建全过程提供基础与技术保障为目标。

  风险评估作为城市公共安全应急决策的基础性工作,用于对城市范围内成员造成损失的风险隐患进行量化分析、估计与量测。为了科学评价地对城市公共安全风险,需要分析城市公共安全涉及的领域和影响维度,并在此基础上提出城市公共安全风险评估模型,建立超大城市公共安全评估指标体系。在公共安全风险评估方面,刘承水等采用因子分析和模糊神经网络方法,对我国的城市公共安全进行了评估;孙华丽等基于“弓弦箭”模型,构建包括能力和脆弱性指标的公共安全发展水平评价指标体系,采用组合评价法综合评价了我国省市的公共安全发展水平。在公共安全的防范对策研究方面,郭秀云等从人口流迁与社会融合视角进行分析,提出相应的政策建议;曹策俊等在分析大数据时代城市公共安全风险特征、类型的基础上,提出以前馈导控为主,反馈响应为辅的城市公共安全风险治理创新模式。

  在视频监控方面,智能化是一个越来越明朗的发展方向,陈悦婷、吴宝洲等智能视频监控技术就是使计算机智能地分析从摄像头中获取的图像序列,实现对特定目标和行为的识别、自动预警和报警。而目前正快速发展的人工智能算法的其中一个研究重点就是对视频图像的处理,以期达到用人工智能代替人来对视频内容进行深入理解和研判,及时发现视频中出现的异常情况的目的。智能视频监控融入了计算机视觉、人工智能、模式识别等诸多前沿技术。刘璐等提出目前已经开始应用的智能监控技术主要包括人脸检测与识别、车牌检测与识别、车型识别、行人车辆跟踪、徘徊检测、入侵检测、绊线检测、人流量统计、车流量统计等。

  在风险预警方面,科学对事件预警机制,建立风险预警模型,构建出事件预警指标体是准确预测风险变化的关键。温志强等提出依托大数据,将技术与管理相结合,在数据、经验与知识的共享和制度、环境的共建中推进群体性事件预警的智能决策,在多元协同的社会综合治理中实现群体性事件的精准预警、科学防范。郑楠提出借助物联网、云计算、大数据等资源,对城市公共安全具有全面透彻的感知、系统整体的掌控和迅捷精确的响应,使公共安全治理主体能够信息共享、互联互通,形成一体化的预警防控体系。

  我国的应急管理工作起步较晚,特别是在非典之前,中国的应急管理工作难成体系。也正是以抗击“非典”为契机,2004年中国清华大学等单位率先开展了关于应急管理指挥系统建设的研究。通过借鉴国外在应急系统上的研究成果并受其启发,国内在应急系统方面的理论研究发展迅速。

  范维澄将应急指挥系统作为提高城市韧性的一部分,提出需要兼顾公共安全的物联网、大数据深度的计算和分析、风险评估与预测预警、决策分析服务和防护处置救援。池宏等对应急管理指挥系统建立提出一个较为完整的思路,并重点阐述了应急管理指挥系统建立过程中关键功能的实现,分析了基于“集中模式”和“分散模式”的城市突发事件应急指挥模式在应急管理指挥系统上的应用。佘廉等将“顿悟”概念引入了应急决策支持系统建设中,从理论和建设两个方面考虑了决策者顿悟过程中存在的非理性因素,给出了基于顿悟理论的应急决策支持系统的设计结构和机制。何健敏等对于在突发情况下,决策者如何在短时间内制定出路径方案,使救援车辆在尽可能短的时间内到达突发地点,提出了单目标、两阶段等问题的模型和求解算法。刘铁民等研究了事故应急指挥系统(ICS),阐述了它在处置复杂度高的事件过程中的优越性,并提出了事故应急指挥模型,叙述了突发事件的指挥和行动等各机构之间的相互关联。

  黄杨森等提出目前我国的公共安全领域技术正向着网络化、智能化、数字化的方向发展,其主要体现在两个方面:第一部分是实时监控部分,包含对网络信息、人员、事件的监控,对网络信息的监控可通过“大数据”“云计算”技术来实现,对人员、事件的监控前端为带有识别技术的专用摄像头,摄像头采集信息上传云平台进行数据分析整合,通过识别技术针对可能或已经发生的事件进行定级告警。实时监控还可通过关键字符或其他信息进行信息的定向监控,如监控到事件发生会自动报警,通过搭载摄像头的无人机和地面监控系统还可实现对人员或事件的定向监控。第二部分实施部分包含防范和执行,防范可联动所有的公共设施,根据需求和公共设施的具体特性达到防范的效果;执行主要通过与智能交通、智能城市服务系统的联动,进行事件处理和应急救援。

  在应急救援装备方面,我国各年度专项指南中均设置综合应急装备技术项目,重点支持航空救援、道路抢通、应急通信、救援防护、应急物流、水上应急、生命搜救、无人应急、社会化应急等领域的技术及装备研究。

  (3)重大自然灾害与突发事件需要构建军地联动应急指挥控制体系。为了支持军队与地方的联合应急指挥,建立科学的理论指导,形成军民融合应急处置体系,当前军地协同的应急指挥控制的研究重点是,在应对重大突发事件时协同军地联动应急力量,优化应急资源的利用。闫红伟等在剖析自然灾害、事故灾难与社会安全事件等典型案例存在问题的基础上,建立了三类突发事件的故障模型,重点研究了军地联合应急指挥成熟度等级,并针对军地联动应急指挥体系建设问题提出了相应对策建议。赵广超等选择我国境内发生的自然灾害、事故灾难和社会安全事件中典型重大突发事件进行案例分析,从应急指挥预案编制、体制机制建设、指挥手段运用和指挥训练等方面总结梳理若干深层次问题,并以信息时代指挥控制方法三个维度模型为理论指导,分别构建若干案例故障模型,从而为提升军地联动应急指挥效能提供理论与方法指导。何红悦等针对当前应急指挥体系构建时缺乏方法指导的问题,提出了一种基于能力需求的应急指挥架构方法,以当前应急指挥时所迫切需要的关键能力为基础,基于这些能力开发构建相关业务,部属配置人员组织机构,采用多视图的方法,能力、业务、人员、技术等角度综合展现应急指挥体系,为应急指挥体系开发提供一种方法指导。

  (4)信息技术的应用正在推动消防指挥控制能力的提升。随着我国城市化建设进程的不断深入,越来越多的高层建筑、地下空间、商业综合体等投入建设及使用,使得燃烧物的种类及性质愈发复杂,加上人员密集、通道复杂、交通拥堵等因素,进一步增加了消防救援的难度,同时也给消防指挥工作带来了挑战。

  信息化在消防指挥中具有十分重要的地位和突出的作用,包括:统一的指挥调度、灵敏的数网化监控、强大的数据支撑、互联共享的数据平台、强有力的数据整合、联勤联动的一键式指挥,将接警、指挥、调度、处置、反馈等各个环节进行有序地衔接。杨太卫等提出,以现代通信、网络、大数据和云计算技术为基础的智能化新生产力工具,并将其纳入到消防灭火和灾害救援的指挥、调度体系,对进一步提升全社会抵御火灾风险、处置灾害事故的能力有着极大的推动作用。

  当前,全国消防救援队伍的指挥调度,主要运用了移动卫星通信系统、350M无线对讲系统、基于警用PDT技术的指挥系统、4G通信网络系统等技术。缺点主要体现在通信距离短、网络频点少、信号覆盖差、抗干扰能力弱;不同通信协议和技术标准的各种设备之间无法通用;各级消防救援指挥中心要逐步整合实现灭火救援指挥实战化展示、地理信息图文集成、可视化指挥调度、大数据分析决策等功能,这就需要更加稳定的传输信号和更大的传输速度,也对消防通信装备的功能性有更高的要求。因此,基于5G通信技术的消防应急通信保障和指挥调度体系势在必行,5G技术在消防信息化建设中的应用和普及,对于应对处置各类灾害事故时分秒必争的消防救援队伍来说至关重要。

  物联网技术作为一项新兴的现代科学技术,具有智能化程度高、拓展性良好、资源共享能力强等优点,适用于消防部门的远程监控、智能管理和信息资源共享等工作。在灭火救援过程中应用物联网技术能够实现智能化感知识别、动态定位跟踪和精确控制管理,从而可以有效地解决现场处置过程中存在的各种难题,提高灭火救援能力。张志华等认为,物联网技术的应用可以实现对灾害现场中人员、车辆、装备和环境等大数据信息的实时监控,为指挥员实施全方位、多角度、精细化、信息化和可视化的灭火救援指挥决策提供支持。

  随着经济快速发展,城市的规模不断扩大,我国正在积极打造智慧型城市,并由此掀起了智慧消防的建设热潮。智慧消防的构建主要是与智慧城市建设需求相对应,利用物联网、移动互联网+、传感器技术、智能处理等最新技术,配合全球定位系统、通信技术和计算机智能平台等,从而实现城市消防的智能化。智慧消防主要从火灾预警的自动化、防火救援指挥的智能化、消防管理精细化和训练系统化几个方面进行构建。通过智慧城市的先进的通信技术手段,整合城市系统运行的关键信息,构建智慧消防的物联网,达到对城市的重点区域实施监控的目的,保障城市的安全。

  在消防的调度指挥模式方面,传统分层多级的指挥特点,不可避免带来多头指挥的弊端。在大型火场中存在组织指挥混乱、效率低的问题仍未得到有效解决。“指挥扁平化”就是对现行消防救援指挥体系进行简化、改革,由传统的纵向多层次、横向多部门的树状结构,向扁平化结构转变,通过精简指挥流程,构建“精干高效、运转灵活、反应快速”的灭火救援指挥体系。扁平化指挥注重统一指挥和直接指挥,是实现消防指挥系统快速反应和高效指挥的一种动态指挥体系。

  (1)空中交通指挥与控制系统。2018年民航局提出要全面加大强安全、强效率、强智慧、强协同的“四强空管”建设,为新时代空管高质量发展提出了新命题、开启了新征程。民航空管局发布了《四强空管行动方案》,提出“智慧空管”是空管行业发展的时代特征,是空管创新发展的驱动力,是空管安全发展的技术支撑。通过大数据、互联网、物联网、云计算、人工智能等技术与空管现有技术的深度融合,逐步实现空管从数字化到智能化的聚合与提升,再从智能化向智慧化的扩展与丰富。

  聚焦空管领域的国内产业,一方面以中国电科28所、南京航空航天大学和中国民航大学等传统空管领域的企业和高校,依托多年军民航空管系统研发经验,在原有优势产品和技术(如自动化系统、语音通信系统等)的基础之上,开始考虑提升其智能化水平,将人工智能技术与空管业务相结合。另一方面,百度、阿里等在人工智能发展已具备一定的技术和产业基础的企业,与民航业的合作近年来也一直在紧锣密鼓地推进。但总体来说,我国在人工智能技术与航空运输融合的研究相对于国外和其他领域起步较晚,尚未形成整体力量。

  1)智能感知起步较晚,目前还未能形成可以应用于机场的远程塔台系统,但是近几年也呈现了蓬勃的发展态势,技术进步较快。国内南京28所、民航二所及一些民营企业都已开展基于视频的监控技术在远程塔台系统应用的研究,但是和国外相比,民航局空管局已将“远程塔台技术研究与示范验证”项目列入2018年空管科技项目,旨在促进远程塔台技术在国内的研究和推广。

  2)大数据应用开始开展相关研究和验证,但数据缺少统一管理,数据质量与准确性不高,数据采集处理的自动化程度较低,数据应用与分析能力相对薄弱。民航局空管局、7大地区空管局、8家主要航空公司和20余个千万级机场已经部署空中态势监控和流量管理系统,建设航班运行数据信息共享平台,为空管系统大数据应用提供了丰富的数据基础。民航运控中心已着手开展大数据研究和运行数据中心建设工作,已明确民航运行数据共享范围为10大类228项。28所、南京航空航天大学、中国民航大学等均对大数据在民航的应用开展了研究工作,在大数据架构、基础技术、态势应用分析、并行计算等方面取得了一些进展。

  3)管制智能辅助紧跟国际步伐,开展了大量的研究工作,但离实际应用尚有一定差距。28所结合长期从事管制系统研制经验,结合人工智能技术,已经开展了基于管制话音的冲突检测、飞行员口令复述一致性判断、基于卫星云图标注模型的智能化辨识与辅助决策等智能化技术的攻关,研制了管制智能助手;中国民航大学借助虚拟现实和大数据技术研制管制员眼动追踪系统,通过收集与识别管制员的眼睛注视点、眼跳、眨眼、瞳孔大小等数据,对管制员人为差错及工作负荷进行分析评估;川大智胜公司借助空管大数据与深度学习框架研制基于语音识别的空管安全实时监视和事后分析系统。

  4)国内科研院所与高校在智能流量管理方面的研究尚处于起步阶段。南京航空航天大学与28所开展了基于机器学习的流量态势预测等前期关键技术研究。有关学者利用随机森林模型,重点分析了航班环网络中的延误传播问题,并量化了延误传播的波及范围。丁建立等基于航班环网络运用贝叶斯网络模型分析了连续航班间的延误传播机理。吴薇薇等基于贝叶斯网络模型分析了航班延误在航班串中的演化机理,并证明了贝叶斯网络模型应用于延误传播问题的有效性。

  (2)地面交通指挥与控制系统。在新的形势下,2016年公安部“南昌会议”中提出的立足于预测、预警、预防,注重联动融合、开放共治、科技创新、资源整合的要求,公安部2018年关于“情指勤督”新型警务模式以及“放管服”工作改革要求,对交通指挥平台提出了需具备综合服务能力的要求,以实现交通安全风险从被动应对处置向主动预防的转变,交管部门工作职能从行政管理向主动服务的转变。采用新方法新技术,逐步打造大数据、大平台、大整合、大共享的信息化建设应用格局,全面提升道路交通管理服务经济、服务发展、服务民生的能力。

  1)新技术在城市交通管理的尝试。2018年,百度、阿里、腾讯、滴滴和华为纷纷加大智能交通市场资源投入,他们以整个城市为目标,以缓解城市交通拥堵为切入点,以城市大脑、智慧城市作为概念包装,以公交、支付、交通信号、交通管控等专业方向为落脚点,进入智能交通市场,带来了 AI 技术、大数据技术、超强的算力和极具影响力的营销方式。这种全新的尝试引领各交通行业企业都对交通大脑类产品展开了研究。

  2)视频识别技术的应用趋于成熟。目前,面向视频的交通状态判别技术、自适应场景视频交通流监测技术、车辆精细化信息获取技术等技术都已成熟,形成了体系化、层次化的交通信息产品体系,并成为了道路交通指挥与控制工作的基础。视频识别技术可实现对道路交通状态的自动判别、交通流的检测、车辆特征识别、交通事件、排队长度识别等诸多应用,开展研判分析工作。

  3)车路协同产品涌现。工信部在浙江、上海、京津冀、重庆、长春、武汉等地,与当地政府签署了发展基于宽带移动互联网的智慧交通与智能网联汽车发展示范的合作协议。在无锡,2017年开展了LTE-V车联网项目的公共道路测试,华为、奥迪、中国移动、无锡交警等单位参与,2018年将升级为全球首个LTE-V全覆盖的城市,服务10万辆社会车辆的车联网平台。

  4)轨道交通应急调度决策。王耀成等通过分析现有三级应急预案响应体系,研究应急指挥时应急指挥系统各板块的功能,建立大数据下的应急指挥体系,明确应急组织模式,提高了线网应急指挥处置的效率。何芝桦.针对交通管理中的轨道交通的运营安全问题,介绍制约轨道交通电力调度应急处置的原因及其对策,有助于建立及时有效的轨道交通电力调度应急处置措施,有效减小安全事故发生的机率或降低事故的危害程度。在铁路应用调度决策中,袁嘉杉等为减少铁路事故可能造成的损失,提高应急资源调度效率,基于累积前景理论(CPT),以方案总损失和延误时间作为决策属性,构建应急资源调度方案决策模型,通过模型评价出前景值最大的应急资源调度方案。在高速公路应急救援系统的研究中,文献王薇等提出以应急救援结束时间最短和应急救援相关费用最少为目标,充分考虑到高速公路施工区域对路段通行能力的影响,采用数学规划的方法建立了基于施工区通行能力的应急资源调度模型并进行优化求解,从而选择适当的应急出救点进行有效的救援。

  (3)水上交通指挥与控制系统。为保障船舶航行安全,提高船舶通航效率以及保护水域环境,支撑水上搜救等各类水上联合行动需要,实现船舶交通管理(VTS)与我国北斗体系、现有海事云数据中心以及港口、航运等相关单位信息系统的融合,支撑VTS及海事区域联网建设,近几年来国产VTS技术研究快速发展,打破三十多年来西方跨国公司垄断,国产VTS产品逐渐在我国海事部门开始应用。

  国产VTS技术研究主要遵循IALA和IMO有关标准和建议,以我国“智慧海事”建设需求为指导,基于我国海事船舶交通管理现状,在满足标准VTS系统功能基础上,还在水上目标智能检测跟踪、多源信息综合处理、二三维一体化交通态势显示、北斗导航定位、综合信息融合与服务、海事大数据分析研究等方面快速突破,切实支撑国产VTS系统成为符合我国国情的、满足海事日常管理使用的、与海事信息化发展相适应的水上交通安全监管的关键信息基础设施。相关技术研究进展主要体现在以下几个方面:

  1)开放式体系架构和系统综合集成。国产VTS系统建立了开放式体系架构,提供一体化网络传输控制、服务化支撑、多样化图形显示以及时统、监控等共性应用支撑能力,构建了一套要素齐全的船舶交通管理数据库,打破各单位间的“信息孤岛”。

  2)智能雷达跟踪监视。采用自适应杂波处理技术,智能识别不同海况以及不同天气情况,自动调节检测参数,有效抑制海杂波、气象杂波等各种干扰的影响,保证目标稳定检测,实现整个辖区内的全自动高性能智能跟踪监视。

  3)大容量并行化数据处理。针对大区域、大容量水上目标数据处理需求,根据计算资源对处理任务进行区域分解,支持大批量船舶目标实时动态处理能力;采用基于屏幕网格的数据动态存储和多尺度显示控制,支持大批量船舶目标的实时显示和操作。

  4)二三维一体化交通态势显示。突破传统VTS二维交通显示框架,建立二三维一体化交通态势显示架构,实现船舶跟踪、交通告警、助航设施、船舶定线等的二三维一体化显示和联动操作。

  5)VTS系统与MIS系统一体化设计。面向VTS交通监管与MIS交通管理业务,进行VTS与MIS系统融合设计,实现了VTS实时数据与MIS动态数据的有机结合和统一,同时实现了信息高度共享、互通和业务功能的联动。

  6)基于AIS/北斗的交通安全信息服务。首次构建基于北斗/AIS(船舶自动识别系统)设备的VTS智能信息服务架构,对交通态势评估产生的船舶碰撞、走锚、违章以及恶劣天气等告警事件自动生成航行安全预警短消息;基于规则智能选择服务对象和通信方式,同时建立消息队列的优先级管理和保鲜机制,自动适配北斗发送频度和AIS发送时隙,向目标船舶定向分发和广播播发,有效提升VTS信息服务与数据分发能力。

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