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浅谈嘉陵江数字化航道建设

    更新时间:2018-04-16 11:14:27 

赖寅基

摘 要:本文简单地介绍了数字航道的含义、发展现状,系统地讲解了嘉陵江数字航道建设的方向和基本内容,以及嘉陵江数字航道未来的发展规划。

关键词:数字航道 嘉陵江 电子航道图

1.数字航道的含義及内容

“数字航道”是利用现代电脑网络、数字通讯、卫星定位、GIS等技术手段,并整合航道的各种资源,实现道维护管理的信息化、科学化、智能化,对内它提供航道演变的预测、航道维护辅助决策等全新管理方式,对外提供电子航道图、航道通行公共信息等信息服务,它是实现航道跨越式发展的综合性的系统工程。

其核心内容主要涵盖于以下两个方面:

(1)航道信息资源数字化的实现。其中包括:河床数据、航道尺度、航道演变、水文数据、航标及其它助航设施、水位变化以及历史演变资料等信息的自动化采集、分析、处理以及数字化模型的建立等。它是航道管理区域和管理对象的数字化实现,也是实现数字化航道的基础性支持体系。

(2)航道管理与服务体系,也就是航道管理活动的数字化的实现。即在航道信息资源数字化的基础上实现维护、管理与建设等诸方面的应用并针对航运、港航管理以及长航道自身的维护管理的实际需求,借助交互式的信息发布网络平台实现全方位、全天候的数字化、可视化的远程服务体系,从而大幅度提高航运的经济效益和社会效益。

2.数字航道的发展现状

目前国内由长江航道局率先开展长江数字航道的建设,提出了“以航道为对象,以地理坐标为依据,将航道及相关的附属设施以多维(立体的和动态的)、多尺度、多分辨率的信息进行描述,通过计算机技术、多媒体技术、遥感技术和大规模存储技术进行真实航道虚拟化、数字化、网络化、智能化和可视化的规划、设计、建设、养护、管理和综合应用”。其中长江电子航道图作为数字航道的重要基础和组成部分,是数字航道建设的基石,其建设和发展情况是能否实现长江数字航道建设的重要环节。

长江电子航道图包含的长江干线地理信息数据有:航标、水位、河床地形、水文要素、锚地、航行障碍物、整治建筑物、过河建筑物、临河建筑物、境界和地名、沿岸地物、沿岸地貌、沿岸岸线等。

其主要功能有:

(1)长江电子航道图的显示与导航

(2)周边船舶信息查询

(3)船舶航行轨迹回放

(4)计划航线编辑

(5)物标查询

(6)量算

(7)电子航道图航标信息更新

(8)记录与数据管理

(9)航行报警

(10)实现不同水深信息的灵活显示

(11)可航宽度动态显示

(12)电子航道图的显示与导航

(13)周边船舶信息查询

(14)逆航道行驶等状态报警

(15)水位信息查询

(16)气象信息查询

(17)船舶航行轨迹回放

(18)电子航道图更新

(19)记录、编辑与管理数据

(20)公共信息服务

(21)空间净空信息动态显示等。

在长江电子航道图建设为依托,智能航道还建设有AIS船舶自动识别系统、水文自动记录发布、地物三维建模成像、水情预报、高频广播、控制河段自动引导系统等。

3.嘉陵江数字航道建设的路线

根据对长江数字航道的调研了解,在长江干线实施数字航道建设后,长江干线航道通过能力、航道维护管理效率、船舶智能化助航水平、船舶安全监管效率等方面有显著的提高,对嘉陵江航道建设及管理有很高的借鉴意义。

嘉陵江数字航道的未来建设路线为:发挥信息化的支撑作用,在制作嘉陵江电子航道图系统的基础上,以感知航道与船舶为主线,通过嘉陵江数字航道示范工程的建设,逐步建立全面感知、广泛互联、深度融合、智能应用、机制完善的数字航道运行维护管理体系,实现示范工程范围内航道资源的物联化、航道信息的互联化和航道管理服务的智能化,基本形成嘉陵江智能航道体系。具体为:

(1)前期开展嘉陵江电子航道图建设工程,完善嘉陵江电子航道图建设,作为建设嘉陵江智能航道的基础。

(2)开展嘉陵江示范工程项目,选取示范河段并进行航道观测技术与装备的研究和建设,并逐步提高数据的更新频率,建立航道感知平台和船舶感知平台,实现示范工程项目河段航标遥测监控、水位遥测遥报、航行船舶动态监测等航道重要信息要素和船舶的实时监测监控。

(3)利用网络通信平台,实现航道信息资源的充分利用和共享,形成稳定可靠的智能航道系统支撑网络架构,为嘉陵江智能航道系统运行管理提供网络技术保障。

(4)构建智能航道管理分中心(功能上包括数据分中心、航道监测和生产调度分中心)、航道处监控室及工作船舶移动工作站,对数据进行深度融合分析,实现航道动态监测和航道维护管理的数字化、信息化,初步实现智能化。

(5)结合依托工程,在示范工程项目河段搭建嘉陵江智能航道体统应用服务体系,初步形成以嘉陵江电子航道图为载体,以其他航道感知系统为数据支撑,整合各类业务资源,构建嘉陵江智能船舶管理系统、智能助航系统、智能管理养护系统及智能综合管理与服务平台,初步实现航道养护管理的智能决策、养护过程的智能控制、航运服务的智能应用。

(6)在示范工程实施建设的过程中,开展嘉陵江航道信息数据采集、存储、传输、应用相关标准研究,制定使用于嘉陵江智能航道维护管理及嘉陵江电子航道图显示的相关技术标准和规范,深化嘉陵江航道养护管理及综合服务运行模式,完善嘉陵江航道维护管理“一体化”协同服务运行管理机制,全面提升嘉陵江航道维护管理综合制度保障水平。

(7)在示范工程的基础上,逐步扩展至嘉陵江全河段,达到嘉陵江智能航道全覆盖的目标。

4.嘉陵江数字航道建设的基本框架内容

4.1嘉陵江电子航道图生产与服务系统建设工程

以嘉陵江航道管理处勘测中心为基础,建设电子航道图生产所需的高效、稳定、安全的硬件网络系统,建立电子航道图生产编辑系统和数据服务系统,形成电子航道图数据的生产能力和重要航道要素及时更新能力,实现嘉陵江干线电子航道图的数据生成、编辑和应用服务。具体内容如下:

4.1.1嘉陵江电子航道图生产编辑系统建设

主要包括原始数据处理、源数据入库、源数据审核、电子航道图生产、纸质航道图生产、产品输出等几个阶段。

4.1.2嘉陵江电子航道图服务系统建设

将在嘉陵江航道信息系统二期工程建设的航道外网服务基础上,整合本工程服务内容,提升外网服务的硬件能力,实现信息的综合服务。

外网服务软件系统主要包括两方面:即用户访问系统(访问管理)、服务管理系统(后端维护)。

4.1.3嘉陵江电子航道图网络系统建设

为提升嘉陵江航道管理处勘测中心服务能力,实现嘉陵江电子航道图在勘测中心的数据生成组织,建立比较完善的业务网络。

4.1.4嘉陵江电子航道图显示系统建设

嘉陵江电子航道图显示系统由显示系统、控制系统等几部分组成。

4.1.5嘉陵江电子航道图数据处理

数据处理主要包括:航道数据补充采集、数据生成转换、数据第三方检测与审核等。

4.1.6配套设施建设

建设嘉陵江电子航道图生成与服务系统配套设施,改善嘉陵江航道管理处勘测中心测量数据处理和生产的基础设施条件和对外形象。

4.2嘉陵江数字航道示范河段建设工程

推广应用航道动态监测平台、航道维护管理平台,实现航标遥测遥控、航道水位监测与重点水域雾情监测及预警;实现航道维护生产人员、物资、器材、生产任务的数字化管理,工作船动态管理与控制河段航行船舶动态监控。

4.2.1数字航道管理及应用系统建设

①系统建设总体框架

主要包括航道动态监测平台、航道维护平台,以及港航局外网门户网址改造。

②航道动态监测平台

主要包括基础信息管理、航道动态信息查询分析、航道动态预警、航道监测终端等4个系统。

③航道维护管理平台

主要包括维护尺度管理、生产计划管理、生产调度、船载航道维护作业管理、物资器材管理、工作船舶管理、控制河段通行指挥等7个系统。

④重庆港航局外网门户网站航道动态信息定制服务系统

主要包括航道信息发布、航道信息定制等2个功能模块。

4.2.2航道综合信息数据库建设

建立3个基础数据库、5个应用数据库、1个主题数据库。

4.2.3应用支撑平台建设

包括數据交换平台、GIS系统、终端通信服务系统、统一用户管理平台以及软件开发与运行环境等。

4.2.4终端系统建设

主要包括航标遥测遥控终端、水位自动记录仪、通行指挥信号台自动引导装置、高频广播等外场数据采集终端。

4.2.5网络系统建设

主要包括终端无线通信、航道处网络接入、通行信号台网络接入、高频广播、广域网设备更新和AIS信号接入等。

4.2.6配套工程建设

主要包括对房间的装修改造,以及UPS(不间断电源)、空调等配套设备的配备。

5.嘉陵江数字航道发展规划

通过实施嘉陵江河口至草街段数字航道建设工程,积累数字航道的建设、使用和管理经验,可分阶段逐步推广至嘉陵江全河段,全面实现嘉陵江数字航道的建设,争取嘉陵江全河段早日实现数字化、智能化,服务沿江经济。

参考文献:

[1]万大斌,李国祥,颜昌平.建设长江“数字航道”的构想[J].水运工程,2004(11):22-24.

[2]缪昀晔.长江数字航道发展与升级研究[J].江苏科技信息,2014(20): 32-33.

[3]交通运输部.水运“十三五”发展规划[R].北京:2016.

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