一种面向船舶执法的海区安全预警方法与流程

本发明涉及船舶管理，特别指一种面向船舶执法的海区安全预警方法。

背景技术：

1、水路运输作为各国经济紧密联系的纽带，使得船舶的使用频次在不断增加,进而容易在水路上发生船舶拥堵、船舶交通事故、水路运转不畅等情况，造成水上安全压力增大，因此需要对船舶进行相应的管理，以更好的进行安全预警。

2、针对船舶的管理，传统上虽然可以采集海域交通流量、船舶信息、出警数据、结案数据、气象数据、水质数据等数据来进行管理，但不同数据之间是相互割裂的，即不同数据源的数据之间是相互独立的，形成数据孤岛，并未对这些数据进行融合分析，无法充分发挥这些数据的价值，导致安全预警的准确性和及时性欠佳。

3、因此，如何提供一种面向船舶执法的海区安全预警方法，实现提升海区安全预警的准确性和及时性，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种面向船舶执法的海区安全预警方法，实现提升海区安全预警的准确性和及时性。

2、本发明是这样实现的：一种面向船舶执法的海区安全预警方法，包括如下步骤：

3、步骤s1、服务器设定任务调度时间、任务调度周期以及数据源信息，基于所述任务调度时间、任务调度周期以及数据源信息，通过etl工具自动从不同的数据源采集至少包括船舶基础信息、船舶定位信息、执法过程信息、报警求助信息、调度指令信息、船舶靠港信息、海区气象信息的船舶管理数据；

4、步骤s2、服务器创建若干个主题数据库，对各所述船舶管理数据依次进行数据清洗以及数据修复的预处理，将预处理后的各所述船舶管理数据存储至对应的主题数据库；

5、步骤s3、服务器设定各所述主题数据库的指标口径，基于所述指标口径对各主题数据库中的各船舶管理数据依次进行聚合和关联，生成安全压力基础指标；

6、步骤s4、服务器对各所述安全压力基础指标进行分类，再基于分类后的各所述安全压力基础指标计算对应的安全压力指数；

7、步骤s5、服务器基于各所述安全压力指数计算综合指数，设定风险阈值，基于所述风险阈值对综合指数进行实时监控，生成海区安全预警报告；

8、步骤s6、服务器将所述安全预警报告实时推送给预先关联的管理终端；

9、步骤s7、移动终端进行身份认证后访问服务器，服务器展示所述安全压力基础指标、安全压力指数以及综合指数。

10、进一步的，所述步骤s1中，所述船舶基础信息至少包括船舶名称、船舶编号、船员档案、船员照片以及船舶作业状态。

11、进一步的，所述步骤s2具体为：

12、服务器创建若干个主题数据库，所述主题数据库至少包括船舶基础库、船舶定位库、执法过程库、报警求助库、调度指令库、船舶靠港库以及海区气象库；

13、对各所述船舶管理数据依次进行完整性校验、一致性校验以及唯一性校验，剔除校验失败的所述船舶管理数据，以对各所述船舶管理数据进行数据清洗；

14、对数据清洗后的各所述船舶管理数据，依次进行至少包括空值填充、关联替换以及格式标准化的数据修复，以完成各所述船舶管理数据的预处理；

15、将预处理后的各所述船舶管理数据加密后，存储至对应的所述主题数据库。

16、进一步的，所述将预处理后的各所述船舶管理数据加密后，存储至对应的所述主题数据库具体为：

17、对预存储至相同的所述主题数据库的各船舶管理数据进行哈希计算得到哈希值，通过3des算法对预存储至相同的所述主题数据库的各船舶管理数据以及哈希值进行加密得到一级加密数据，通过预设的映射规则对所述一级加密数据进行映射得到二级加密数据，通过rsa算法对所述二级加密数据进行加密得到三级加密数据，将各所述三级加密数据存储至对应的所述主题数据库。

18、进一步的，所述步骤s3具体为：

19、服务器基于各所述主题数据库存储的船舶管理数据的维度类字段以及度量类字段，设定各所述主题数据库的指标口径；

20、基于所述指标口径，以日期维度和海区维度对各所述主题数据库中的各船舶管理数据依次进行聚合和关联，生成安全压力基础指标。

21、进一步的，所述步骤s4具体为：

22、服务器基于执法压力、救助压力、巡逻压力、环境压力以及业务压力对各所述安全压力基础指标进行分类，通过等级分值法计算分类后的各所述安全压力基础指标的分值，对各所述分值进行加权平均，计算得到包括执法压力指数、救助压力指数、巡逻压力指数、环境压力指数以及业务压力指数的安全压力指数。

23、进一步的，所述步骤s5具体为：

24、服务器对各所述安全压力指数进行加权平均以计算综合指数，设定风险阈值，基于所述风险阈值对综合指数进行实时监控，当所述综合指数的取值高于风险阈值时，生成至少携带综合指数、预警时间、预警海区、预警船舶、预警事件的海区安全预警报告。

25、进一步的，所述步骤s5还包括：

26、通过eddsa算法将所述安全压力基础指标、安全压力指数以及综合指数加密为第一字符串，基于预设的分割比例对所述第一字符串进行分割并调换前后顺序得到第二字符串，通过3des算法对所述第二字符串进行加密得到加密指标数据包，对所述加密指标数据包进行分布式备份。

27、进一步的，所述步骤s6具体为：

28、服务器创建一对公钥和私钥，对所述安全预警报告进行mac计算得到mac值，通过des算法对所述公钥进行加密得到密钥，通过所述私钥对安全预警报告进行加密得到第一加密数据，通过idea算法将所述第一加密数据、密钥以及mac值加密为第二加密数据，将所述第二加密数据通过https协议实时推送给预先关联的管理终端。

29、进一步的，所述步骤s7具体为：

30、移动终端向服务器发送携带认证信息的访问请求；所述认证信息通过sha-2算法对账号、密码以及时间戳进行加密得到；

31、服务器解析接收的所述访问请求得到认证信息，通过sha-2算法解密所述认证信息得到账号、密码以及时间戳，通过所述时间戳进行时效校验后，通过预设的密码表对所述账号以及密码进行鉴权以进行身份认证，身份认证通过后向移动终端发送允许访问应答；

32、移动终端基于接收的所述允许访问应答与服务器建立心跳连接；

33、服务器通过可视化界面，向移动终端展示所述安全压力基础指标、安全压力指数以及综合指数，对所述综合指数高于风险阈值的部分进行差异化显示。

34、本发明的优点在于：

35、1、通过服务器设定任务调度时间、任务调度周期以及数据源信息，以通过etl工具自动从不同的数据源采集至少包括船舶基础信息、船舶定位信息、执法过程信息、报警求助信息、调度指令信息、船舶靠港信息、海区气象信息的船舶管理数据，接着对各船舶管理数据依次进行数据清洗以及数据修复的预处理后存储至对应的主题数据库；服务器设定各主题数据库的指标口径，基于指标口径对各船舶管理数据依次进行聚合和关联，生成安全压力基础指标，对各安全压力基础指标进行分类，再基于分类后的各安全压力基础指标计算对应的安全压力指数，基于各安全压力指数计算综合指数，基于设定的风险阈值对综合指数进行实时监控并生成海区安全预警报告，将安全预警报告实时推送给预先关联的管理终端；移动终端进行身份认证后访问服务器，服务器展示安全压力基础指标、安全压力指数以及综合指数；即对多源异构的船舶基础信息、船舶定位信息、执法过程信息、报警求助信息、调度指令信息、船舶靠港信息以及海区气象信息进行统一的预处理和计算分析，进而得到综合指数，当综合指数高于风险阈值时自动生成海区安全预警报告进行预警，由于融合了多维数据，提升了综合指数计算的可靠性，且整个过程由服务器自动执行，最终极大的提升了海区安全预警的准确性和及时性。

36、2、通过对各船舶管理数据依次进行完整性校验、一致性校验、唯一性校验、空值填充、关联替换以及格式标准化的的预处理，有效提升船舶管理数据的规范化程度，便于后续综合指数的计算以及溯源，进而极大的提升了船舶管理的便捷性。

37、3、通过对各船舶管理数据进行哈希计算得到哈希值，通过3des算法对各船舶管理数据以及哈希值进行加密得到一级加密数据，通过预设的映射规则对一级加密数据进行映射得到二级加密数据，通过rsa算法对二级加密数据进行加密得到三级加密数据，将各三级加密数据存储至对应的所述主题数据库；后续通过哈希值可对船舶管理数据进行完整性校验，若不知道对应的加密算法以及映射规则将无法破解三级加密数据得到船舶管理数据，前后采取了至少四重安全措施（哈希计算、3des算法、映射规则、rsa算法），极大的提升了船舶管理数据存储的安全性。

38、4、通过风险阈值对综合指数进行实时监控，当综合指数的取值高于风险阈值时，生成至少携带综合指数、预警时间、预警海区、预警船舶、预警事件的海区安全预警报告，即只要综合指数异常就立即生成海区安全预警报告，且通过海区安全预警报告可快速知晓综合指数、预警时间、预警海区、预警船舶以及预警事件，进而极大的提升了海区安全预警的及时性。

39、5、通过eddsa算法将安全压力基础指标、安全压力指数以及综合指数加密为第一字符串，基于预设的分割比例对第一字符串进行分割并调换前后顺序得到第二字符串，通过3des算法对第二字符串进行加密得到加密指标数据包，对加密指标数据包进行分布式备份，前后采取了至少四重安全措施（eddsa算法、分割比例、3des算法、分布式备份），极大的提升了安全压力基础指标、安全压力指数以及综合指数备份的安全性。

40、6、通过创建一对公钥和私钥，对安全预警报告进行mac计算得到mac值，通过des算法对公钥进行加密得到密钥，通过私钥对安全预警报告进行加密得到第一加密数据，通过idea算法将第一加密数据、密钥以及mac值加密为第二加密数据，将第二加密数据通过https协议实时推送给预先关联的管理终端；由于私钥加密的数据仅能由公钥解密，公钥经过des算法和idea算法的双重加密，mac计算是基于带秘密密钥的hash函数，相对于普通的哈希计算安全性更高，而https协议是以安全为目标的http通道，在http的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性，前后采取了至少五重安全措施（公私钥、mac计算、des算法、idea算法、https协议），极大的提升了安全预警报告传输的安全性。

41、7、通过移动终端向服务器发送携带认证信息的访问请求，而认证信息通过sha-2算法对账号、密码以及时间戳进行加密得到，前后采取了至少三重安全措施（sha-2算法、账号密码、时间戳），避免非法的移动终端访问服务器，进而极大的提升了船舶管理的安全性。

42、8、通过在数据存储、数据备份、数据传输、身份验证的各环节采取不同的加密方案，极大的提升了船舶管理的安全性。