黑龍江省航道信息化建設(shè)研究

王軍

(黑龍江省航道局，哈爾濱150026)

0 引言

黑龍江省水系龐大，河流湖泊眾多，通航水域遼闊，主要通航河流(湖泊)有黑龍江、松花江、烏蘇里江、嫩江、呼蘭河、興凱湖、鏡泊湖等。黑龍江省航道通航里程5 495 km，其中俄界航道2 593 km，省界航道795 km。

水系流域包括我國東北地區(qū)、俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的大部和蒙古的東部。航道作為黑龍江省水運(yùn)交通的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在大宗貨物運(yùn)輸、外貿(mào)貨物運(yùn)輸、旅游運(yùn)輸、江海聯(lián)運(yùn)中等發(fā)揮著重要作用。

加快航道信息化建設(shè)步伐，提高服務(wù)和管理水平，將對黑龍江省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。此外，界江航道信息化也將對國際船舶安全航行、維護(hù)國家主權(quán)及國家形象起到巨大作用。

為落實(shí)交通部《公路水路交通中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》、及《黑龍江省交通信息化建設(shè)規(guī)劃(2008—2012)》、《黑龍江省水路科技2004—2017年發(fā)展規(guī)劃》等有關(guān)要求，在黑龍江交通運(yùn)輸廳、省航務(wù)管理局的大力支持下，黑龍江省航道局著手啟動(dòng)實(shí)施黑龍江航道信息化建設(shè)項(xiàng)目并取得初步成果。

1 航道信息化現(xiàn)狀

黑龍江省航道維護(hù)里程4 262 km，維護(hù)工作由黑龍江省航道局承擔(dān)，具體工作內(nèi)容主要包括航道維護(hù)與觀測、航標(biāo)維護(hù)、整治建筑物維護(hù)、航道船舶及基地維護(hù)和相關(guān)航道管理等。然而，目前航道管理部門在航道信息的收集、管理方面卻存在著相當(dāng)?shù)睦щy，相當(dāng)一部分航道基礎(chǔ)資料的管理還是以人工整編、卡片檢索、檔案查詢的方式為主。這種方式不僅使資料管理人員在整編工作上花費(fèi)較大的精力，也造成使用人員在資料查閱使用過程中耗費(fèi)過多的時(shí)間，直接影響部門的工作效率。資料的殘缺、數(shù)據(jù)的凌亂、格式的多樣，往往使數(shù)據(jù)資料失去應(yīng)有的使用價(jià)值。

2010—2011年，黑龍江省航道局在Intranet內(nèi)部網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立了電子調(diào)度系統(tǒng)，主要包括兩方面內(nèi)容:

1)業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)局內(nèi)部的船舶調(diào)度、航道公報(bào)、每日水位、水深信息統(tǒng)計(jì)和發(fā)布等功能，比如可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)繪制水位過程線，支持各站獨(dú)年顯示、多年顯示等。

2)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。利用電子航道圖顯示平臺(tái)，借助安裝在船舶上的通信導(dǎo)航終端，及時(shí)掌握船舶動(dòng)態(tài)并指導(dǎo)船舶作業(yè)，以提高船舶工作效率，其中電子航道圖示范區(qū)為哈爾濱至大頂子航電樞紐庫區(qū)航道100 km航道。系統(tǒng)的建設(shè)初步搭建了數(shù)字航道綜合信息服務(wù)平臺(tái)，將庫區(qū)航道、航標(biāo)及通航船舶等通過數(shù)字航道綜合信息服務(wù)平臺(tái)與本系統(tǒng)連接在一起，形成動(dòng)態(tài)信息互通、數(shù)字航道信息共享的應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，拉開了黑龍江航道信息化建設(shè)的序幕。但是，縱觀全省航道管理部門特別是佳木斯航道局、黑河航道局信息化的程度很低，亟需在信息的收集、管理等方面得到改善和提高。

2 信息化完善細(xì)節(jié)

信息化的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)就是要實(shí)現(xiàn)比較充分的信息資源共享。黑龍江省航道局初步實(shí)現(xiàn)了航道信息化管理，從全局看，黑河、佳木斯兩局的信息化建設(shè)尚是空白，即使佳木斯、黑河兩局實(shí)現(xiàn)各自的“信息化”，作為一個(gè)整體，哈爾濱、佳木斯、黑河三地之間的信息共享、交互也必須得到解決。此外，除了之前已實(shí)現(xiàn)的船舶監(jiān)控之外，航標(biāo)的遙測遙控的部署方案已經(jīng)確定并著手實(shí)施，但隨著信息化的全面鋪開，培養(yǎng)一批高素質(zhì)管理人員尤為重要，業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)的能力直接關(guān)系到信息化成果的展示和未來的發(fā)展。

2.1 數(shù)據(jù)同步

2.1.1 哈、佳、黑三地信息傳遞與網(wǎng)絡(luò)部署

由于信息是數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果，因此信息必然落后于數(shù)據(jù)，即信息的滯后性。所以在信息的共享過程中，必須關(guān)注信息的時(shí)效。由于佳、黑兩局各自負(fù)責(zé)不同區(qū)域航道的維護(hù)管理，在采集完各自區(qū)域航道的數(shù)據(jù)之后或在某些突發(fā)情況下，信息如何有效、及時(shí)、規(guī)范地傳達(dá)至省航道局也是一個(gè)亟待解決的問題。此前，三地之間的信息傳遞仍然需要通過電子郵件來實(shí)現(xiàn)，而收到郵件的一方再做規(guī)范化的處理并記錄、存儲(chǔ)，這種方式一方面比較繁瑣，影響工作效率，另一方面在時(shí)效性方面也難以滿足要求。

哈、佳、黑三地之間的網(wǎng)絡(luò)部署及各自業(yè)務(wù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)見圖1。但是需要提出的是，哈、佳、黑三地的調(diào)度業(yè)務(wù)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)中是通過VPN實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的，這樣一方面可以保證網(wǎng)絡(luò)的連通及通信情況在很大程度上不受外界網(wǎng)絡(luò)影響，另一方面也可以保證數(shù)據(jù)的安全性。

圖1 哈、佳、黑三地之間網(wǎng)絡(luò)調(diào)度示意圖

在數(shù)據(jù)同步方面，可以采取的方法有:觸發(fā)器、直接異地讀寫或者間接異地讀寫。這3種方法，以觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)方法為最簡便，直接異地讀寫次之，間接異地讀寫代碼工作量最繁重。但是考慮到網(wǎng)絡(luò)不可避免的不穩(wěn)定性，如果采用觸發(fā)器或者直接異地讀寫方式，如果觸發(fā)過程中或讀寫過程中出現(xiàn)斷網(wǎng)情況，會(huì)造成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的中斷，并且這種中斷是不可恢復(fù)的，所以數(shù)據(jù)的缺失就會(huì)成為必然。所以在此采用間接異地讀寫方式來實(shí)現(xiàn)航道局內(nèi)部哈、佳、黑三地之間的數(shù)據(jù)同步。

2.1.2 需要同步的信息種類

1)雙向同步:哈爾濱、佳木斯、黑河各有其下轄管理水域河段與水位站。各局需將各自區(qū)域每天的水位、水深數(shù)據(jù)傳遞至其他兩局。

2)單向同步:由于全部船舶動(dòng)態(tài)及靜態(tài)信息都置于黑龍江省局，故黑龍江省局需同步其他兩局的船舶動(dòng)態(tài)及靜態(tài)信息至佳、黑兩局;佳、黑兩局需同步各自轄下區(qū)域的航標(biāo)動(dòng)態(tài)信息至黑龍江省航道局，以滿足黑龍江省局統(tǒng)計(jì)的需要。

2.2 航標(biāo)遙測、遙控

在原有船舶監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，更新部署的航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃楹綐?biāo)遙測遙控終端、無線通信鏈路和監(jiān)控中心等部分。需要部署航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)的有省航道局、佳木斯航道局與黑河航道局。其中佳木斯航道局和黑河航道局的航標(biāo)數(shù)據(jù)需要同步數(shù)據(jù)至省航道局，其中所涉及的同步數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 所涉及同步日志表(DB_SYNC_LOG)

航標(biāo)遙測遙控終端安裝在航標(biāo)上，自動(dòng)采集、存儲(chǔ)并通過GPRS方式定時(shí)(或響應(yīng)遙測指令立即)發(fā)送航標(biāo)狀態(tài)信息(其中浮標(biāo)還包括當(dāng)前標(biāo)位信息);當(dāng)發(fā)生報(bào)警條件時(shí)，可自動(dòng)報(bào)警;響應(yīng)遙控指令及遠(yuǎn)程設(shè)置，控制、改變航標(biāo)工作狀態(tài)或恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

航標(biāo)遙測遙控客戶端建在航道局?jǐn)?shù)據(jù)庫服務(wù)器上，接收、顯示所轄航標(biāo)動(dòng)態(tài)信息、報(bào)警信息，可在電子航道信息平臺(tái)上實(shí)時(shí)標(biāo)繪，并判斷航標(biāo)是否異常;通過GPRS方式發(fā)送遙控指令或遠(yuǎn)程設(shè)置指令，改變航標(biāo)工作狀態(tài)或使異常航標(biāo)恢復(fù)正常。

調(diào)度中心管理系統(tǒng)自動(dòng)接收、存儲(chǔ)全區(qū)航標(biāo)基本信息、靜態(tài)信息和來自航標(biāo)終端的動(dòng)態(tài)信息、報(bào)警信息、航標(biāo)作業(yè)船動(dòng)態(tài)信息、水位站數(shù)據(jù)等，在電子航道信息平臺(tái)上實(shí)時(shí)標(biāo)繪，監(jiān)視全局所轄航標(biāo)的工作狀態(tài)。

2.3 電子航道圖數(shù)字化測繪

為保證航道的暢通，在日常的航道管理中必須隨時(shí)獲取航道數(shù)據(jù)。合理、高效地管理這眾多的數(shù)據(jù)資料是航道部門急需解決的一個(gè)重要問題。航道維護(hù)建設(shè)和管理的現(xiàn)代化，也依賴于航道測繪的信息化服務(wù)，建立黑龍江航道的信息化測繪技術(shù)體系，是實(shí)現(xiàn)信息化測繪和“數(shù)字航道”的基礎(chǔ)和保障。

由于航道信息的變化比較頻繁，其又不像船舶與航標(biāo)的靜態(tài)管理，可以在變動(dòng)之后，簡單的由系統(tǒng)使用人員修改相應(yīng)的船舶與航標(biāo)信息即可，所以需要一套可由省航道局相關(guān)人員使用的電子航道圖系統(tǒng)，并由相關(guān)人員組成相應(yīng)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)測繪、更新電子航道圖。

“電子航道圖系統(tǒng)”建在航道局測繪工程處，作為本系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)來源，負(fù)責(zé)進(jìn)行航道測量業(yè)務(wù)管理、航道測量數(shù)據(jù)處理、電子航道圖制作和改正，并生成數(shù)據(jù)產(chǎn)品發(fā)布到“一體化服務(wù)平臺(tái)”，形成黑龍江省電子航道圖數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一對內(nèi)對外服務(wù)。主要由航道數(shù)據(jù)采集和測量管理系統(tǒng)、電子航道圖生成系統(tǒng)、電子航道圖發(fā)布系統(tǒng)等部分組成。

2.4 系統(tǒng)使用者問題

先進(jìn)的技術(shù)和管理手段，需要高素質(zhì)的管理人員。信息化系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航、電子海圖等許多新技術(shù)應(yīng)用，為使系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行，充分發(fā)揮作用，必須對具體操作管理人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)。

此外，系統(tǒng)使用人員應(yīng)就使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題以及改進(jìn)建議及時(shí)反饋與開發(fā)人員，以更大程度的改進(jìn)系統(tǒng)，提升工作效率，達(dá)到信息化建設(shè)的預(yù)期效果。

3 結(jié)語

黑龍江省航道信息化建設(shè)，將實(shí)現(xiàn)航道、船舶、支持系統(tǒng)等航運(yùn)要素中重要部分的初步數(shù)字化和智能化，為構(gòu)建包括岸線、港口及航務(wù)交易、物流等更廣泛范疇的黑龍江“智能航運(yùn)”一體化體系建設(shè)打下了基礎(chǔ)。

［1］ 陳佳.信息系統(tǒng)開發(fā)方法教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［2］ 劉如廣，唐健.數(shù)字航道建設(shè)的探討［J］.水運(yùn)工程，2006 (07):71－73.

［3］ 趙學(xué)問，鄧年生，周作付，林超明.珠江三角洲高等級(jí)航道網(wǎng)航道數(shù)字化的探討［J］.中國水運(yùn)，2008，8(1):25－26.

［4］ 白樹林.加強(qiáng)管理提高航道維護(hù)質(zhì)量［J］.黑龍江水利科技，2009，37(2):131－132.