左健忠+彭模+萬磊+趙愛博+劉明

【摘 要】根據(jù)江蘇省海洋漁業(yè)安全生產(chǎn)工作實際，依托GIS平臺，綜合利用海洋預(yù)警報技術(shù)、漁船動態(tài)定位技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建設(shè)江蘇省海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)，為各級漁業(yè)安全生產(chǎn)相關(guān)的政府部門提供輔助決策，同時對從事海水養(yǎng)殖、交通運輸和海洋捕撈等活動的人員及設(shè)備提供海洋環(huán)境預(yù)報和極端災(zāi)害天氣下的預(yù)警服務(wù)，從而有效減輕海洋漁業(yè)生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟損失和人員傷亡，促進我國的海洋漁業(yè)生產(chǎn)健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】GIS；海洋漁業(yè)；生產(chǎn)安全；環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)

【Abstract】In order to provide decision aids for government departments of fishery production safety； issue marine environmental forecasting and disasters weather warning to personnel and equipment engaged in sea farming， navigation and marine fishing； effectively reduce the economic losses and casualties during marine fishery production； promote the healthy development of national marine fishery production； GIS， marine warning and forecasting and fishermen dynamic positioning based construction of environment safeguard service system for marine fishery production was conducted according to the situation of marine fishery production safety in Jiangsu province.

【Key words】GIS； Marine fishery； Production safety； Environment safeguards service system

0 引言

江蘇省地處中國沿海中部，北靠山東，南依浙江、上海，西枕安徽，長江穿省而過，東臨黃海，大陸岸線長達954km，擁有多達3.75×104km2的海域面積，相當(dāng)于陸域面積的37%，面積達7.0×105hm2的廣闊輻射沙脊群分布于沿海中部，同時還擁有著面積達1.54×105km2長江口、呂泗、大沙、海州灣四大著名海洋漁場。江蘇海洋漁業(yè)資源優(yōu)勢得天獨厚，物產(chǎn)豐腴。隨著江蘇沿海開發(fā)上升為國家戰(zhàn)略，全省海洋經(jīng)濟步入快速發(fā)展的新時期，海洋漁業(yè)產(chǎn)業(yè)充分依托資源、經(jīng)濟和科技文化優(yōu)勢，大力實施結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，海洋漁業(yè)經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展，已成為振興全省海洋經(jīng)濟、致富沿海漁民的重要產(chǎn)業(yè)之一。

江蘇沿海灘涂地貌分布廣泛、發(fā)育密集，淺海面積大，掩護條件差，極易受到災(zāi)害性海浪、潮災(zāi)等海洋災(zāi)害的侵襲。因海洋災(zāi)害造成的涉海漁民傷亡事故屢屢發(fā)生，2003年9月26日9名紫菜養(yǎng)殖工人因潮水突漲撤離不及時而遇難，2007年“4·15如東海難”更是因風(fēng)大浪急造成19位漁民遇難的慘劇，2010年全省海洋漁業(yè)因海難事故造成13艘船只沉損、53人遇難，人民群眾生命財產(chǎn)安全因此蒙受了巨大損失，嚴重影響了全省海洋漁業(yè)經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展。

因此，建設(shè)江蘇省海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)漁船動態(tài)監(jiān)管信息和海洋預(yù)警報信息平臺疊加，為海洋漁業(yè)安全提供技術(shù)保障和決策支撐，對于促進全省海洋漁業(yè)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 總體設(shè)計

1.1.1 總體框架

以保障漁業(yè)生產(chǎn)安全為導(dǎo)向，以海洋預(yù)報服務(wù)于漁業(yè)生產(chǎn)為主線，以數(shù)據(jù)資源為基礎(chǔ)，在應(yīng)用支撐平臺的支持下，通過漁船實時定位、海洋專題預(yù)警報、通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)[1]，建立覆蓋全省海域重點漁區(qū)的海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)在現(xiàn)有海洋預(yù)報基礎(chǔ)上拓展和深化服務(wù)，面向漁區(qū)、漁港和漁民，制作直接服務(wù)于漁業(yè)生產(chǎn)安全的各類海洋環(huán)境專題服務(wù)產(chǎn)品，實時發(fā)送至廣大海上作業(yè)漁船和漁民手中，全面提升漁業(yè)生產(chǎn)安全的環(huán)境保障能力[2]。

1.1.2 技術(shù)路線

系統(tǒng)采用B/S與C/S相結(jié)合的架構(gòu)方式進行建設(shè)。具體技術(shù)路線如下：

1）分布式體系結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)采用基于消息中間件和Web Service的分布式體系結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計，所有的業(yè)務(wù)邏輯都封裝在Web Service服務(wù)里面，主要的數(shù)據(jù)通信通過消息中間件來實現(xiàn)。

2）可持續(xù)可擴展體系結(jié)構(gòu)。建立可持續(xù)可擴展體系結(jié)構(gòu)，采用業(yè)界標準的Web Service的方式提供對外接口，其開放性、標準性和跨平臺特性充分保證了本系統(tǒng)具有靈活而強大的可擴展性。

3）SOA架構(gòu)，統(tǒng)一管理。本系統(tǒng)采用先進的SOA體系，既便于項目各子系統(tǒng)或功能模塊的獨立開發(fā)和關(guān)聯(lián)整合，又為內(nèi)部信息資源整合和統(tǒng)一管理提供了一個堅實的平臺基礎(chǔ)。

4）.NET技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)建設(shè)主要是基于.NET技術(shù)思想，選擇業(yè)界領(lǐng)先的、性能穩(wěn)定的應(yīng)用服務(wù)器和門戶中間件產(chǎn)品，建立以應(yīng)用服務(wù)器為中心的四層或多層的體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯、業(yè)務(wù)邏輯、應(yīng)用邏輯和表現(xiàn)邏輯的分離，這既保證了系統(tǒng)擴展性，也大大增強了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

1.2 建設(shè)內(nèi)容

1.2.1 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基本要求按照《全國海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則、數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)方案、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存等設(shè)計規(guī)范進行建設(shè)[3]。

本系統(tǒng)采用與國家海洋環(huán)境預(yù)報中心相同的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，建設(shè)系統(tǒng)所需要的綜合數(shù)據(jù)庫，包括預(yù)警報產(chǎn)品信息、漁船信息、基礎(chǔ)地理信息等內(nèi)容，與國家海洋環(huán)境預(yù)報中心、海區(qū)預(yù)報中心互為備份。數(shù)據(jù)庫具體內(nèi)容如下：

預(yù)警報產(chǎn)品信息：包括國家、海區(qū)、省級預(yù)報機構(gòu)制作的各類預(yù)警報產(chǎn)品。

漁船信息：包括漁船的編號、船籍等基本信息和漁船的定位時間、經(jīng)緯度、船向、航速等動態(tài)船位信息，資料與國家中心、海區(qū)中心進行互動共享。

基礎(chǔ)地理信息：包括沿海岸線、島嶼、水深、漁區(qū)、漁場、禁漁線、重點漁港、避風(fēng)錨地等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.2.2 海洋預(yù)警報產(chǎn)品制作與推送

基于GIS可視化技術(shù)，實現(xiàn)全省近海海域基于漁區(qū)網(wǎng)格的精細化風(fēng)、浪、潮汐、風(fēng)暴潮等海洋預(yù)警報產(chǎn)品的制作，并提供不同使用類型的模板，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸軟件標準接口，推送到國家海洋環(huán)境預(yù)報中心、東海預(yù)報中心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)預(yù)警報產(chǎn)品數(shù)據(jù)的資源共享。

1.2.3 海洋預(yù)警報產(chǎn)品發(fā)布

根據(jù)全省各漁區(qū)的海面風(fēng)、浪、風(fēng)暴潮預(yù)警報產(chǎn)品和江蘇省的海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全管理需要，對在危險區(qū)域附近作業(yè)的漁船加以篩選，制作相關(guān)的對策建議服務(wù)信息，依托已有海洋漁船動態(tài)管理信息系統(tǒng)的通信渠道，將相關(guān)的預(yù)警報和對策建議服務(wù)信息發(fā)送給漁船，并統(tǒng)計預(yù)警報產(chǎn)品發(fā)送情況。

1.2.4 海洋預(yù)警報顯示子系統(tǒng)

基于GIS、遙感、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，采用與國家海洋環(huán)境預(yù)報中心相同的集成顯示界面，將漁船動態(tài)船位、海洋預(yù)警報產(chǎn)品和臺風(fēng)信息疊加顯示在電子海圖上，實現(xiàn)漁船船位監(jiān)控、預(yù)警報影響分析等功能。

1.2.5 數(shù)據(jù)傳輸軟件開發(fā)

根據(jù)現(xiàn)有海洋漁船動態(tài)管理信息系統(tǒng)和海洋預(yù)警報數(shù)據(jù)庫特點，開發(fā)系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)傳輸軟件，根據(jù)統(tǒng)一的格式標準和協(xié)議，將船舶資料、動態(tài)船位、船舶報警信息、預(yù)警報產(chǎn)品等信息按照系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)標準傳輸至國家海洋環(huán)境預(yù)報中心和東海預(yù)報中心，實現(xiàn)船舶基礎(chǔ)信息同步、動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸、動態(tài)歷史數(shù)據(jù)獲取、預(yù)警報產(chǎn)品、調(diào)取船位、短信息下發(fā)等。

1.2.6 系統(tǒng)運行監(jiān)控

對整個海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)的運行管理和軟硬件運行狀態(tài)進行管理，實現(xiàn)用戶管理、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控、服務(wù)器運行監(jiān)控等功能。

1.2.7 系統(tǒng)標準規(guī)范和接口標準

以全國海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)國家級別系統(tǒng)集成框架方案和建設(shè)標準規(guī)范為基礎(chǔ)，基于系統(tǒng)疊加和數(shù)據(jù)雙向傳輸交換需求，結(jié)合江蘇省現(xiàn)有海洋漁船動態(tài)管理信息系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)傳輸方式和安全管理等的實際情況，完善形成江蘇省海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)標準規(guī)范。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

1.3.1 分布式的數(shù)據(jù)保障中心建設(shè)

本系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及與國家海洋環(huán)境預(yù)報數(shù)據(jù)、東海區(qū)預(yù)報數(shù)據(jù)的共享問題。因此，在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，將“標準化”與“實用性”相結(jié)合[4]，既符合標準，又滿足應(yīng)用。針對重點數(shù)據(jù)信息來源，在全國重點城市部署公共海洋氣象保障服務(wù)數(shù)據(jù)中心。當(dāng)系統(tǒng)在災(zāi)害性天氣鏈路連接出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)會自動識別問題，切換線路到最近的數(shù)據(jù)保障中心，保證了數(shù)據(jù)的來源。

1.3.2 在相同庫表基礎(chǔ)上建立對照表

為了與國家海洋環(huán)境預(yù)報中心和東海預(yù)報中心的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，根據(jù)《全國海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則、數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)方案等設(shè)計規(guī)范對本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)進行建設(shè)，在相同庫表基礎(chǔ)上建立對照表，以便于數(shù)據(jù)之間的共享。

1.3.3 統(tǒng)一標準、數(shù)據(jù)處理

針對電子海圖、海洋預(yù)報產(chǎn)品地圖數(shù)據(jù)投影、坐標系不同的問題，對全部地理信息數(shù)據(jù)制定統(tǒng)一的地圖標準，使用WGS-84空間坐標系，地圖投影選擇mecator（代碼900913），此標準是與當(dāng)前主流的地理信息源——谷歌數(shù)據(jù)相一致，是符合絕大多數(shù)GIS平臺的標準。

1.4 技術(shù)創(chuàng)新點

1）利用GIS技術(shù)，實現(xiàn)在海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全保障系統(tǒng)中數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的修正預(yù)報。海洋數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品修正預(yù)報技術(shù)是一種通過人工的方式對海洋數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品進行修正的技術(shù)。人工修正技術(shù)在其他方面也有初步的應(yīng)用，但是將它結(jié)合到海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全保障系統(tǒng)應(yīng)用中來還屬首次。

2）多節(jié)點數(shù)據(jù)同步分發(fā)。在數(shù)據(jù)傳輸方面基于FTP文件傳輸協(xié)議，中間件以FTP服務(wù)器為基礎(chǔ)，以源文件目錄為基點，通過中間件對分析進行分布，當(dāng)文件被分發(fā)到所有的節(jié)點后，才會清楚源文件，并對數(shù)據(jù)文件進行二次處理。以保證數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性。

3）異常處理及日志機制。在整個中間件的異常處理上，都采用了try…catch…方式進行處理。在程序出現(xiàn)異常時，對異常進行有效的處理，日志系統(tǒng)會將拋出的異常信息記錄到文件中以供查詢，并保證程序繼續(xù)執(zhí)行。中間件的日志系統(tǒng)由日志類提供，該類提供了多個日志記錄方法，同時為了使中間件在多線程情況下對日志文件的穩(wěn)定訪問，提供了文件鎖機制，以保證一個日志文件在同一個時刻只有一個進程對其訪問。

4）插件式通用框架（Plugin）。中間件基于.Net開發(fā)，以WinForm的方式進行展現(xiàn)。ServiceBase是整個中間件插件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其中包括了插件注冊、插件管理、插件的啟動、停止等，插件式框架的應(yīng)用提高了中間件的開發(fā)效率，增加了中間件的穩(wěn)定性和可擴展性。

2 社會經(jīng)濟效益分析

1）有效地保障人民生命財產(chǎn)安全，構(gòu)建和諧社會。漁船突發(fā)災(zāi)害事件往往猝不及防，甚至威脅生命；充分利用海洋預(yù)警報技術(shù)、漁船動態(tài)定位技術(shù)等技術(shù)，為漁船突發(fā)災(zāi)害事件提供海上搜救環(huán)境保障和指揮輔助決策信息。

2）保障海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全，促進海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。沿海地區(qū)是我省經(jīng)濟發(fā)展的重要區(qū)域，通過本系統(tǒng)的執(zhí)行，將進一步保障海洋漁業(yè)的安全生產(chǎn)，減少沿海經(jīng)濟損失，促進沿海經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)依據(jù)《全國海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全保障服務(wù)系統(tǒng)集成框架方案和建設(shè)標準規(guī)范》，兼顧本省海洋漁船動態(tài)管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及運行情況，完善形成系統(tǒng)集成框架方案及建設(shè)標準規(guī)范。建設(shè)預(yù)警報產(chǎn)品制作與發(fā)布和海洋預(yù)警報產(chǎn)品集成顯示兩個功能子系統(tǒng)，疊加形成“漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)”軟件平臺；開發(fā)中間件（數(shù)據(jù)傳輸軟件），實現(xiàn)全省漁船基本信息、動態(tài)船位信息、海洋預(yù)警報產(chǎn)品等數(shù)據(jù)的雙向傳輸；在省預(yù)報部門開展系統(tǒng)運行所需軟硬件和網(wǎng)絡(luò)通信平臺建設(shè)工作，滿足兩方部署、互聯(lián)互通、同步運轉(zhuǎn)需求，順利完成省海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障專題服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，為海洋漁船動態(tài)管理信息系統(tǒng)提供海洋預(yù)警報信息，充分保證漁船和漁民的人身財產(chǎn)安全。對于短期而言，為保障漁民安全起了重要作用；對于長期發(fā)展而言，能夠帶動海洋漁業(yè)周邊相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，建設(shè)好海洋漁業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)境保障服務(wù)系統(tǒng)，為漁業(yè)生產(chǎn)安全管理提供有力的技術(shù)支撐，不僅是國家海洋局當(dāng)前一段時間內(nèi)重中之重的工作，也是我省自身做好工作職責(zé)，優(yōu)化“海+漁”模式的重要舉措。

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[責(zé)任編輯：湯靜]