基于蘇北運河運調系統(tǒng)對船閘信息系統(tǒng)設計的幾點思考

劉 軍

（京杭運河江蘇省交通運輸廳蘇北航務管理處，江蘇 淮安 223002）

0 引言

隨著我國水運事業(yè)的發(fā)展，對船閘信息系統(tǒng)設計提出了更高的要求，目前，國內尚未出臺統(tǒng)一船閘信息系統(tǒng)設計的標準規(guī)范，用于指導船閘信息系統(tǒng)工程建設與管理。近年來，蘇北運河經(jīng)過航道信息化建設，建成蘇北運河船閘信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了對船閘運行調度、船閘安全管理、信用管理和過閘收費等流程的及時、動態(tài)、準確的監(jiān)控、管理，為廣大船員提供了多途徑的船舶過閘登記服務、多方式的過閘繳費服務、多渠道的過閘信息溝通服務。筆者組織實施了蘇北運河航閘智能運調系統(tǒng)的設計、開發(fā)和運維，以蘇北運河運調信息系統(tǒng)為例，從船閘運行調度、過閘安全管理、過閘信用管理和過閘收費四個方面，提出船閘信息系統(tǒng)設計的幾點思考，希望對國內同類型船閘信息化建設提供參考和借鑒。

1 船閘運行調度

對船舶進行高效安全的運行調度是船閘運行的基本功能。根據(jù)《通航建筑物運行管理辦法》 （交通運輸部2019年第6號）第十六條的有關規(guī)定：船舶調度應當遵循安全第一、公平公開、分類管理、兼顧效率的原則。但是要做到對船舶準確的運行調度，不管是繁忙船閘，還是非繁忙船閘，首先要通過一定的方式知道船舶的身份和位置，才能對其進行調度，其次還要通過一定的方式實現(xiàn)船舶和船閘之間的雙向信息交互。

目前，船舶定位和身份識別的技術手段主要有：GNSS、AIS、VITS、視頻感知、 RFID、4G/5G網(wǎng)絡、雷達、智能移動終端等，但每種技術手段存在一定技術和使用缺陷。蘇北運河在進行信息系統(tǒng)設計開發(fā)時，對每種方式進行研究和比較，最后得出結論是：光靠一種方式難以滿足實際應用需求。于是蘇北運河通過建設 AIS基站，采用 GNSS、AIS和視頻感知等多種技術手段，并通過數(shù)據(jù)融合的方式實現(xiàn)船舶精準定位和身份識別，既充分利用現(xiàn)有技術設備，又節(jié)省工程造價。

在與船舶雙向信息交互的方式上，由于目前蘇北運河實現(xiàn)了全線 4G覆蓋，在閘船信息雙向交互溝通上，采用了開發(fā)“船訊通” APP實現(xiàn)閘船信息互通。船員通過自己的智能手機免費下載“船訊通”APP軟件，即可實現(xiàn)過閘信息查詢、遠程登記、過閘繳費、檔位圖查看、過閘確認、過閘服務評價等操作。同時保留原有的甚高頻、閘區(qū)智能分區(qū)廣播等傳統(tǒng)溝通方式。

為了方便船員過閘，船閘信息系統(tǒng)實現(xiàn)了船員不上岸電子申報的功能。申報內容包含：①船舶名稱；②船舶類型；③船舶始發(fā)港、目的港；④船舶主尺度、船舶最大平面尺度；⑤裝載貨物種類；⑥船舶總噸、核載噸位、實際載貨 /客量；⑦船舶吃水、船舶水面以上高度；⑧合法有效的船舶證書；⑨船舶設備故障情況；⑩是否申請優(yōu)先過閘等信息。

在完成運行調度軟件的開發(fā)和運行后，充分利用計算機對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和處理功能，根據(jù)日常船閘統(tǒng)計需求，完善后運調系統(tǒng)和統(tǒng)計分析和輔助決策等功能，數(shù)據(jù)統(tǒng)計周期應滿足航道管理部門和船閘運行單位的實際管理需要。目前，蘇北運河船閘信息系統(tǒng)統(tǒng)計分析信息主要包含下列信息：①過閘船舶通過量；②貨物通過量；③貨物運量；④平均待閘時間；⑤待閘船舶數(shù)；⑥船閘通航保證率；⑦平均閘次運行時間；⑧閘室面積利用率；⑨運行閘次數(shù)、優(yōu)良閘次率；⑩過閘費收入等。對船閘運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析，對船閘運行調度政策的制定，又起到了關鍵的參考作用。

目前，國內船閘從地理位置的布局分為單線船閘、多線船閘和多級多線船閘。蘇北運河上南邊的施橋、邵伯、淮安等 8座船閘都是三線船閘；北邊的劉山、解臺船閘是雙線船閘；三峽船閘屬于雙線五級船閘。對于船閘信息系統(tǒng)設計，由于大部分船閘的上級管理部門需要進行統(tǒng)一聯(lián)合調度，所以船閘的信息系統(tǒng)中運行調度功能設計，除了基本的過閘船舶電子申報、過閘船舶自動報到、單座船閘運行調度外，還要做好頂層設計，充分考慮多線船閘聯(lián)合調度、多級多線船閘聯(lián)合調度、區(qū)域多梯級船閘聯(lián)合調度、區(qū)域多座船閘聯(lián)合調度等多種情形。

在船閘信息系統(tǒng)設計中，單座船閘運行調度實現(xiàn)了閘次計劃、智能排檔、手動排擋、過閘調度指令信息、查詢信息等功能。根據(jù)閘次計劃和排檔等情況，系統(tǒng)自動將過閘調度指令信息發(fā)送船閘調度人員、船員等。船閘工作人員依據(jù)調度指令進行過閘操作功能，船舶過閘后，系統(tǒng)實現(xiàn)自動或人工過閘確認功能。

這里特別要闡述一下智能排擋功能，因為智能排擋功能實現(xiàn)了船閘運行調度的質的提升。以往船閘信息系統(tǒng)設計時，船舶運行調度是船閘運行調度人員通過計算機選擇船舶進行排擋和調度，存在的缺點是：一是船閘工作人員工作強度大，每一閘次都要根據(jù)船舶尺度進行計算和編組；二是閘室利用率不高，船閘操作人員為了保證運行安全和調度順利，往往給船舶留有較大的安全距離；三是船閘調度人員自由裁量權較大，船閘操作人員可根據(jù)不同情況選船過閘，這對繁忙船閘而言，容易發(fā)生行風問題；四是船證不符現(xiàn)象無法根治，船證不符現(xiàn)場屢見不鮮。在實現(xiàn)智能排擋后，計算機根據(jù)船閘閘室空間大小和待閘船舶先后登記次序、待閘船舶基本尺度進行智能編排閘次計劃和檔位圖，無須人為干預即可調度船舶，解決了上述四個困擾蘇北運河船閘運行多年的難題。運行幾年來，對蘇北運河船閘運行起到了革命性的作用：減低操作人員工作強度，提高了閘室利用率超過 10%，杜絕了船閘操作人員的自由裁量權，根治了船證不符的現(xiàn)象[1]。僅僅通過這一功能的實現(xiàn)，蘇北運河各船閘的閘室利用率從以前的不足 70%提高到 80%以上，船閘年通過量增長近 10%，對于施橋、邵伯、淮安3座船閘年船舶通過量超 3億噸而言，單梯級船閘增加1，000萬噸以上年通過量，取得了重大的社會經(jīng)濟效益。

圖1 蘇北運河智能過閘系統(tǒng)檔位圖

2 過閘安全管理

安全運行是船閘運行的首要任務，是船閘信息系統(tǒng)設計重點考慮的問題。在蘇北運河船閘信息系統(tǒng)設計中，主要考慮三方面的內容：危險品船舶過閘安全管理；普通船舶過閘安全管理；船閘安全監(jiān)測與預警功能。

（1）危險品船舶過閘管理。載運危險貨物船舶在過閘前，除申報正常船舶過閘申報信息外，還要通過智能終端申報包括危險貨物名稱、危險貨物危險特性、危險貨物包裝等信息。船閘運行調度時，對載運危險貨物船舶進行提前放行和隔離放行，不能把裝載危險貨物船舶與裝載普通貨物船舶一同排擋放行。

（2）普通船舶過閘安全管理。由于船舶的高度、寬度、吃水等如果不符合船舶過閘要求，在過閘過程中可能對船閘主體結構造成損傷，甚至發(fā)生重大安全事故。所以系統(tǒng)對過閘船舶的最大平面尺度、吃水、高度等電子申報數(shù)據(jù)能夠與船閘基礎數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動比對及預警功能。實現(xiàn)超高、超寬、超吃水及設備故障等船舶在系統(tǒng)中自動設置為禁止過閘和聯(lián)動預警等功能。

（3）船閘安全監(jiān)測與預警功能。同時，為確保船閘安全運行，在船閘增設采用激光或紅外掃描結合視頻圖像識別防撞預警、超高預警傳感器，并與船閘控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)進行智能聯(lián)動，通過聲光報警對相關船舶進行提示，控制系統(tǒng)接收預警信號后自動暫停閘閥門啟閉動作，視頻系統(tǒng)對越限或超高船舶進行抓拍取證。進一步提高了船閘運行的可靠性和安全性。

3 過閘信用管理

為加強蘇北運河船舶信用管理，規(guī)范船舶運營行為，鼓勵船舶信用（守信）經(jīng)營、遵章守紀，維護良好的通航秩序，蘇北運河制定了《蘇北運河船舶信用管理辦法》，并在船閘信息系統(tǒng)中予以實現(xiàn)。《辦法》設置了加、減分條款項，增加了聯(lián)合獎懲、積分兌換等舉措，為蘇北運河實現(xiàn)“守信者暢行無阻，失信者步步難行”的治理格局提供了更精細化的標準支撐。除了提高船舶每次過閘誠信無違規(guī)，按要求待閘過閘，就可得到的“基本分”，以及發(fā)現(xiàn)航閘管理隱患、合理化建議等行為的“附加分”的分值外，《辦法》還提高了見義勇為、協(xié)助搶險救災等行為的“鼓勵分”分值，增加了船員主動投送投放生活垃圾、污水、廢油，使用 LNG等綠色能源船舶過閘的“綠色分”，疫情防控、航道低水位、南水北調、泄洪排澇等特殊時期配合航閘管理的“特殊分”。利用更多的“獎”來鼓勵船員“守信”，信用等級高的船舶，可享受貨輪調度系統(tǒng)自動配閘跳號等服務。

4 過閘收費管理

目前，蘇北運河各船閘對過閘船舶征收過閘費，所以在信息系統(tǒng)設計時必須考慮過閘收費管理模塊。在船閘信息系統(tǒng)設計時，需要考慮區(qū)域范圍統(tǒng)一的船舶過閘聯(lián)網(wǎng)收費功能，鼓勵征收過閘通行費的船閘按照區(qū)域范圍建設統(tǒng)一的船舶過閘聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)。

船舶過閘繳費功能應在過閘船舶電子申報成功后，編制過閘調度計劃前完成。系統(tǒng)自動生成的過閘繳費信息應包含：船名船號、計費噸位、繳費金額、繳費方式、繳費日期等信息，提供微信、支付寶、銀聯(lián)卡等多種移動便捷支付方式，并與主流第三方支付平臺對接。

為了進一步方便船員，減少船員不必要的上岸次數(shù)，過閘票據(jù)打印可在區(qū)域范圍內船閘或水上服務區(qū)進行自助打印，并實現(xiàn)電子票據(jù)功能。

5 結束語

蘇北運河通過建設船閘信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了對船閘運行調度、船閘安全管理、信用管理和過閘收費等流程的及時、動態(tài)、準確的監(jiān)控、管理，為廣大船員提供了多種增值服務。尤其智能排擋功能的應用，提升了船閘運行效率，降低了職工勞動強度，減少了自由裁量權，減少了船證不符，體現(xiàn)了公平公正，提高了管理水平，對國內船閘信息系統(tǒng)設計提出幾點思考，對國內船閘信息化建設具有較強的參考和借鑒意義。