三峽通航智能預(yù)警需求研究

鄧家佩 司馬俊杰 汪健

長江三峽通航管理局 湖北 宜昌 443002

1 三峽通航預(yù)警存在的問題

三峽通航預(yù)警存在的問題有：

1.1 預(yù)警信息收集手段相對單一

當(dāng)前信息化系統(tǒng)建設(shè)依托各個工程項目建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)、接口存在不一致的現(xiàn)象，信息化頂層設(shè)計仍需進一步優(yōu)化提升；信息資源的深度整合、開放共享、業(yè)務(wù)協(xié)同仍需進一步加強。很多預(yù)警信息仍然采用其他單位值班人員通過傳真或電話告知[1]。

1.2 預(yù)警信息智能分析功能稍顯不足

系統(tǒng)尚不能對通航環(huán)境信息、船舶航行行為及作業(yè)動態(tài)數(shù)據(jù)進行智能分析，大多依靠監(jiān)管人員結(jié)合自身經(jīng)驗進行分析后得出結(jié)論。

1.3 預(yù)警信息基本通過人工發(fā)布

目前預(yù)警信息都是監(jiān)管人員手動發(fā)送給相關(guān)人員，需改變預(yù)警信息發(fā)布手段，提高信息發(fā)布的信息化程度。

2 三峽通航智能預(yù)警需求

三峽通航智能預(yù)警是三峽綜合監(jiān)管平臺的一部分，三峽綜合監(jiān)管平臺需實現(xiàn)以下智能預(yù)警需求。

2.1 水文氣象預(yù)警

水文氣象作為影響船舶航行的環(huán)境因素，對船舶的航行安全有極大的影響，在三峽河段不同流量、流速和水位下保證船舶航行安全的航行速度和駕引操作有所出入，且三峽河段容易發(fā)生大風(fēng)、大霧，對船舶的航行安全也有很大影響。轄區(qū)內(nèi)對船舶航行、待閘安全影響較大的水文氣象因素包括：流量、水位、能見度、風(fēng)速及調(diào)峰等。

2.1.1 流量預(yù)警。當(dāng)三峽出庫流量變幅超過5000m3/s，系統(tǒng)提示監(jiān)管人員注意轄區(qū)船舶航行動態(tài)，提醒轄區(qū)在航船舶謹(jǐn)慎駕駛；當(dāng)流量達到禁航條件時，提醒船方在安全水域錨泊。

2.1.2 水位預(yù)警。接入水位站的三江水位數(shù)據(jù)及將要進出三江航道的船舶實時吃水?dāng)?shù)據(jù)，當(dāng)三江水位不滿足進出三江航道的船舶吃水需求時，一方面對計劃執(zhí)行員及安全監(jiān)視員的預(yù)警提醒，提醒此時三江航道水位不滿足進出三江航道船舶吃水；二是對船舶船方的預(yù)警提醒，提醒此時三江水位不滿足船舶吃水需求。

2.1.3 能見度預(yù)警。將水文氣象等監(jiān)測數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)內(nèi)，可通過點選相應(yīng)區(qū)域或位置實時顯示水文氣象信息欄，并可通過區(qū)塊顏色進行水文氣象信息等級的可視化，如對于轄區(qū)內(nèi)因大霧能見度不足500m的區(qū)域覆蓋半透明白色色塊進行顯示，能見度大于500m不足1000m的區(qū)域覆蓋半透明黃色色塊進行顯示，使轄區(qū)內(nèi)霧情實時狀況一目了然。同時通過GPS短信、手機短信提醒船舶加強瞭望。

2.1.4 風(fēng)速預(yù)警。將水文氣象站的數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，當(dāng)氣象站發(fā)布7級及以上大風(fēng)預(yù)警時，系統(tǒng)自動發(fā)布該水域禁航信息，并提醒船舶在安全水域錨泊。

2.2 船舶航行動態(tài)預(yù)警

隨著三峽船舶通航密度的增加，船舶類型和船舶尺度多樣化等原因，使得三峽河段船舶交通越來越復(fù)雜，為了確保船舶航行安全，還應(yīng)該對船舶的航行動態(tài)進行預(yù)警，為方便對船舶實際航行動態(tài)預(yù)警，將轄區(qū)內(nèi)水域分為主航道、引航道、船閘水域及錨地水域，分區(qū)域?qū)Υ案鞣N航行動態(tài)進行風(fēng)險識別及預(yù)警。

2.2.1 航速異常預(yù)警。設(shè)定主航道中船舶安全航速范圍為4~12km/h，引航道中船舶安全航速范圍為2~8km/h，船閘水域船舶安全航速范圍為0~4km/h，錨地水域船舶安全航速范圍為0~4km/h，當(dāng)船舶航速低于或高于設(shè)定范圍時，系統(tǒng)自動報警。

2.2.2 航路異常預(yù)警。航道相關(guān)部門通過水位測量等專業(yè)手段，以航標(biāo)船形式設(shè)置安全航道，過往船舶需按指揮信號在規(guī)定的安全吃水深度航道內(nèi)航行，與航道邊界以及對岸均應(yīng)保持一定的安全距離。當(dāng)船舶距離航道邊界過近時，便有可能發(fā)生觸礁、擱淺等事故，影響船舶通航安全，因此需對船舶對航道邊界的距離進行監(jiān)控。可結(jié)合實船沿岸航行所采集的航跡線勘劃兩條“警戒線”，當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶“壓線”系統(tǒng)就會報警。

2.2.3 船位異常預(yù)警。當(dāng)船舶無過閘計劃或未到過閘計劃時間時，應(yīng)在錨地等待計劃執(zhí)行員的發(fā)航指令才能出錨地，而若船舶無發(fā)航指令，船舶出錨地區(qū)域，系統(tǒng)自動報警。當(dāng)船舶已經(jīng)收到發(fā)航指令時，應(yīng)在45min內(nèi)駛出錨地，若船舶收到發(fā)航指令，超過45min還未出錨地區(qū)域，系統(tǒng)自動報警。

2.2.4 船舶并列行駛預(yù)警。設(shè)定主航道及引航道水域橫向間距，當(dāng)兩船在主航道和引航道的橫向間距小于設(shè)定值，且保持超過2分鐘，視為兩串并列行駛，系統(tǒng)自動報警。

2.2.5 船舶違規(guī)掉頭預(yù)警。為防止船舶違規(guī)掉頭，設(shè)定主航道、引航道水域船舶航向變幅小于180°，當(dāng)船舶在兩分鐘內(nèi)，航向變幅超過180°，系統(tǒng)自動報警。

2.3 通航建筑物及配套設(shè)施預(yù)警

船舶過閘時，船閘的沖泄水會導(dǎo)致水流條件變化較大，影響船舶的待閘安全，為保障船待閘安全，同時提高過閘效率，在船閘的上下游附近布設(shè)靠船墩，供船舶進閘前臨時停靠。通過布設(shè)靠船墩，可以提前將錨地的船舶發(fā)航，船舶系固在靠船墩的系纜樁上，既減少了發(fā)船時間，又可以防止對其他過閘船舶的影響。但是若靠泊在靠船墩上的船舶并靠寬度太寬，會占據(jù)一部分的江面，影響出閘船舶的航行安全，同時船舶將纜繩系固在系纜樁上，有可能因為水流或是大風(fēng)的作用，導(dǎo)致纜繩受力過大發(fā)生斷裂，導(dǎo)致船舶漂移，影響出閘船舶及待閘船舶的安全。因此要注意關(guān)注靠船墩上待閘船舶靠泊寬度及系纜樁受力情況，提高事故監(jiān)測與預(yù)防能力，減少事故發(fā)生的概率及其可能造成的損失。

2.3.1 靠船墩待閘寬度預(yù)警。船舶靠泊靠船墩應(yīng)按照排擋圖順序到靠船墩靠泊，同時并靠寬度控制在50m以內(nèi)，可以在靠船墩水域以靠船墩為邊界，向外延伸50m劃定電子圍欄，當(dāng)船舶靠泊靠船墩并靠寬度超過50m時，系統(tǒng)自動報警。

2.3.2 系纜樁超重預(yù)警。在靠船墩系纜樁位置放置壓力傳感器，傳感器實時發(fā)送數(shù)據(jù)至預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)壓力超過臨界值，系統(tǒng)自動報警。

2.4 待閘錨地錨泊預(yù)警

三峽河段錨地分為壩上待閘錨地、壩下待閘錨地和兩壩間待閘錨地，兩壩間待閘錨地主要是樂天溪、平善壩錨地和小平善壩錨地。

2.4.1 錨地容量預(yù)警。在AIS上勘劃錨地區(qū)域范圍，并實時顯示錨地內(nèi)拋錨船舶數(shù)量，設(shè)定各錨地區(qū)域的錨泊容量，當(dāng)拋錨船舶數(shù)量達到設(shè)定錨泊容量的50%、80%和100%時，系統(tǒng)進行彈窗提醒、并分別以藍、黃、紅光進行聲光報警，提醒計劃執(zhí)行員錨地容量不足。

2.4.2 錨地使用條件預(yù)警。壩上錨地分為危險品錨地和普通貨船錨地，不同類型的船舶對應(yīng)不同的錨地，系統(tǒng)中設(shè)定各錨地允許錨泊的船舶類型，當(dāng)有其他類型船舶進入錨地拋錨時，系統(tǒng)自動進行報警。

2.4.3 超錨區(qū)預(yù)警。船舶在錨地拋錨還應(yīng)注意要在錨地范圍內(nèi)拋錨，勘劃出錨地邊界“警戒線”，當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶“壓線”，系統(tǒng)自動進行報警。

2.5 船舶防污預(yù)警

對于三峽壩區(qū)船舶污染管理來說，提高三峽壩區(qū)船舶污染的監(jiān)測與預(yù)防能力，最大限度地避免和減少船舶污染所帶來的經(jīng)濟和社會損失才是壩區(qū)船舶污染管理的關(guān)鍵。對三峽壩區(qū)船舶污染危險源的進行監(jiān)控，盡早發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)生突發(fā)事件苗頭的信息并及時預(yù)警，可減少事件產(chǎn)生的概率及其可能造成的損失。

2.5.1 尾氣超標(biāo)預(yù)警。一般情況下，船舶尾氣排放硫含量默認值為5000mg/kg，監(jiān)管人員也可自定義尾氣正常排放范圍，當(dāng)船舶通過尾氣監(jiān)測裝置測量值超過正常值時，系統(tǒng)界面上該船舶顯示紅色。

2.5.2 油污接受證明。船舶進行油污排放后，將開具的油污接受證明電子檔案輸入系統(tǒng)，當(dāng)船舶使進三峽轄區(qū)水域時，系統(tǒng)可在自動跳出無油污接受證明的船舶的基本信息，并發(fā)送短信給現(xiàn)場海事執(zhí)法大隊。

2.6 助航標(biāo)志預(yù)警

航標(biāo)是水上交通安全保障系統(tǒng)的重要組成部分，為船舶安全便利地航行提供導(dǎo)助航服務(wù)，對發(fā)展水上交通運輸業(yè)起著至關(guān)重要的作用。在三峽河段，布設(shè)著為數(shù)眾多的航標(biāo)，航標(biāo)的穩(wěn)定運行，關(guān)系著船舶的航行安全和船員的生命安全。

2.6.1 助航標(biāo)志漂移預(yù)警。系統(tǒng)默認助航標(biāo)志漂移預(yù)警距離為10m，監(jiān)管人員也可自定義設(shè)置航標(biāo)漂移距離預(yù)警，當(dāng)某一航標(biāo)漂移距離超過設(shè)定預(yù)警值，監(jiān)管人員可在電子海圖上看到該航標(biāo)的圖標(biāo)不斷閃爍，通過點擊航標(biāo)信息按鈕，從航標(biāo)數(shù)據(jù)中查看其漂移值；同時系統(tǒng)會將航標(biāo)漂移信息傳輸給航標(biāo)管理部門和航經(jīng)此水域的船舶。

2.6.2 助航標(biāo)志運行狀態(tài)預(yù)警。監(jiān)管人員設(shè)置航標(biāo)穩(wěn)定運行的電壓、電流值，當(dāng)航標(biāo)實際的電壓、電流值超出此范圍后，航標(biāo)無法正常運行，監(jiān)管人員可在電子海圖上看到該航標(biāo)的圖標(biāo)不斷閃爍，且系統(tǒng)自動將此航標(biāo)位置信息發(fā)送給航標(biāo)管理部門和航經(jīng)此水域的船舶。

2.6.3 船舶碰撞助航標(biāo)志報警。當(dāng)航標(biāo)被船舶撞擊后，該航標(biāo)在電子海圖上的圖標(biāo)不斷閃爍，并發(fā)出報警，并將此航標(biāo)的位置信息傳輸給現(xiàn)場海事執(zhí)法大隊及航道管理部門。

3 智能預(yù)警處置

預(yù)警處置是按照預(yù)警分析結(jié)果進行預(yù)警應(yīng)對，除當(dāng)值安全監(jiān)視員進行必要的預(yù)警提示工作外，根據(jù)警情的不同，預(yù)警處置要求實現(xiàn)及時響應(yīng)，基于預(yù)警分析結(jié)果，確定預(yù)警級別，輸出相應(yīng)的預(yù)警控制指令[2]。

3.1 有序的預(yù)警指揮和應(yīng)急調(diào)度

依據(jù)不同的預(yù)警級別，做出相應(yīng)的預(yù)警指揮和應(yīng)急調(diào)度。在三峽通航指揮中心內(nèi)部，進行計劃執(zhí)行、安全監(jiān)視、計劃編制等崗位的協(xié)調(diào)，各崗位各自履職，確保對船舶的合理調(diào)度和安全監(jiān)視；在三峽通航管理局，進行船閘、海事與通航指揮中心的協(xié)調(diào)，確保險情發(fā)生水域其余船舶的安全有序通行，并及時組織人員到現(xiàn)場控制險情；當(dāng)預(yù)警級別較高時，涉及組織協(xié)調(diào)的層面也相應(yīng)提高，此時，嚴(yán)格按照應(yīng)急預(yù)案組織現(xiàn)場工作。

3.2 高效的專家?guī)?/h3>

針對三峽河段船舶航行安全預(yù)警的專家?guī)鞈?yīng)涵蓋海事、航道、公安、通信、環(huán)境、地質(zhì)等方面的專家，對三峽河段的突發(fā)事件進行應(yīng)急處置技術(shù)研究和咨詢服務(wù)工作，為應(yīng)急決策提供咨詢和建議；預(yù)測已發(fā)事件的發(fā)生和發(fā)展趨勢，對各類突發(fā)事件的救援方案、處置方法等進行研究、評估，并提出相關(guān)建議；提供通航應(yīng)急組織方面的技術(shù)支持[3]。

3.3 完善的報告和信息發(fā)布制度

根據(jù)預(yù)警級別的不同做出響應(yīng)，運用現(xiàn)代化電子網(wǎng)絡(luò)手段，實現(xiàn)快速、高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，追蹤事件進展，及時掌握最新動態(tài)，將問題和情況及時向上一級管理者或上一級主管部門報告，同時通報相關(guān)部門。對于事件處理的情況和結(jié)果，通航指揮中心根據(jù)事件的影響程度和應(yīng)急處理的相關(guān)規(guī)定決定信息的發(fā)布及方式，同時按有關(guān)規(guī)定及時向上一級部門報告。

4 結(jié)束語

水文氣象、船舶航行動態(tài)、通航建筑物及配套設(shè)施、待閘錨地錨泊、船舶防污染、助航標(biāo)志等六個預(yù)警需求涵蓋了過閘船舶安全監(jiān)管的核心。三峽智能綜合監(jiān)管平臺應(yīng)結(jié)合業(yè)務(wù)需求，在充分滿足船舶航行預(yù)警的基礎(chǔ)上，接入氣象水情系統(tǒng)、船舶定位系統(tǒng)、錨泊管理系統(tǒng)、防污染系統(tǒng)等多個信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，使用預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法對數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)布，實現(xiàn)平臺的統(tǒng)一展示、統(tǒng)一接口、統(tǒng)一管理。通過對各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析處理，實現(xiàn)預(yù)警消息的自動下發(fā)，并智能實時反饋環(huán)境、航行動態(tài)等動態(tài)信息給監(jiān)管人員和船方，實現(xiàn)24小時智能預(yù)警，能夠有效提升智能監(jiān)管的水平，減少船舶發(fā)生事故的概率。