港口航道工程信息化建設(shè)研究

閻若鵬

山東港口科技集團(tuán)煙臺(tái)有限公司 山東 煙臺(tái) 264000

應(yīng)用信息化技術(shù)建設(shè)港口航道能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化港口工作的目標(biāo)，對(duì)于開(kāi)辟新的港口航道和物資運(yùn)輸、補(bǔ)給等有著重要意義[1]。我國(guó)很多城市都能夠建設(shè)航運(yùn)港口，在信息技術(shù)的支持下，港口航道建設(shè)難度將會(huì)降低，對(duì)于推動(dòng)航道貿(mào)易經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，想要確保港口航道可持續(xù)發(fā)展，必須結(jié)合港口實(shí)際情況和航運(yùn)承載能力，科學(xué)地應(yīng)用信息化技術(shù)，精確地對(duì)各項(xiàng)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)時(shí)地掌握氣候、水文和貿(mào)易數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化港口工作，促進(jìn)港口貿(mào)易長(zhǎng)效發(fā)展。

1 實(shí)現(xiàn)港口航道信息化的意義

信息技術(shù)是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，在現(xiàn)代社會(huì)中扮演中重要角色。隨著港口貿(mào)易不斷發(fā)展，港口航道通航壓力不斷增加，如何提升港口航道通行能力實(shí)現(xiàn)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益最大化是很多港口管理者正在研究的話題。在信息化社會(huì)背景下，應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化港口工作[2]，建立多位一體的信息化管理體系，打造智能化和信息化的港口作業(yè)模式能夠提升港口航運(yùn)的效率和安全性，從而推動(dòng)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.1 掌握港口水文狀況

從港口經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，實(shí)現(xiàn)港口航道信息化意義深遠(yuǎn)，利用信息技術(shù)收集港口周圍水文信息，及時(shí)掌握港口水文特點(diǎn)，對(duì)于人們了解沿海環(huán)境意義重大，通過(guò)數(shù)據(jù)傳感器獲取水文信息，借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和總結(jié)這些數(shù)據(jù)，可以獲得港口水文階段性和周期性變化特點(diǎn)，對(duì)于確保航運(yùn)安全發(fā)揮了關(guān)鍵作用，圖1為港口的主要結(jié)構(gòu)[3]。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)分析和獲取港口水文異常數(shù)據(jù)，特別是惡劣天氣下的水文狀況，如果水文變化情況不夠樂(lè)觀，警報(bào)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)將相關(guān)信息傳遞給控制中心并發(fā)出警報(bào)提醒，從而確保港口船只進(jìn)出港的安全。此外，利用信息技術(shù)可以預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)港口水文變化情況，并將相關(guān)情況發(fā)送給即將進(jìn)出港的船只，為這些船只安全進(jìn)入和離開(kāi)提供有效保障。

圖1 港口的主要結(jié)構(gòu)

1.2 實(shí)現(xiàn)航道監(jiān)控信息化

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)了多個(gè)行業(yè)發(fā)展，在航道工程領(lǐng)域，信息化監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地對(duì)港口各項(xiàng)工作內(nèi)容進(jìn)行跟蹤，確保各項(xiàng)工作有序開(kāi)展。例如，港口塔臺(tái)能夠?qū)⒏劭谛畔l(fā)送給即將進(jìn)入港口的船只，并為進(jìn)入港口船只提供進(jìn)港路線，每只船只都有特定的運(yùn)行路線，這樣避免了航道船只堵塞，提升了港口航道的通行能力，這種監(jiān)測(cè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)24h連續(xù)不斷監(jiān)測(cè)，船只運(yùn)行路線全部由計(jì)算機(jī)計(jì)算并提供，不僅減少了人力物力投入，也提升了港口工作效率，對(duì)于確保港口作業(yè)安全也發(fā)揮了重要作用。

1.3 提升船只進(jìn)出港有序性

港口貿(mào)易是現(xiàn)代貿(mào)易的重要形式，隨著各國(guó)、各地區(qū)經(jīng)濟(jì)交往日益密切，港口貿(mào)易規(guī)模不斷增大，如何確保船只進(jìn)出港的有序性對(duì)于提升港口工作效率十分重要。利用信息技術(shù)對(duì)進(jìn)出港船只情況進(jìn)行了解，計(jì)算船只的進(jìn)入出港和?？繒r(shí)間，能夠快速地制定船只運(yùn)行規(guī)劃，為每一只船只提供特定的進(jìn)出路線，保障了船只運(yùn)行的有序性，減少了因?yàn)橐?guī)劃不合理導(dǎo)致的航道船只堵塞問(wèn)題，圖2為港口航道運(yùn)行流程。船只進(jìn)出港規(guī)劃系統(tǒng)可以對(duì)一段時(shí)間內(nèi)船只運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)高效的算法將船只進(jìn)出所需時(shí)間獲取，制定科學(xué)地進(jìn)出港規(guī)劃，提升港口船只運(yùn)行效率。

圖2 港口航道運(yùn)行流程

2 我國(guó)港口航道信息化建設(shè)現(xiàn)狀

港口航道信息化建設(shè)是港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家的基本已實(shí)現(xiàn)了港口經(jīng)濟(jì)信息化，我國(guó)在建設(shè)信息化的港口方面依然處于發(fā)展階段，雖然一些研究企業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多先進(jìn)的信息工具，但是在實(shí)際應(yīng)用方面依然存在著不足。研究我國(guó)港口航道信息化建設(shè)的現(xiàn)狀能夠?yàn)橄码A段港口航道信息化建設(shè)提供更多發(fā)展方向，并為后續(xù)建設(shè)的港口提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)作為參考，從而更好地加快我國(guó)港口航道信息化建設(shè)的步伐。

2.1 信息系統(tǒng)有待完善

港口航道建設(shè)復(fù)雜性較高，其涉及的學(xué)科較多，將多學(xué)科內(nèi)容融入信息化系統(tǒng)中難度較高?，F(xiàn)階段我國(guó)港口信息化建設(shè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)的初步應(yīng)用，包括了港口工作的基本內(nèi)容，但是信息系統(tǒng)在處理復(fù)雜性工作內(nèi)容依然存在不足，如對(duì)港口航道設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)建設(shè)中的問(wèn)題，提出針對(duì)性的解決方案。未來(lái)階段研究人員應(yīng)該著重于信息系統(tǒng)功能優(yōu)化，設(shè)計(jì)出先進(jìn)的算法，對(duì)港口航道作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)符合港口航道運(yùn)行的最佳模式，將其他因素帶來(lái)的影響降低，從而推動(dòng)港口經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 信息技術(shù)人員缺乏

信息化建設(shè)需要大量的信息技術(shù)人員參與，這是保障信息化建設(shè)前提。在建設(shè)信息化港口航道過(guò)程中，信息技術(shù)人員能夠幫助管理人員更好地應(yīng)用信息工具，并對(duì)其中存在不足的地方進(jìn)行優(yōu)化，從而更好地保障港口巷道運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前國(guó)港口航道信息化建設(shè)處于發(fā)展階段，信息化建設(shè)規(guī)模相對(duì)較大，但是該領(lǐng)域的人才較為匱乏，所以港口航道信息化人才十分缺少，信息化建設(shè)進(jìn)程變得緩慢，其影響了我國(guó)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此外，我國(guó)人才培養(yǎng)體系中為設(shè)立有關(guān)于港口航道信息化建設(shè)的學(xué)科，很多信息技術(shù)領(lǐng)域人才都是從其他行業(yè)專業(yè)而來(lái)，這些人員雖然了解信息技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)，但是對(duì)于港口航運(yùn)內(nèi)容了解較少，因此在設(shè)計(jì)和研究信息化系統(tǒng)時(shí)存在著一定的難度。技術(shù)人員缺乏問(wèn)題是持續(xù)影響港口航道信息化建設(shè)的因素，特別是專業(yè)性人才不足問(wèn)題尤為突出，許多港口雖然具備了信息化建設(shè)人才，但是缺乏精通多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的專業(yè)性人才，建設(shè)信息化港口航道時(shí)往往需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行溝通，導(dǎo)致港口航道信息化建設(shè)步伐減慢。

2.3 信息化建設(shè)不均衡

我國(guó)港口航道建設(shè)發(fā)展不均衡問(wèn)題突出，港口信息化建設(shè)速度較快的城市多集中在東南沿海一代，其他地區(qū)在科技化和智能化方面與東南沿海城市存在較差差距，導(dǎo)致我國(guó)港口航道信息化建設(shè)整體的進(jìn)程受到影響。這種不均衡的信息化發(fā)展特點(diǎn)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況有關(guān)，東南沿海城市對(duì)外貿(mào)易時(shí)間早，人口較為集中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，當(dāng)?shù)卣度氲馁Y金較為龐大，所以在實(shí)現(xiàn)信息化方面進(jìn)程較快，而其他區(qū)域由于投入資金和貿(mào)易規(guī)模較小，所以在信息化建設(shè)方面處于落后的狀態(tài)。信息化建設(shè)不均衡帶來(lái)的后果是各港口的競(jìng)爭(zhēng)能力被拉開(kāi)，對(duì)于提升港口的競(jìng)爭(zhēng)能力產(chǎn)生了不利影響，其也會(huì)影響到我國(guó)整個(gè)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展，圖3為港口航道信息化建設(shè)內(nèi)容。信息化建設(shè)不均衡問(wèn)題打來(lái)的短期影響較小，但是對(duì)于地區(qū)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言依然產(chǎn)生了一定的影響，如果港口航道安全性和通行穩(wěn)定性較低，將會(huì)影響到船舶停靠頻次，從而影響到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

圖3 港口航道信息化建設(shè)內(nèi)容

3 港口航道信息化建設(shè)建議

實(shí)現(xiàn)港口航道信息化作業(yè)對(duì)促進(jìn)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義，在實(shí)現(xiàn)港口航道信息化過(guò)程中，應(yīng)該分析和總結(jié)港口航道特點(diǎn)以及貿(mào)易規(guī)模等，結(jié)合港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展具體情況制定建設(shè)規(guī)劃，利用信息技術(shù)進(jìn)行建模，改進(jìn)和優(yōu)化建設(shè)方便，最大限度發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為港口航道建設(shè)工作穩(wěn)定進(jìn)行打下基礎(chǔ)。相關(guān)單位應(yīng)該積極學(xué)習(xí)和利用信息技術(shù)，打造信息化和智能化的作業(yè)形式，全面推動(dòng)港口經(jīng)濟(jì)數(shù)字化和信息化發(fā)展，提升港口巷道運(yùn)行效率。

3.1 構(gòu)建完整的信息體系

港口航道建設(shè)難度較大，設(shè)計(jì)到許多學(xué)科，在實(shí)現(xiàn)信息化過(guò)程中應(yīng)確保系統(tǒng)系統(tǒng)的完整性，能夠從可持續(xù)發(fā)展和智能化發(fā)展的角度思考，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面性改進(jìn)，制定符合港口發(fā)展的方案，完善和優(yōu)化信息系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出信息系統(tǒng)最大作用，實(shí)現(xiàn)全信息化運(yùn)行的港口航道建設(shè)目標(biāo)。例如，信息系統(tǒng)可以將船只進(jìn)出港時(shí)間信息錄入，結(jié)合個(gè)船只進(jìn)出港的時(shí)間為個(gè)船只制定時(shí)間表，船只離港后系統(tǒng)及時(shí)將船塢閑置的信息獲取，并對(duì)后續(xù)船只進(jìn)出進(jìn)行安排，這一過(guò)程可以用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，對(duì)巷道的水文情況進(jìn)行了解，根據(jù)港口航道水文特點(diǎn)設(shè)計(jì)路線，盡可能繞開(kāi)水文狀況不穩(wěn)定的區(qū)域，并設(shè)計(jì)多條路線以供備用，這可以為船只提供多種進(jìn)出港方案，大大提升了船只進(jìn)出的安全性，保障了巷道運(yùn)行的效率。對(duì)航道雜物清理工作也需要進(jìn)行優(yōu)化，利用信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)清理路線，調(diào)度指揮中心通過(guò)分析航道實(shí)時(shí)畫面制定清理方案，首先對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行清理，之后完成其他區(qū)域航道清理工作，這樣能夠使得清理工作得到更好地控制，調(diào)度指揮中心控制系統(tǒng)在分析大量的信息后制定清理方案，保障了各項(xiàng)工作的有序開(kāi)展。信息系統(tǒng)的完善是建設(shè)現(xiàn)代信息化港口的關(guān)鍵一環(huán)，港口航道建設(shè)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到完善和改進(jìn)信息系統(tǒng)功能的重要性，結(jié)合港口航道運(yùn)行的具體特點(diǎn)逐步調(diào)整設(shè)計(jì)方案，最大限度保障信息化系統(tǒng)的高效性。

3.2 優(yōu)化航道信息服務(wù)模式

港口運(yùn)營(yíng)企業(yè)需要明確航道服務(wù)信息模式，制定完善的航道信息服務(wù)體系，推動(dòng)信息化建設(shè)進(jìn)程。港口航道建設(shè)難度大，需要多個(gè)學(xué)科知識(shí)融入，信息量繁瑣復(fù)雜，只有精確掌握各項(xiàng)信息，并在最大限度上應(yīng)用這些信息才能發(fā)揮這些信息的作用，所以在進(jìn)行信息化工作時(shí)，應(yīng)深入分析港口航道運(yùn)行的特點(diǎn)，結(jié)合運(yùn)行特點(diǎn)制定信息服務(wù)方案，盡可能將客觀因素帶來(lái)的影響降低，為進(jìn)出港船只提供高效的信息服務(wù)，更好地提升港口巷道運(yùn)行效率。于此同時(shí)也要注重對(duì)港口航道發(fā)展情況進(jìn)行分析，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)個(gè)建模，將可能影響巷道運(yùn)行的因素找出，制定預(yù)防性的防止方案，這樣能夠保障巷道運(yùn)行的穩(wěn)定性。信息服務(wù)模式的建設(shè)能夠使未來(lái)港口航道更加高效的運(yùn)行，避免港口出現(xiàn)混亂的狀況。值得主要的是，信息化建設(shè)必須協(xié)調(diào)巷道運(yùn)行工作，如航道變化、設(shè)備需要、施工技術(shù)等，將這些因素考慮在內(nèi)后制定有效的管理模式，強(qiáng)化信息技術(shù)的應(yīng)用，如人工智能識(shí)別系統(tǒng)，能夠自動(dòng)地識(shí)別進(jìn)出船只信息，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)化處理。信息服務(wù)模式不僅為工作人員提供了有效的工作依照，也進(jìn)出港口的船只提供了有效的參照，極大地協(xié)調(diào)了港口航道工作，這種模式能夠消除傳統(tǒng)的人工指揮模式打來(lái)的影響，使得信息服務(wù)的質(zhì)量大大提升。目前許多遠(yuǎn)洋貿(mào)易發(fā)展迅速的國(guó)家已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了高效的港口航道信息化服務(wù)模式，我國(guó)可以參考這些國(guó)家的發(fā)展模式，學(xué)習(xí)其先進(jìn)的理念，應(yīng)用在我國(guó)港口航道信息化服務(wù)模式建設(shè)中來(lái)，進(jìn)一步為港口航道信息化發(fā)展打下基礎(chǔ)。

3.3 增加信息化建設(shè)資金

港口航道信息化建設(shè)離不開(kāi)大量紫禁之城，各項(xiàng)資金的花費(fèi)非常龐大，建設(shè)單位應(yīng)該重視信息化硬件設(shè)備建設(shè)工作以及人員能力培養(yǎng)工作。一是應(yīng)該將老舊的信息化設(shè)備更換，采購(gòu)先進(jìn)的信息化設(shè)備，確保港口航道信息處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高信息系統(tǒng)工作效率。二是應(yīng)該革新信息化建設(shè)方法，設(shè)計(jì)因地制宜的發(fā)展模式，能夠從港口行業(yè)特點(diǎn)和貿(mào)易模式出發(fā)，建設(shè)符合港口發(fā)展模式和經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)的信息化體系，進(jìn)一步推動(dòng)信息化建設(shè)步伐，使得信息技術(shù)應(yīng)用形式得到優(yōu)化與創(chuàng)新，與此同時(shí)也要從積極學(xué)習(xí)其他港口的成功經(jīng)驗(yàn)，將這些經(jīng)驗(yàn)用于自身港口航道信息化建設(shè)中，在實(shí)際建設(shè)中走出符合本港口發(fā)展的道路。在信息處理方面，應(yīng)該建立一套現(xiàn)代信息技術(shù)與人工處理并存的模式，通過(guò)信息技術(shù)優(yōu)化各項(xiàng)工作，如建設(shè)信息化的管理系統(tǒng)，將各項(xiàng)工作內(nèi)容融入到系統(tǒng)中，通過(guò)工作人員優(yōu)化信息技術(shù)，持續(xù)強(qiáng)化信息化與人工化結(jié)合。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，我國(guó)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展港口航道信息化建設(shè)的重要性越來(lái)越大，作為建設(shè)單位和港口運(yùn)營(yíng)單位，都有責(zé)任和義務(wù)研究更為高效的信息化建設(shè)模式，不斷地推動(dòng)港口航道信息化建設(shè)步伐，從而為我國(guó)航運(yùn)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。分析和研究我國(guó)港口航道信息化建設(shè)的不足能夠?yàn)橄嚓P(guān)企業(yè)提供有效的改進(jìn)措施，從而為港口航道信息化建設(shè)打下基礎(chǔ)，使得港口航道的工作效率提升，帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。