賴寅基

摘 要：本文簡單地介紹了數(shù)字航道的含義、發(fā)展現(xiàn)狀，系統(tǒng)地講解了嘉陵江數(shù)字航道建設(shè)的方向和基本內(nèi)容，以及嘉陵江數(shù)字航道未來的發(fā)展規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：數(shù)字航道 嘉陵江 電子航道圖

1.數(shù)字航道的含義及內(nèi)容

“數(shù)字航道”是利用現(xiàn)代電腦網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通訊、衛(wèi)星定位、GIS等技術(shù)手段，并整合航道的各種資源，實(shí)現(xiàn)道維護(hù)管理的信息化、科學(xué)化、智能化，對內(nèi)它提供航道演變的預(yù)測、航道維護(hù)輔助決策等全新管理方式，對外提供電子航道圖、航道通行公共信息等信息服務(wù)，它是實(shí)現(xiàn)航道跨越式發(fā)展的綜合性的系統(tǒng)工程。

其核心內(nèi)容主要涵蓋于以下兩個(gè)方面：

（1）航道信息資源數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)。其中包括：河床數(shù)據(jù)、航道尺度、航道演變、水文數(shù)據(jù)、航標(biāo)及其它助航設(shè)施、水位變化以及歷史演變資料等信息的自動(dòng)化采集、分析、處理以及數(shù)字化模型的建立等。它是航道管理區(qū)域和管理對象的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化航道的基礎(chǔ)性支持體系。

（2）航道管理與服務(wù)體系，也就是航道管理活動(dòng)的數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)。即在航道信息資源數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)維護(hù)、管理與建設(shè)等諸方面的應(yīng)用并針對航運(yùn)、港航管理以及長航道自身的維護(hù)管理的實(shí)際需求，借助交互式的信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)全方位、全天候的數(shù)字化、可視化的遠(yuǎn)程服務(wù)體系，從而大幅度提高航運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.數(shù)字航道的發(fā)展現(xiàn)狀

目前國內(nèi)由長江航道局率先開展長江數(shù)字航道的建設(shè)，提出了“以航道為對象，以地理坐標(biāo)為依據(jù)，將航道及相關(guān)的附屬設(shè)施以多維（立體的和動(dòng)態(tài)的）、多尺度、多分辨率的信息進(jìn)行描述，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、遙感技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行真實(shí)航道虛擬化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、管理和綜合應(yīng)用”。其中長江電子航道圖作為數(shù)字航道的重要基礎(chǔ)和組成部分，是數(shù)字航道建設(shè)的基石，其建設(shè)和發(fā)展情況是能否實(shí)現(xiàn)長江數(shù)字航道建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

長江電子航道圖包含的長江干線地理信息數(shù)據(jù)有：航標(biāo)、水位、河床地形、水文要素、錨地、航行障礙物、整治建筑物、過河建筑物、臨河建筑物、境界和地名、沿岸地物、沿岸地貌、沿岸岸線等。

其主要功能有：

（1）長江電子航道圖的顯示與導(dǎo)航

（2）周邊船舶信息查詢

（3）船舶航行軌跡回放

（4）計(jì)劃航線編輯

（5）物標(biāo)查詢

（6）量算

（7）電子航道圖航標(biāo)信息更新

（8）記錄與數(shù)據(jù)管理

（9）航行報(bào)警

（10）實(shí)現(xiàn)不同水深信息的靈活顯示

（11）可航寬度動(dòng)態(tài)顯示

（12）電子航道圖的顯示與導(dǎo)航

（13）周邊船舶信息查詢

（14）逆航道行駛等狀態(tài)報(bào)警

（15）水位信息查詢

（16）氣象信息查詢

（17）船舶航行軌跡回放

（18）電子航道圖更新

（19）記錄、編輯與管理數(shù)據(jù)

（20）公共信息服務(wù)

（21）空間凈空信息動(dòng)態(tài)顯示等。

在長江電子航道圖建設(shè)為依托，智能航道還建設(shè)有AIS船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)、水文自動(dòng)記錄發(fā)布、地物三維建模成像、水情預(yù)報(bào)、高頻廣播、控制河段自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)等。

3.嘉陵江數(shù)字航道建設(shè)的路線

根據(jù)對長江數(shù)字航道的調(diào)研了解，在長江干線實(shí)施數(shù)字航道建設(shè)后，長江干線航道通過能力、航道維護(hù)管理效率、船舶智能化助航水平、船舶安全監(jiān)管效率等方面有顯著的提高，對嘉陵江航道建設(shè)及管理有很高的借鑒意義。

嘉陵江數(shù)字航道的未來建設(shè)路線為：發(fā)揮信息化的支撐作用，在制作嘉陵江電子航道圖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以感知航道與船舶為主線，通過嘉陵江數(shù)字航道示范工程的建設(shè)，逐步建立全面感知、廣泛互聯(lián)、深度融合、智能應(yīng)用、機(jī)制完善的數(shù)字航道運(yùn)行維護(hù)管理體系，實(shí)現(xiàn)示范工程范圍內(nèi)航道資源的物聯(lián)化、航道信息的互聯(lián)化和航道管理服務(wù)的智能化，基本形成嘉陵江智能航道體系。具體為：

（1）前期開展嘉陵江電子航道圖建設(shè)工程，完善嘉陵江電子航道圖建設(shè)，作為建設(shè)嘉陵江智能航道的基礎(chǔ)。

（2）開展嘉陵江示范工程項(xiàng)目，選取示范河段并進(jìn)行航道觀測技術(shù)與裝備的研究和建設(shè)，并逐步提高數(shù)據(jù)的更新頻率，建立航道感知平臺和船舶感知平臺，實(shí)現(xiàn)示范工程項(xiàng)目河段航標(biāo)遙測監(jiān)控、水位遙測遙報(bào)、航行船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)測等航道重要信息要素和船舶的實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控。

（3）利用網(wǎng)絡(luò)通信平臺，實(shí)現(xiàn)航道信息資源的充分利用和共享，形成穩(wěn)定可靠的智能航道系統(tǒng)支撐網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為嘉陵江智能航道系統(tǒng)運(yùn)行管理提供網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障。

（4）構(gòu)建智能航道管理分中心（功能上包括數(shù)據(jù)分中心、航道監(jiān)測和生產(chǎn)調(diào)度分中心）、航道處監(jiān)控室及工作船舶移動(dòng)工作站，對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度融合分析，實(shí)現(xiàn)航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測和航道維護(hù)管理的數(shù)字化、信息化，初步實(shí)現(xiàn)智能化。

（5）結(jié)合依托工程，在示范工程項(xiàng)目河段搭建嘉陵江智能航道體統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)體系，初步形成以嘉陵江電子航道圖為載體，以其他航道感知系統(tǒng)為數(shù)據(jù)支撐，整合各類業(yè)務(wù)資源，構(gòu)建嘉陵江智能船舶管理系統(tǒng)、智能助航系統(tǒng)、智能管理養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)及智能綜合管理與服務(wù)平臺，初步實(shí)現(xiàn)航道養(yǎng)護(hù)管理的智能決策、養(yǎng)護(hù)過程的智能控制、航運(yùn)服務(wù)的智能應(yīng)用。

（6）在示范工程實(shí)施建設(shè)的過程中，開展嘉陵江航道信息數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸、應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究，制定使用于嘉陵江智能航道維護(hù)管理及嘉陵江電子航道圖顯示的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，深化嘉陵江航道養(yǎng)護(hù)管理及綜合服務(wù)運(yùn)行模式，完善嘉陵江航道維護(hù)管理“一體化”協(xié)同服務(wù)運(yùn)行管理機(jī)制，全面提升嘉陵江航道維護(hù)管理綜合制度保障水平。

（7）在示范工程的基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)展至嘉陵江全河段，達(dá)到嘉陵江智能航道全覆蓋的目標(biāo)。

4.嘉陵江數(shù)字航道建設(shè)的基本框架內(nèi)容

4.1嘉陵江電子航道圖生產(chǎn)與服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)工程

以嘉陵江航道管理處勘測中心為基礎(chǔ)，建設(shè)電子航道圖生產(chǎn)所需的高效、穩(wěn)定、安全的硬件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立電子航道圖生產(chǎn)編輯系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，形成電子航道圖數(shù)據(jù)的生產(chǎn)能力和重要航道要素及時(shí)更新能力，實(shí)現(xiàn)嘉陵江干線電子航道圖的數(shù)據(jù)生成、編輯和應(yīng)用服務(wù)。具體內(nèi)容如下：

4.1.1嘉陵江電子航道圖生產(chǎn)編輯系統(tǒng)建設(shè)

主要包括原始數(shù)據(jù)處理、源數(shù)據(jù)入庫、源數(shù)據(jù)審核、電子航道圖生產(chǎn)、紙質(zhì)航道圖生產(chǎn)、產(chǎn)品輸出等幾個(gè)階段。

4.1.2嘉陵江電子航道圖服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

將在嘉陵江航道信息系統(tǒng)二期工程建設(shè)的航道外網(wǎng)服務(wù)基礎(chǔ)上，整合本工程服務(wù)內(nèi)容，提升外網(wǎng)服務(wù)的硬件能力，實(shí)現(xiàn)信息的綜合服務(wù)。

外網(wǎng)服務(wù)軟件系統(tǒng)主要包括兩方面：即用戶訪問系統(tǒng)（訪問管理）、服務(wù)管理系統(tǒng)（后端維護(hù)）。

4.1.3嘉陵江電子航道圖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

為提升嘉陵江航道管理處勘測中心服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)嘉陵江電子航道圖在勘測中心的數(shù)據(jù)生成組織，建立比較完善的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

4.1.4嘉陵江電子航道圖顯示系統(tǒng)建設(shè)

嘉陵江電子航道圖顯示系統(tǒng)由顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾部分組成。

4.1.5嘉陵江電子航道圖數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要包括：航道數(shù)據(jù)補(bǔ)充采集、數(shù)據(jù)生成轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)第三方檢測與審核等。

4.1.6配套設(shè)施建設(shè)

建設(shè)嘉陵江電子航道圖生成與服務(wù)系統(tǒng)配套設(shè)施，改善嘉陵江航道管理處勘測中心測量數(shù)據(jù)處理和生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施條件和對外形象。

4.2嘉陵江數(shù)字航道示范河段建設(shè)工程

推廣應(yīng)用航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺、航道維護(hù)管理平臺，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)遙測遙控、航道水位監(jiān)測與重點(diǎn)水域霧情監(jiān)測及預(yù)警；實(shí)現(xiàn)航道維護(hù)生產(chǎn)人員、物資、器材、生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)字化管理，工作船動(dòng)態(tài)管理與控制河段航行船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

4.2.1數(shù)字航道管理及應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

①系統(tǒng)建設(shè)總體框架

主要包括航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺、航道維護(hù)平臺，以及港航局外網(wǎng)門戶網(wǎng)址改造。

②航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺

主要包括基礎(chǔ)信息管理、航道動(dòng)態(tài)信息查詢分析、航道動(dòng)態(tài)預(yù)警、航道監(jiān)測終端等4個(gè)系統(tǒng)。

③航道維護(hù)管理平臺

主要包括維護(hù)尺度管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)調(diào)度、船載航道維護(hù)作業(yè)管理、物資器材管理、工作船舶管理、控制河段通行指揮等7個(gè)系統(tǒng)。

④重慶港航局外網(wǎng)門戶網(wǎng)站航道動(dòng)態(tài)信息定制服務(wù)系統(tǒng)

主要包括航道信息發(fā)布、航道信息定制等2個(gè)功能模塊。

4.2.2航道綜合信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)

建立3個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、5個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫、1個(gè)主題數(shù)據(jù)庫。

4.2.3應(yīng)用支撐平臺建設(shè)

包括數(shù)據(jù)交換平臺、GIS系統(tǒng)、終端通信服務(wù)系統(tǒng)、統(tǒng)一用戶管理平臺以及軟件開發(fā)與運(yùn)行環(huán)境等。

4.2.4終端系統(tǒng)建設(shè)

主要包括航標(biāo)遙測遙控終端、水位自動(dòng)記錄儀、通行指揮信號臺自動(dòng)引導(dǎo)裝置、高頻廣播等外場數(shù)據(jù)采集終端。

4.2.5網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

主要包括終端無線通信、航道處網(wǎng)絡(luò)接入、通行信號臺網(wǎng)絡(luò)接入、高頻廣播、廣域網(wǎng)設(shè)備更新和AIS信號接入等。

4.2.6配套工程建設(shè)

主要包括對房間的裝修改造，以及UPS（不間斷電源）、空調(diào)等配套設(shè)備的配備。

5.嘉陵江數(shù)字航道發(fā)展規(guī)劃

通過實(shí)施嘉陵江河口至草街段數(shù)字航道建設(shè)工程，積累數(shù)字航道的建設(shè)、使用和管理經(jīng)驗(yàn)，可分階段逐步推廣至嘉陵江全河段，全面實(shí)現(xiàn)嘉陵江數(shù)字航道的建設(shè)，爭取嘉陵江全河段早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化，服務(wù)沿江經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬大斌，李國祥，顏昌平.建設(shè)長江“數(shù)字航道”的構(gòu)想[J].水運(yùn)工程，2004（11）：22-24.

[2]繆昀曄.長江數(shù)字航道發(fā)展與升級研究[J].江蘇科技信息，2014（20）： 32-33.

[3]交通運(yùn)輸部.水運(yùn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃[R].北京：2016.