內(nèi)河智能航運(yùn)系統(tǒng)構(gòu)建
——以江西省為例

馬俊，陳星，張賽飛

（1.江西省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院有限公司科學(xué)院，江西 南昌 330200；2.華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013）

1 引言

內(nèi)河水運(yùn)系統(tǒng)作為綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分[1]，具備成本低、能耗小、污染小、運(yùn)輸能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。發(fā)展內(nèi)河航運(yùn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)大量物資的便捷運(yùn)輸，推動(dòng)內(nèi)河沿岸運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。黨的十八大以來(lái)，以習(xí)近平總書(shū)記為核心的黨中央提出了交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，著眼于未來(lái)，規(guī)劃了重大戰(zhàn)略性的決策部署[2]。

江西省作為中國(guó)內(nèi)河水運(yùn)的大省，不僅區(qū)域優(yōu)勢(shì)明顯，而且內(nèi)河航道通航密度大，江西省內(nèi)水資源豐富，具有發(fā)展高質(zhì)量?jī)?nèi)河航運(yùn)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。然而，近些年來(lái)，江西省的內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展相對(duì)落后，基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和區(qū)域優(yōu)勢(shì)資源不匹配。在2022 年的江西省政府工作報(bào)告中提出，將“提升贛江、信江通航能力，力爭(zhēng)鄱陽(yáng)湖水利樞紐前期工作有實(shí)質(zhì)性突破、浙贛粵運(yùn)河前期工作取得積極成效”列為了年度重點(diǎn)工作之一。本研究在結(jié)合江西省水運(yùn)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與分析的基礎(chǔ)上，在江西省內(nèi)河航運(yùn)系統(tǒng)頂層的牽引下，開(kāi)展深入研究。

2 江西省內(nèi)河智能航運(yùn)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 航道信息化建設(shè)現(xiàn)狀

在過(guò)去幾年中，江西省政府已經(jīng)采取了一系列措施來(lái)推動(dòng)智能信息化航道的建設(shè)，包括加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、完善設(shè)施建設(shè)、提高管理水平等。這些措施有效地促進(jìn)了江西信息化航道的發(fā)展，使其在技術(shù)、設(shè)施和管理方面均有了較大的進(jìn)步。然而，江西信息化航道的發(fā)展仍然存在一些不足之處。航道信息化采集與應(yīng)用能力有待加強(qiáng)，航道信息監(jiān)測(cè)范圍小，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能力較弱，發(fā)展很不平衡，不能適應(yīng)江西水運(yùn)高質(zhì)量發(fā)展要求，技術(shù)水平仍然需要進(jìn)一步提高。

2.2 航道及數(shù)字資源現(xiàn)狀

江西智能化航道數(shù)字化的發(fā)展現(xiàn)狀是一個(gè)備受關(guān)注的話題。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用[3]，江西智慧化航道數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。在數(shù)字化技術(shù)的支持下，江西航道的管理和運(yùn)營(yíng)效率得到了顯著提升。然而，航道維護(hù)、生產(chǎn)、管理方式粗放，大部分航標(biāo)維護(hù)仍以被動(dòng)巡查為主，預(yù)測(cè)維護(hù)任務(wù)憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用還存在一定的局限性，需要進(jìn)一步完善和優(yōu)化，以確保數(shù)字化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全性。因此，為了進(jìn)一步推進(jìn)江西智慧化航道數(shù)字化建設(shè)，需要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，不斷完善數(shù)字化系統(tǒng)的功能和性能。

3 江西省智能航運(yùn)體系

構(gòu)建“一網(wǎng)、一圖、一中心、兩平臺(tái)”的智能化平臺(tái)框架，如圖1 所示。該平臺(tái)結(jié)合江西省內(nèi)河高等級(jí)航道電子航道圖、江西水運(yùn)感知網(wǎng)、智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心等技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)江西省內(nèi)河智能航運(yùn)服務(wù)的全面監(jiān)督和管理。其中，江西省智能航運(yùn)服務(wù)監(jiān)督管理一體化平臺(tái)為江西省內(nèi)河航運(yùn)提供了標(biāo)準(zhǔn)化、高效化的監(jiān)管服務(wù)，江西省港口集疏運(yùn)物流信息服務(wù)平臺(tái)則為江西省內(nèi)河港口提供了全面、精準(zhǔn)的物流信息服務(wù)，為江西省內(nèi)河航運(yùn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

圖1 “一圖、一網(wǎng)、一中心、兩平臺(tái)”框架

3.1 江西水運(yùn)感知網(wǎng)

江西水運(yùn)感知網(wǎng)是一種基于航道和樞紐感知技術(shù)的水運(yùn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖2 所示。該系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)江西省內(nèi)水運(yùn)航道和港口進(jìn)行感知，實(shí)現(xiàn)對(duì)水運(yùn)行業(yè)的全面監(jiān)測(cè)和管理。本文將從航道和樞紐探討江西水運(yùn)感知網(wǎng)的構(gòu)建和應(yīng)用。

圖2 水運(yùn)感知網(wǎng)

首先，航道是江西水運(yùn)感知網(wǎng)的重要組成部分。江西省內(nèi)水路交通密集，航道復(fù)雜，因此需要對(duì)航道進(jìn)行感知。江西水運(yùn)感知網(wǎng)通過(guò)安裝航道感知設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航道的水位、流速、水質(zhì)等信息，提供給船舶駕駛員和管理人員參考，確保航行安全。

其次，樞紐也是江西水運(yùn)感知網(wǎng)的重要組成部分。江西省內(nèi)擁有多個(gè)水運(yùn)樞紐，水運(yùn)感知網(wǎng)通過(guò)對(duì)樞紐進(jìn)行感知，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樞紐的運(yùn)行狀態(tài)和貨物流動(dòng)情況，提高水運(yùn)效率。

綜上所述，江西水運(yùn)感知網(wǎng)是一種基于航道和樞紐感知技術(shù)的水運(yùn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)江西省內(nèi)水運(yùn)航道和港口進(jìn)行感知，提高水運(yùn)效率和安全性。

3.2 電子航道圖方案設(shè)計(jì)

（1）地理信息系統(tǒng)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)是一種集成了地圖、數(shù)據(jù)、分析和可視化等功能的軟件系統(tǒng)。在電子航道圖方案中，地理信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)航道的高精度測(cè)量和數(shù)據(jù)管理。地理信息系統(tǒng)還可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，生成精確的電子航道圖。

（2）船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航和通信技術(shù)的船舶監(jiān)控系統(tǒng)。船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)可以通過(guò)北斗等定位技術(shù)，獲取船舶的位置、速度、航向等信息，并將這些信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心。同時(shí)，地面監(jiān)控中心還可以將這些信息與電子航道圖進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)航道和船舶的全面監(jiān)控和管理。

3.3 智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心

智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心的應(yīng)用模式主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、調(diào)度指令下達(dá)等環(huán)節(jié)。具體如下：

數(shù)據(jù)采集：智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心通過(guò)安裝傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備等，對(duì)船舶、航道、天氣等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集；數(shù)據(jù)分析：智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心通過(guò)對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶運(yùn)行的智能調(diào)度和優(yōu)化；調(diào)度指令下達(dá)：智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心通過(guò)調(diào)度指令下達(dá)，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作。

3.4 智能航運(yùn)服務(wù)監(jiān)督管理一體化平臺(tái)和港口集疏運(yùn)物流信息服務(wù)平臺(tái)

（1）江西省智能航運(yùn)服務(wù)監(jiān)督管理一體化平臺(tái)。江西省智能航運(yùn)服務(wù)監(jiān)督管理一體化平臺(tái)通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)江西省水運(yùn)行業(yè)的船只、港口、航道等各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理，如圖3 所示。該平臺(tái)的主要功能包括：船舶監(jiān)督管理和港口監(jiān)督管理。

圖3 各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理

（2）江西省港口集疏運(yùn)物流信息服務(wù)平臺(tái)。江西省港口集疏運(yùn)物流信息服務(wù)平臺(tái)通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)江西省港口行業(yè)的貨物運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理。該平臺(tái)的主要功能包括：貨物運(yùn)輸監(jiān)督管理和物流信息化服務(wù)。

4 結(jié)論

本文研究探討了內(nèi)河航運(yùn)體系系統(tǒng)的建設(shè)，提出了“一網(wǎng)、一圖、一中心、兩平臺(tái)”的建設(shè)思路。在研究過(guò)程中，我們深入分析了內(nèi)河航運(yùn)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題。同時(shí)，本研究還詳細(xì)介紹了內(nèi)河航運(yùn)體系系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè)內(nèi)容和技術(shù)應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)河航運(yùn)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)船舶感知、智能調(diào)度等功能。同時(shí)，還詳細(xì)介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能航運(yùn)運(yùn)行調(diào)度中心中的應(yīng)用。本研究提出的“一網(wǎng)、一圖、一中心、兩平臺(tái)”建設(shè)思路，為內(nèi)河航運(yùn)體系系統(tǒng)的建設(shè)提供了重要的參考和指導(dǎo)。