數(shù)字航道技術(shù)在內(nèi)河航道管理中的應(yīng)用

肖文喜

湖南省衡陽(yáng)航道管理局 湖南衡陽(yáng) 421000

1 內(nèi)河航道運(yùn)輸?shù)膰?guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

1.1 內(nèi)河航道運(yùn)輸?shù)膰?guó)內(nèi)現(xiàn)狀

從目前的內(nèi)河航道設(shè)計(jì)情況來(lái)看，通航的長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)123000公里，總長(zhǎng)度占有河流總體長(zhǎng)度的30%，長(zhǎng)江承擔(dān)著主要的航道運(yùn)輸作用，包括京杭運(yùn)河、珠江、淮河、西江、黑龍江等也應(yīng)用于航道運(yùn)輸。500噸級(jí)船舶的航行長(zhǎng)度為1532公里，占道路運(yùn)輸總長(zhǎng)度的12%；1000噸級(jí)船舶航行長(zhǎng)度為8513公里，占道路運(yùn)輸總長(zhǎng)度的7%。從內(nèi)陸航道的利用來(lái)看，中國(guó)的航道仍處于較低的發(fā)展水平。造成這種現(xiàn)象的主要原因是資金投入不足，基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重老化，航道等級(jí)普遍較低。從中國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境來(lái)看，內(nèi)陸水路運(yùn)輸存在滯后現(xiàn)象。隨著信息技術(shù)的普及，內(nèi)河航運(yùn)也應(yīng)該適應(yīng)時(shí)代的要求，朝著數(shù)字化的方向發(fā)展。但是，數(shù)字技術(shù)的升級(jí)速度非?？臁?shù)字技術(shù)在內(nèi)河航運(yùn)中的應(yīng)用跟不上最新進(jìn)展，使得航道運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，但與陸路運(yùn)輸相比仍然發(fā)展緩慢。加之環(huán)境變化非常敏感，在季節(jié)性影響下，數(shù)字航道技術(shù)必須進(jìn)一步改進(jìn)。目前，中國(guó)的數(shù)字航道技術(shù)發(fā)展迅速，內(nèi)河航道運(yùn)輸將具有良好的發(fā)展前景。

1.2 內(nèi)河航道運(yùn)輸?shù)膰?guó)外現(xiàn)狀

國(guó)外內(nèi)河航道發(fā)展較早，管理模式較為完善。特別是美國(guó)已經(jīng)建立了一個(gè)完整的內(nèi)河航道網(wǎng)絡(luò)，用于治療內(nèi)陸河流多年。以密西西比河為例，它已成為世界上最現(xiàn)代化的內(nèi)河航道網(wǎng)絡(luò)。其采用的渠道管理技術(shù)是最先進(jìn)的，是世界上最發(fā)達(dá)的內(nèi)河航道。近年來(lái)，德國(guó)的萊茵河，多瑙河的內(nèi)陸水路運(yùn)輸發(fā)展良好。河流中有許多國(guó)家，有超過(guò)10個(gè)國(guó)家，依賴于萊茵河-多瑙河河道上的3億多人口，因此對(duì)于萊茵河而言-多瑙河內(nèi)河航道的管理非常重要。但是，國(guó)外內(nèi)河航道主要以管理為基礎(chǔ)，沒(méi)有真正的數(shù)字內(nèi)河航道系統(tǒng)。

2 數(shù)字航道技術(shù)在內(nèi)河航道管理中應(yīng)用的必要性

從目前來(lái)看，我國(guó)當(dāng)前的內(nèi)河航道規(guī)劃并不是非常合理，整體設(shè)計(jì)規(guī)劃工作開展并不是非常到位，在對(duì)信息進(jìn)行處理時(shí)，更多的是以以往單一的圖紙進(jìn)行操作，對(duì)于航道沿途出現(xiàn)的新建臨、跨、攔涉航建筑物航線變化情況缺乏系統(tǒng)的管理，航道管理人員更多地是利用管理經(jīng)驗(yàn)開展相關(guān)工作，人工監(jiān)控和數(shù)據(jù)輸入編制查詢工作缺乏數(shù)字化和信息化，使得工作效率較差，同時(shí)，在一些內(nèi)河中，對(duì)于數(shù)字航道建設(shè)投入資金的不足，認(rèn)為沒(méi)有必要，在河道開發(fā)中存在重發(fā)電輕航運(yùn)的傾向，內(nèi)河航運(yùn)工作的開展同樣也受到了非常大的影響，開發(fā)建設(shè)工作較為滯后，航道規(guī)劃建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)有待提高，使得航運(yùn)的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿足可持續(xù)發(fā)展需求。而數(shù)字航道技術(shù)通過(guò)信息化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全面管理，這里的全面既包括大范圍的航道統(tǒng)一管理，也包括航道設(shè)計(jì)、運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)的管理，這無(wú)疑可以極大地提升內(nèi)河航道的管理質(zhì)量，提升管理的效率，特別是在當(dāng)前航運(yùn)工作量持續(xù)增大的背景下，航運(yùn)管理部門顯然需要利用數(shù)字化航道技術(shù)來(lái)提升管理的效率，讓管理工作更加高效。可以說(shuō)，將數(shù)字航道技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)河航道管理工作中是新時(shí)期的必然選擇[1]。

3 數(shù)字航道系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和工作流程

3.1 數(shù)字航道系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

重要的是要理解通道數(shù)字系統(tǒng)的架構(gòu)必須從數(shù)字航道本身的概念出發(fā)。數(shù)字信道系統(tǒng)分為四個(gè)模塊：數(shù)字信道管理中心系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施系統(tǒng)，信道監(jiān)控系統(tǒng)和公共服務(wù)系統(tǒng)（圖1）。數(shù)據(jù)的核心是管理對(duì)象，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持下，形成了一系列的信道數(shù)字化系統(tǒng)[2]。

圖1 數(shù)字航道體系流程

3.2 數(shù)字航道系統(tǒng)的工作流程

數(shù)字航道系統(tǒng)的工作流程還包括四個(gè)環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)利用。以下簡(jiǎn)要說(shuō)明：

（1）數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集非常簡(jiǎn)單，我們可以從字面上理解，但數(shù)字航道系統(tǒng)下的數(shù)字采集主要通過(guò)包括通道信息采集系統(tǒng)和手動(dòng)測(cè)量方法來(lái)實(shí)現(xiàn)通道基本信息的采集。

（2）數(shù)據(jù)處理。此步驟基于上一步驟。收集的數(shù)據(jù)通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng)方法進(jìn)行整理，保留所需的有效數(shù)據(jù)，最后將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字渠道管理中心[3]。

（3）數(shù)據(jù)管理。在數(shù)字信道管理中心接收數(shù)據(jù)之后，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，然后以集中方式存儲(chǔ)，以便于提取和使用每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。

（4）數(shù)據(jù)利用。該過(guò)程主要由平臺(tái)中的數(shù)據(jù)使用，然后根據(jù)部門的需要，合理地使用分析數(shù)據(jù)來(lái)獲得期望的結(jié)果。

4 數(shù)字航道系統(tǒng)的應(yīng)用前景

目前，我國(guó)水利交通各部門的系統(tǒng)能夠很好地為部門服務(wù)，但由于這種多系統(tǒng)并存，不同部門之間的信息難以共享，部門之間的聯(lián)合運(yùn)作變得困難問(wèn)題。數(shù)字航道技術(shù)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。在這個(gè)系統(tǒng)下，所有部門都采用統(tǒng)一的管理制度。而且，數(shù)字航道技術(shù)的信息處理過(guò)程比較完善，大大提高了管理工作的效率。數(shù)字航道管理系統(tǒng)在中國(guó)國(guó)內(nèi)河運(yùn)管理中發(fā)揮著重要作用?？偠灾?，數(shù)字航道系統(tǒng)具有特別好的應(yīng)用前景[4]。

內(nèi)陸航運(yùn)作為中國(guó)水資源綜合利用的重要組成部分，對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。支持水運(yùn)正常發(fā)展的最重要基礎(chǔ)是航道。然而，從目前的形式來(lái)看，中國(guó)的內(nèi)陸航運(yùn)發(fā)展并不令人滿意：存在一系列問(wèn)題，如資本投入減少，導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá)等。為了解決這些問(wèn)題，讓內(nèi)陸航運(yùn)更好地服務(wù)于我國(guó)的發(fā)展，有關(guān)專家進(jìn)行了多次試驗(yàn)，最后提出了數(shù)字航道的概念。至此，國(guó)內(nèi)河道管理已升級(jí)到新的水平。