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)字航道建設的方向和基本內容，以及嘉陵江數(shù)字航道未來的發(fā)展規(guī)劃。

關鍵詞：數(shù)字航道 嘉陵江 電子航道圖

1.數(shù)字航道的含義及內容

“數(shù)字航道”是利用現(xiàn)代電腦網(wǎng)絡、數(shù)字通訊、衛(wèi)星定位、GIS等技術手段，并整合航道的各種資源，實現(xiàn)道維護管理的信息化、科學化、智能化，對內它提供航道演變的預測、航道維護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，它是實現(xiàn)航道跨越式發(fā)展的綜合性的系統(tǒng)工程。

其核心內容主要涵蓋于以下兩個方面：

（1）航道信息資源數(shù)字化的實現(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)、航標及其它助航設施、水位變化以及歷史演變資料等信息的自動化采集、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)字化實現(xiàn)，也是實現(xiàn)數(shù)字化航道的基礎性支持體系。

（2）航道管理與服務體系，也就是航道管理活動的數(shù)字化的實現(xiàn)。即在航道信息資源數(shù)字化的基礎上實現(xiàn)維護、管理與建設等諸方面的應用并針對航運、港航管理以及長航道自身的維護管理的實際需求，借助交互式的信息發(fā)布網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)全方位、全天候的數(shù)字化、可視化的遠程服務體系，從而大幅度提高航運的經(jīng)濟效益和社會效益。

2.數(shù)字航道的發(fā)展現(xiàn)狀

目前國內由長江航道局率先開展長江數(shù)字航道的建設，提出了“以航道為對象，以地理坐標為依據(jù)，將航道及相關的附屬設施以多維（立體的和動態(tài)的）、多尺度、多分辨率的信息進行描述，通過計算機技術、多媒體技術、遙感技術和大規(guī)模存儲技術進行真實航道虛擬化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和可視化的規(guī)劃、設計、建設、養(yǎng)護、管理和綜合應用”。其中長江電子航道圖作為數(shù)字航道的重要基礎和組成部分，是數(shù)字航道建設的基石，其建設和發(fā)展情況是能否實現(xiàn)長江數(shù)字航道建設的重要環(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、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航

（2）周邊船舶信息查詢

（3）船舶航行軌跡回放

（4）計劃航線編輯

（5）物標查詢

（6）量算

（7）電子航道圖航標信息更新

（8）記錄與數(shù)據(jù)管理

（9）航行報警

（10）實現(xiàn)不同水深信息的靈活顯示

（11）可航寬度動態(tài)顯示

（12）電子航道圖的顯示與導航

（13）周邊船舶信息查詢

（14）逆航道行駛等狀態(tài)報警

（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

（21）空間凈空信息動態(tài)顯示等。

在長江電子航道圖建設為依托，智能航道還建設有AIS船舶自動識別系統(tǒng)、水文自動記錄發(fā)布、地物三維建模成像、水情預報、高頻廣播、控制河段自動引導系統(tǒng)等。

3.嘉陵江數(shù)字航道建設的路線

根據(jù)對長江數(shù)字航道的調研了解，在長江干線實施數(shù)字航道建設后，長江干線航道通過能力、航道維護管理效率、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，對嘉陵江航道建設及管理有很高的借鑒意義。

嘉陵江數(shù)字航道的未來建設路線為：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，逐步建立全面感知、廣泛互聯(lián)、深度融合、智能應用、機制完善的數(shù)字航道運行維護管理體系，實現(xiàn)示范工程范圍內航道資源的物聯(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工程，完善嘉陵江電子航道圖建設，作為建設嘉陵江智能航道的基礎。

（2）開展嘉陵江示范工程項目，選取示范河段并進行航道觀測技術與裝備的研究和建設，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，實現(xiàn)示范工程項目河段航標遙測監(jiān)控、水位遙測遙報、航行船舶動態(tài)監(jiān)測等航道重要信息要素和船舶的實時監(jiān)測監(jiān)控。

（3）利用網(wǎng)絡通信平臺，實現(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)絡架構，為嘉陵江智能航道系統(tǒng)運行管理提供網(wǎng)絡技術保障。

（4）構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)調度分中心）、航道處監(jiān)控室及工作船舶移動工作站，對數(shù)據(jù)進行深度融合分析，實現(xiàn)航道動態(tài)監(jiān)測和航道維護管理的數(shù)字化、信息化，初步實現(xiàn)智能化。

（5）結合依托工程，在示范工程項目河段搭建嘉陵江智能航道體統(tǒng)應用服務體系，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)務資源，構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)護系統(tǒng)及智能綜合管理與服務平臺，初步實現(xiàn)航道養(yǎng)護管理的智能決策、養(yǎng)護過程的智能控制、航運服務的智能應用。

（6）在示范工程實施建設的過程中，開展嘉陵江航道信息數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、應用相關標準研究，制定使用于嘉陵江智能航道維護管理及嘉陵江電子航道圖顯示的相關技術標準和規(guī)范，深化嘉陵江航道養(yǎng)護管理及綜合服務運行模式，完善嘉陵江航道維護管理“一體化”協(xié)同服務運行管理機制，全面提升嘉陵江航道維護管理綜合制度保障水平。

（7）在示范工程的基礎上，逐步擴展至嘉陵江全河段，達到嘉陵江智能航道全覆蓋的目標。

4.嘉陵江數(shù)字航道建設的基本框架內容

4.1嘉陵江電子航道圖生產(chǎn)與服務系統(tǒng)建設工程

以嘉陵江航道管理處勘測中心為基礎，建設電子航道圖生產(chǎn)所需的高效、穩(wěn)定、安全的硬件網(wǎng)絡系統(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更新能力，實現(xiàn)嘉陵江干線電子航道圖的數(shù)據(jù)生成、編輯和應用服務。具體內容如下：

4.1.1嘉陵江電子航道圖生產(chǎn)編輯系統(tǒng)建設

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)、紙質航道圖生產(chǎn)、產(chǎn)品輸出等幾個階段。

4.1.2嘉陵江電子航道圖服務系統(tǒng)建設

將在嘉陵江航道信息系統(tǒng)二期工程建設的航道外網(wǎng)服務基礎上，整合本工程服務內容，提升外網(wǎng)服務的硬件能力，實現(xiàn)信息的綜合服務。

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

4.1.3嘉陵江電子航道圖網(wǎng)絡系統(tǒng)建設

為提升嘉陵江航道管理處勘測中心服務能力，實現(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)務網(wǎng)絡。

4.1.4嘉陵江電子航道圖顯示系統(tǒng)建設

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)補充采集、數(shù)據(jù)生成轉換、數(shù)據(jù)第三方檢測與審核等。

4.1.6配套設施建設

建設嘉陵江電子航道圖生成與服務系統(tǒng)配套設施，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)的基礎設施條件和對外形象。

4.2嘉陵江數(shù)字航道示范河段建設工程

推廣應用航道動態(tài)監(jiān)測平臺、航道維護管理平臺，實現(xiàn)航標遙測遙控、航道水位監(jiān)測與重點水域霧情監(jiān)測及預警；實現(xiàn)航道維護生產(chǎn)人員、物資、器材、生產(chǎn)任務的數(shù)字化管理，工作船動態(tài)管理與控制河段航行船舶動態(tài)監(jiān)控。

4.2.1數(shù)字航道管理及應用系統(tǒng)建設

①系統(tǒng)建設總體框架

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

②航道動態(tài)監(jiān)測平臺

主要包括基礎信息管理、航道動態(tài)信息查詢分析、航道動態(tài)預警、航道監(jiān)測終端等4個系統(tǒng)。

③航道維護管理平臺

主要包括維護尺度管理、生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)調度、船載航道維護作業(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個系統(tǒng)。

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

主要包括航道信息發(fā)布、航道信息定制等2個功能模塊。

4.2.2航道綜合信息數(shù)據(jù)庫建設

建立3個基礎數(shù)據(jù)庫、5個應用數(shù)據(jù)庫、1個主題數(shù)據(jù)庫。

4.2.3應用支撐平臺建設

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

4.2.4終端系統(tǒng)建設

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

4.2.5網(wǎng)絡系統(tǒng)建設

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

4.2.6配套工程建設

主要包括對房間的裝修改造，以及UPS（不間斷電源）、空調等配套設備的配備。

5.嘉陵江數(shù)字航道發(fā)展規(guī)劃

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

參考文獻：

[1]萬大斌，李國祥，顏昌平.建設長江“數(shù)字航道”的構想[J].水運工程，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]交通運輸部.水運“十三五”發(fā)展規(guī)劃[R].北京：2016.