三峽通航信息化現(xiàn)狀分析及展望

孫輝

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 44300）

三峽通航信息化已基本涵蓋安全監(jiān)管、通航調(diào)度、船閘運(yùn)行等主要業(yè)務(wù)。通過信息化的引領(lǐng)和支撐，有力地推動了三峽通航管理模式和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，通航效率、服務(wù)能力得到顯著提高。

1 現(xiàn)狀分析

三峽樞紐河段是長江黃金水道的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，三峽通航是長江航運(yùn)的重要組成部分，在服務(wù)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的戰(zhàn)略功能。為落實(shí)三峽通航“五四三”發(fā)展戰(zhàn)略，打造以信息化為主要特征的智能通航，三峽通航從安全管理和業(yè)務(wù)流程的各個環(huán)節(jié)出發(fā)，逐步推進(jìn)三峽通航信息化智能化建設(shè)。

經(jīng)過多年的信息化建設(shè)和發(fā)展，信息技術(shù)在三峽通航安全監(jiān)管、通航調(diào)度、信息服務(wù)等方面得到全面深入的應(yīng)用，三峽通航核心要素基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，通航主要業(yè)務(wù)基本得到信息化技術(shù)的有效支撐，智慧通航的信息支撐得以強(qiáng)化，數(shù)據(jù)中心信息平臺建設(shè)得以加強(qiáng)，信息資源的開發(fā)應(yīng)用得以全面深化，信息化體制機(jī)制建設(shè)得以完善。三峽通航信息化在提高安全監(jiān)管、通航管理和通航服務(wù)水平，促進(jìn)三峽通航向現(xiàn)代化發(fā)展方面發(fā)揮了重要的作用。但三峽通航信息化需要在基于業(yè)務(wù)場景的數(shù)據(jù)資源深度整合及大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用程度方面進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)。

2 船舶管理信息技術(shù)應(yīng)用

隨著航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，船舶管理信息技術(shù)也越來越多地得到應(yīng)用。VTS(船舶交通服務(wù)系統(tǒng))在船舶港口管理、內(nèi)河交通管理中發(fā)揮著重要作用，其主要依靠雷達(dá)、AIS、甚高頻來進(jìn)行船岸信息交互，也是目前內(nèi)河船舶所廣泛使用的交互方式；船訊網(wǎng)等網(wǎng)站借助岸基AIS、衛(wèi)星AIS 和海事衛(wèi)星等手段獲取全球范圍內(nèi)船舶實(shí)時信息，并在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)時顯示；新型的長江電子航道圖，能實(shí)時提供船舶航行相關(guān)的水深、虛擬航標(biāo)、航線設(shè)計(jì)、安全預(yù)警等多種功能，保障了船舶的航行安全；遠(yuǎn)洋船舶通過建立船舶局域網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)辦公自動化，而且使信息的交流更加便利，船舶經(jīng)營管理也可以實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

三峽通航將船舶管理相關(guān)信息技術(shù)進(jìn)行深度開發(fā)和應(yīng)用，目前三峽通航實(shí)現(xiàn)了船舶監(jiān)管、航運(yùn)調(diào)度、船舶過閘遠(yuǎn)程申報(bào)等業(yè)務(wù)的信息化服務(wù)。實(shí)現(xiàn)了對船舶的高效率組織、遠(yuǎn)距離服務(wù)和全轄區(qū)監(jiān)控，將三峽轄區(qū)內(nèi)通航管理的可視化和數(shù)字化水平大大提升了一個檔次，船舶指泊準(zhǔn)確率大大提高，船舶調(diào)度得到很大優(yōu)化，遠(yuǎn)程申報(bào)船舶數(shù)量增多，船舶監(jiān)管質(zhì)量上了一個新臺階。另外，在提高通航效率和保障航行安全方面的效益也十分顯著，不僅保障了三峽、葛洲壩水利樞紐和轄區(qū)水域船舶航行安全，提高兩壩通航效率，支持和保障了分道通航制實(shí)施，而且保護(hù)了三峽河段水域環(huán)境，提高了通航管理水平，逐漸成為展示內(nèi)河航運(yùn)管理的“窗口”。

3 信息化發(fā)展方向探討

隨著國家經(jīng)濟(jì)及長江航運(yùn)的發(fā)展，通航管理要素及各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量會大幅增加，管理流程可能會進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，配套基礎(chǔ)設(shè)施需求將隨之發(fā)生變化。同時，隨著移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)（IOT）、人工智能等新技術(shù)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)社會和交通運(yùn)輸行業(yè)對通航管理的要求不斷提高，這將對三峽通航信息化基礎(chǔ)條件和智能化應(yīng)用水平提出更高的要求。

通信信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在遵從三峽通航信息化總體框架的基礎(chǔ)上，可充分利用三峽河段現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，對現(xiàn)有通信信息網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行延伸，覆蓋所有新增工作站點(diǎn)和重點(diǎn)水域，并對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的處理能力進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)容，從而提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平臺，以滿足三峽通航數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的要求。

廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、5G、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)，打造“智慧船閘”。將先進(jìn)的智能監(jiān)控技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等有效地集成應(yīng)用于整個船閘通航管理服務(wù)中，建立起一個在三峽通航調(diào)度組織管理全流程中發(fā)揮綜合作用的安全、準(zhǔn)確、實(shí)時、高效的管理應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)智慧船舶監(jiān)管、智慧過閘調(diào)度、智慧船閘運(yùn)行、智慧公眾服務(wù)、智慧數(shù)據(jù)分析、智慧綜合保障，實(shí)現(xiàn)管理模式的創(chuàng)新，業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，服務(wù)能力的增強(qiáng)，船閘通航管理綜合效能明顯提升。

4 信息化建設(shè)展望

4.1 業(yè)務(wù)系統(tǒng)

完善全方位、全要素、全過程智能化感知體系。全方位采集航道及通航基礎(chǔ)設(shè)施、通航環(huán)境、維護(hù)資源、航道生態(tài)環(huán)境等通航要素，完善新增航段、重點(diǎn)水域以及橋梁、船閘等重要節(jié)點(diǎn)的感知網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對航道及通航基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)、航道通過能力演化態(tài)勢等持續(xù)跟蹤，滿足對各通航要素的全過程的數(shù)字化感知和動態(tài)監(jiān)測。

通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，建設(shè)一套智能管理綜合信息系統(tǒng)，提升業(yè)務(wù)協(xié)同和智能化應(yīng)用水平，基于數(shù)據(jù)資源深度整合部門間、區(qū)域間、環(huán)節(jié)間的業(yè)務(wù)協(xié)同，跨單位、跨區(qū)域、跨運(yùn)輸方式融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)集船舶過閘申報(bào)、到錨、過閘等全過程計(jì)劃編制和指揮調(diào)度于一體、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的全智能化通航調(diào)度，滿足通航調(diào)度、申報(bào)系統(tǒng)、錨泊管理、海設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測等業(yè)務(wù)管理的需要，實(shí)現(xiàn)通航調(diào)度的全水域覆蓋、全節(jié)點(diǎn)統(tǒng)籌、全流程動態(tài)掌控。

對三峽通航服務(wù)的范圍和服務(wù)方式進(jìn)行擴(kuò)展和提升。依托5G/6G 及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，為船方提供更加豐富、完整、實(shí)時、多維立體可視化的信息服務(wù)和助航服務(wù)。

4.2 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

在現(xiàn)有信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，主要是在各新增站點(diǎn)配置光傳輸和網(wǎng)絡(luò)交換等設(shè)備，以光纖環(huán)網(wǎng)方式接入至三峽通航現(xiàn)有主干網(wǎng)絡(luò)，完成新建區(qū)域的通信、信息網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)的安全、可靠、高速傳輸，滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)的需求。

4.3 配套設(shè)施

（1）機(jī)房及其配套設(shè)施。主要是對做好新增外圍站點(diǎn)的環(huán)境建設(shè)工作，按照國家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)通信機(jī)房及其配套設(shè)施，確保通信信息設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。

（2）計(jì)算及存儲資源。根據(jù)新增業(yè)務(wù)的需求，增加相應(yīng)的后臺處理資源，在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，配套增加數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和存儲備份等，滿足使用需求。

4.4 仿真技術(shù)應(yīng)用

綜合使用水上交通工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等學(xué)科理論與方法，構(gòu)建三峽-葛洲壩樞紐交通流特征模型和高精度仿真平臺，對航行規(guī)則、航路航法及交通指揮方案等進(jìn)行模擬驗(yàn)證。針對三峽河段船舶交通流存在時空分布不均勻的特點(diǎn)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論研究船舶交通流在不同航段和不同時間下的分布規(guī)律，采用可視分析技術(shù)直觀研究船舶交通流在不同航段的結(jié)構(gòu)特征和時空差異；研究不同通航環(huán)境下船舶交通流時空特征與過壩船舶排隊(duì)行為特征，為航路規(guī)劃及航行調(diào)度優(yōu)化提供有力的技術(shù)支撐；針對不同交通組織方案和配套設(shè)施建設(shè)方案情況下的船舶積壓和交通流分布特征進(jìn)行分析，提出合理的交通組織建議，論證調(diào)度優(yōu)化及配套設(shè)施的合理性。