智慧航道发展探究

智慧航道发展探究

张太松

重庆市渝航交通工程有限公司，重庆400060

摘要：在信息时代背景下，先进技术在港航管理中的作用不容忽视，不仅作为日常处理的关键工具，而且还是管理控制和辅助决策方法。智慧航道建设是未来航道建设的主要趋势，伴随水运各基本要素的创新和发展，社会各界对航道服务水平要求愈发严格。因此，研究智慧航道发展具有重要意义。下面本文就对此展开探讨。

关键词：智慧航道；发展；分析

1智慧航道发展概述

1.1概念

智慧航道是智慧地球在水路交通运输领域的延伸和发展，顺应内河智慧航运协同化、一体化、服务化发展趋势，面向航道基础设施数字化、航道建设生态化、航道运行高效化、航道养护精细化、航道管理便捷化、航道服务优质化目标方向，综合运用数字孪生、北斗、互联网、大数据、云计算、区块链、人工智能等技术和数字航道建设及应用成果，打造的新一代航道信息基础设施、数据资源群和应用服务平台系统，具有航道运行监测、研判决策、养护调度、综合管理、公共服务等功能，充分发挥数据赋能航道高质量发展的作用，既为航道规划决策、建设管理、运行监测、分析研判、养护调度、综合管理、水上应急救助、控制河段船舶通行指挥、综合服务等航道业务提供网络化、平台化、协同化智能应用，又为营运船舶等涉航涉水服务对象提供多样化、便捷化、一体化的高品质航道服务。

1.2内涵

（1）全面感知：综合运用遥感、北斗等现代测绘技术和先进的物联传感网络设施设备及水下探摸探测装备，推进利用在航船舶动态感知信息，打造物联化、空天地水立体航道感知网，实现对航标、水位、水流、水深、航道地形、洲滩岸线、整治建筑物、桥梁净空尺度、航道维护船舶、控制河段船舶交通流等航道相关要素全要素、全天候、全周期的信息感知。（2）可靠计算：综合运用地理要素建模、异构通信网络、数学模型、大数据等技术，打造多维多功能电子航道图和广泛互联、同步映射、在线管控的数字孪生航道，实现多源异构海量航道相关要素数据即时处理、高效融合、快速整合、动态集成、可视呈现。（3）智能决策：综合运用水力学方法、数据挖掘、模式识别等技术，打造航道运行动态研判和预测预报预警平台，实现航道运行动态变化过程可展现、可预测、可推演、可调控，以及航道养护调度、应急处置方案的自动生成。（4）便捷应用：综合运用移动网络、移动终端、人工智能等技术，打造一体化、集成化的航道综合业务应用平台系统，实现泛在、全覆盖、全协同、全迭代的航道规划决策、建设管理、运行监测、分析研判、养护调度、综合管理、水上应急救助、控制河段船舶通行指挥等业务应用。（5）智慧服务：综合运用地理信息服务、人工智能等技术，打造一体化、集成化的航道公共服务平台，实现多端兼容、个性定制、自动匹配、精准高效的航道服务。（6）机制完善：建立健全覆盖内河智慧航道建设、运行、维护的标准规范、业务流程、规章制度和管理组织体系，实现智慧航道系统的稳定可靠运行和跨水系、跨区域、跨单位的互联互通和动态集成。

2智慧航道建设的重要价值分析

智慧化航道建设价值体现在以下几方面。第一，社会发展需求。在信息发展背景下，我国航道建设均需基于网络层面，充分选取多个先进技术，打造智慧化、信息化航道平台，助力其转型发展。第二，有助于航道建设管理创新，凸显国家竞争优势。航道运输直接显示我国交通运输水平，加速航道信息化发展的脚步，加速航道系统的创新改革，力争对交通管理进行完善，展示中国智慧化发展，体现我国在水路交通的实力。第三，实现资源共享，获取较佳的效益。将航道内部多个管理系统联动，实现各部门信息共享，提高航道管理效率，降低各类工作耗损成本，及时做出决策预防航道意外发生[1]。通过航道信息化系统监控可动态化减少突发事故引发的损失，构建水上安全控制机制，保障水上运输可靠安全，获取较佳的效益。

3主要发展任务

3.1完成智慧航道顶层设计

面向以“岸基驾控为主、船端值守为辅”为特征的新一代航运系统，深化内河智慧航道关键技术研发，研究设施装备系统自主化和标准化的技术方案，建立内河智慧航道技术标准体系；优化航道地理信息模型、航道业务模型和航道公共服务模型和运行维护管理机制，重塑航道职业内涵；升级数字航道总体架构，提出内河智慧航道的数据资源总体规划、通信网络总体规划、网络安全总体规划、平台系统总体规划等；建立内河智慧航道的成效评估方法和评估指标体系。

3.2建立内河航道大数据平台

建立适用于云网交互的内河航道大数据平台，全面整理和整合航道历史数据，动态整合航道在线数据和预测预报数据；强化航道地理对象多维模型数据生产和组织管理；按需动态集成船舶动态、沿江气象、河流水文、河床地质、水资源、水生态、水环境等涉航涉水对象数据；实现基于时空数据库的高效组织、有效管理、交换共享、安全应用，增强各层级航道大数据平台交换共享的稳定性、可扩展性。

3.3研建内河航道运行监测与预测预报预警平台

基于内河航道多维数学模型和大数据分析方法，充分考虑内河航道条件的差异性，建立强大、完善、可靠的航道条件演变分析模型；充分利用内河航道全要素立体感知网和航道大数据平台，研建内河航道运行监测与预测预报预警平台，实现航道条件多维可视化、在线监测、动态研判、趋势预测、自动预警等功能，并具备“交通运输部、管理单位、一线单位”联动能力，全面提升航道养护的预见性和航道服务的可靠性。

3.4打造基于新一代电子航道图的数字孪生航道

研建具备语音交换、服务定制、二三维联动、水陆兼容、干支联动、江海联通、江湖贯通、多端兼容等功能的新一代电子航道图，建设电子航道图生产与服务系统；基于内河航道全要素立体感知网、多维多功能电子航道图、航道条件演变分析模型等，构建面向航道规划决策、建设管理、运行监测、分析研判、养护调度、综合管理、水上应急救助、控制河段船舶通行指挥等不同应用场景的数字孪生航道。

3.5构建航道“互联网 + 云服务”智慧应用生态

强化业务应用系统的集成整合，按需打造“互联网+”航道规划决策、建设管理、运行监测、分析研判、养护调度、综合管理、水上应急救助、控制河段船舶通行指挥等的协同应用环境，建立内容丰富、信息准确、模式多样、方式灵活、全线统一、柔性响应的航道综合服务新格局，面向港航企业、航运船舶、港航管理单位等内河涉航涉水相关单位提供及时、丰富、多样化。

4发展展望

智慧航道的发展应按照循序渐进的过程，在实施路径上应充分发挥政府引导、行业主推、院所主攻、市场主担的作用。（1）水路交通运输主管部门应站在新一代航运系统整体发展的高度，坚定智慧航道的发展方向与趋势，统筹考虑航道与船舶、港口、海事等的协同发展，加强政策规划、技术研发、工程示范引导。（2）各地航道养护管理单位应结合地域区位、资源禀赋、基础条件、水运发展需求等实际，因地制宜制定智慧航道发展策略和应用场景内容，避免盲目赶超、贪大求全、低水平重复建设等。（3）有关高等院校、科研事业单位和高新企业应形成产学研用合力，加快智慧航道关键技术的突破。（4）长江干线等水运发达的高等级航道所在区域应先行先试、率先发展，以点带面，及时开展有关技术成果融合应用和总结工程实践经验，发挥示范引领作用推动全国内河航道整体技术水平的稳步提升。

参考文献：

[1]周敬祥,李彦文,郝田标,等.京杭运河济宁段“三改二”工程智慧港航方案设计[J].水运工程,2021(10):300-304,309.

[2]曹福,刘华,孙涛,等.基于多系统协同管理的可视化智慧航道工地[J].中国水运,2020(07):166-169.

[3]吴向中,陈韬.港航工程中智慧安全管理系统的设计与应用[J].中国港湾建设,2021,41(09):168-172.