岑惠萍

（廣西壯族自治區(qū)梧州航道養(yǎng)護(hù)中心）

1 引言

在數(shù)字化時(shí)代，港口工程航道航標(biāo)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展已成為各個(gè)港口管理部門關(guān)注的重要議題。為提高航標(biāo)管理的效率和安全性，加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在航道航標(biāo)中的應(yīng)用成為一項(xiàng)關(guān)鍵策略。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)的引入，航標(biāo)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)能力的提升，以及航標(biāo)信息的共享和智能化管理，從而為航行安全和港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加可靠和高效的支持。

2 數(shù)字化時(shí)代對(duì)港口工程航道航標(biāo)技術(shù)的影響

2.1 信息技術(shù)的發(fā)展如何影響港口工程航道航標(biāo)技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，港口工程航道航標(biāo)技術(shù)也正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的轉(zhuǎn)型，信息技術(shù)在數(shù)據(jù)收集、分析和管理方面的進(jìn)步，對(duì)航道航標(biāo)的制定提供了更全面和精確的數(shù)據(jù)支持。比如，通過(guò)各種傳感器和遙測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)收集和監(jiān)控航道的深度、水流速度、風(fēng)向風(fēng)速等信息，對(duì)于避免船舶觸礁、走偏等事故具有重要意義。航標(biāo)設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化提高工作效率，減少人力投入，通過(guò)使用信息技術(shù)對(duì)航標(biāo)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的故障診斷和預(yù)防性維護(hù)，能提高航標(biāo)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了港口工程航道航標(biāo)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，一方面，信息技術(shù)為航道航標(biāo)技術(shù)提供了新的實(shí)施手段和工具，比如虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使船長(zhǎng)在沒有真實(shí)環(huán)境的情況下進(jìn)行模擬駕駛，提高了航道航標(biāo)的實(shí)際應(yīng)用效果[1]。

2.2 如何利用數(shù)字化技術(shù)提升航道航標(biāo)的效率和安全性

數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用實(shí)質(zhì)上是將傳統(tǒng)的航道航標(biāo)運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑\(yùn)營(yíng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、處理和分析，優(yōu)化航道航標(biāo)的設(shè)計(jì)、設(shè)施安裝、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)，大大提高了整體運(yùn)營(yíng)效率。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集方面，利用傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以收集航道環(huán)境參數(shù)、航標(biāo)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，為決策提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的信息支持。數(shù)據(jù)處理和分析是數(shù)字化技術(shù)提升航道航標(biāo)效率和安全性的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)可以將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和智能分析，從中發(fā)現(xiàn)潛在的問題和規(guī)律，為航道航標(biāo)的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型可以對(duì)航道和航標(biāo)的未來(lái)狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前做好應(yīng)對(duì)策略，避免或減輕可能的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字化技術(shù)還能夠提高航道航標(biāo)的設(shè)備制造和管理效率[2]。

2.3 數(shù)字化帶來(lái)的新的挑戰(zhàn)和問題

數(shù)字化為航道航標(biāo)技術(shù)帶來(lái)了諸多機(jī)遇和益處，但數(shù)字化時(shí)代中的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)是不容忽視的問題，數(shù)字化技術(shù)存儲(chǔ)了與航道航標(biāo)相關(guān)的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)的安全性得不到充分的保障，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、篡改或者被惡意利用。因此，如何有效保護(hù)數(shù)據(jù)的安全和隱私，防止數(shù)據(jù)的泄露和濫用，成為了一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。在數(shù)字化的環(huán)境下，航道航標(biāo)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和管理等工作需要運(yùn)用各種數(shù)字化工具和方法，需要工作人員具備較強(qiáng)的數(shù)字化技術(shù)能力。然而，目前許多工作人員的技術(shù)能力還不夠強(qiáng)，不能有效地應(yīng)對(duì)數(shù)字化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，可能會(huì)影響航道航標(biāo)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。再者，數(shù)字化的深入推進(jìn)也對(duì)設(shè)備的更新提出了新的要求。傳統(tǒng)的航標(biāo)設(shè)備可能不能滿足新的技術(shù)需求，需要進(jìn)行設(shè)備更新和技術(shù)升級(jí)，設(shè)備的更新和技術(shù)的升級(jí)需要大量的投資，對(duì)發(fā)展中的航道和港口是較大負(fù)擔(dān)。由于數(shù)字化技術(shù)引入使得航道航標(biāo)的工作方式發(fā)生較大變化，需要對(duì)航道航標(biāo)的監(jiān)管方式和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。然而，如何制定和執(zhí)行新的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，如何應(yīng)對(duì)數(shù)字化帶來(lái)的新的監(jiān)管挑戰(zhàn)，也是一個(gè)需要重視和解決的問題。

3 數(shù)字化時(shí)代下的港口工程航道航標(biāo)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展策略

3.1 深化數(shù)據(jù)集成和信息共享

數(shù)據(jù)集成是指將來(lái)自不同源頭和不同格式的數(shù)據(jù)整合到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)或系統(tǒng)中。對(duì)于港口工程航道航標(biāo)技術(shù)而言，數(shù)據(jù)集成可以包括各類航行數(shù)據(jù)、海圖數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)等，港口管理部門和航海員可以更全面地了解航道和航標(biāo)的狀態(tài)和變化情況[3]，從而作出更準(zhǔn)確的決策和規(guī)劃。信息共享是指將整合后的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的信息共享給港口管理部門、航海員和其他相關(guān)利益相關(guān)方，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的信息傳遞和共享，提高港口運(yùn)營(yíng)的協(xié)調(diào)性和效率。2008年，吳江港口的36座發(fā)光標(biāo)安裝了GMS遙測(cè)裝置，港口管理部門可以通過(guò)電腦檢測(cè)航標(biāo)的技術(shù)狀況，縮短航標(biāo)檢測(cè)周期，提高航標(biāo)的發(fā)光率和正位率，彌補(bǔ)以往人力巡航難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)航標(biāo)故障的不足。2015年，吳江的航標(biāo)經(jīng)過(guò)統(tǒng)一改建，升級(jí)成為40座多功能一體化發(fā)光標(biāo)，并且全部安裝了GMS遙測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了全天候、全方位的智能化管理，意味著各個(gè)航標(biāo)都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和信息共享，將各個(gè)航標(biāo)的狀態(tài)信息匯總到一個(gè)集中的系統(tǒng)中，提供更多的數(shù)據(jù)集成和信息共享的機(jī)會(huì)，還為港口管理部門提供了更全面、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，有助于制定更有效的航標(biāo)維護(hù)和管理策略。2017 年，吳江的“智慧港航”系統(tǒng)投入建設(shè)，在京杭運(yùn)河設(shè)置40 處“電子眼”，實(shí)現(xiàn)對(duì)該航段的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，做到“監(jiān)控全覆蓋、監(jiān)管無(wú)漏洞”，此時(shí)，吳江港口的數(shù)據(jù)集成和信息共享不僅限于航標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部，還與其他相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了整合，進(jìn)一步提高了港口的安全性和監(jiān)管能力，促進(jìn)吳江港口的智能化發(fā)展。

3.2 強(qiáng)化智能化航道航標(biāo)系統(tǒng)的建設(shè)

在數(shù)字化時(shí)代，港口工程航道航標(biāo)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展策略之一是強(qiáng)化智能化航道航標(biāo)系統(tǒng)的建設(shè)，人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可被應(yīng)用于智能化航道航標(biāo)系統(tǒng)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析提取有用的信息，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和模型分析結(jié)果，自動(dòng)調(diào)節(jié)航標(biāo)的亮度、燈色、閃爍模式等參數(shù)，滿足不同航行需求和環(huán)境變化[4]。

此外，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用也可以強(qiáng)化智能化航道航標(biāo)系統(tǒng)的建設(shè)。2019 年，丹東大東港口引入新型中型航標(biāo)作業(yè)船“海巡1506”輪，采用全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器和電力推進(jìn)形式，2020年的“春季”換標(biāo)作業(yè)中，該船創(chuàng)下了大連轄區(qū)紀(jì)錄，連續(xù)工作14小時(shí)完成了15次換標(biāo)作業(yè)。在丹東海事局和大連航標(biāo)處的協(xié)商下，新型航標(biāo)夾持船“海巡15060”輪和電磁吸盤鋁合金航標(biāo)巡檢船“海巡15050”輪的引入進(jìn)一步提升了丹東大東港的航標(biāo)作業(yè)能力。面對(duì)e航海的發(fā)展趨勢(shì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大連航標(biāo)依托科技創(chuàng)新為地方港航經(jīng)濟(jì)的安全發(fā)展提供了立體、精準(zhǔn)、安全的航海保障服務(wù)，堅(jiān)持以數(shù)字航標(biāo)建設(shè)為抓手，實(shí)現(xiàn)了轄區(qū)航標(biāo)遙測(cè)遙控、GIS 北斗應(yīng)用以及AIS 服務(wù)全覆蓋。同時(shí)，為了服務(wù)智能航運(yùn)，初步建成了“綠色、數(shù)字、智能”的現(xiàn)代化綜合助航服務(wù)體系和智能航保研發(fā)成果。

3.3 加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在航道航標(biāo)中的應(yīng)用

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為航標(biāo)系統(tǒng)帶來(lái)了更高效、智能和可持續(xù)的解決方案，為了提高漢江航道管理航標(biāo)的維護(hù)效率和航標(biāo)管理技術(shù)水平，武漢港航中心結(jié)合漢江航標(biāo)管理的特點(diǎn)和需求，開展了航標(biāo)管理升級(jí)改造項(xiàng)目的研究，旨在加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在航道航標(biāo)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)管理的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。北斗定位技術(shù)和360度全景攝像技術(shù)能夠?qū)綐?biāo)及其周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)航標(biāo)的非正常移位、翻傾、碰撞等情況，并進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，提高航標(biāo)管理人員對(duì)航標(biāo)狀態(tài)的了解和響應(yīng)速度，保障航標(biāo)的正常工作，再基于5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將航標(biāo)信息傳輸?shù)胶綐?biāo)監(jiān)控中心，航標(biāo)管理人員可以實(shí)時(shí)觀測(cè)航標(biāo)的工作情況，隨時(shí)掌握航標(biāo)的狀態(tài)和運(yùn)行情況，便于作出相應(yīng)的調(diào)整和維護(hù)[5]。航標(biāo)管理人員可以通過(guò)航標(biāo)監(jiān)控中心客戶端進(jìn)行航標(biāo)數(shù)據(jù)采集和航標(biāo)智能終端管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)數(shù)據(jù)的集中管理和分析，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和利用效率，通過(guò)智能終端管理，對(duì)航標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置和調(diào)整，減少人力投入和維護(hù)成本。此外，配合航道岸橋視頻監(jiān)控、航標(biāo)維護(hù)艇、航道巡視無(wú)人機(jī)等項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)水、陸、空全方位的航道巡檢，確保航道的安全暢通，提升整體的航行安全性。通過(guò)上述航標(biāo)管理升級(jí)改造項(xiàng)目的實(shí)施，航標(biāo)將不再是一個(gè)孤立的助航標(biāo)志，而是一個(gè)智能化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。未來(lái)，航標(biāo)還將與航道信號(hào)燈、電子航道圖等進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)管理由傳統(tǒng)模式向智能模式的轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)能力的提升，航標(biāo)系統(tǒng)可以更加精確地滿足航行需求，減少事故風(fēng)險(xiǎn)，提高航行效率。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)也促進(jìn)了航標(biāo)信息的共享和智能化管理，為港口工程的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用的深入推進(jìn)，期待數(shù)字化時(shí)代下港口工程航道航標(biāo)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展策略的持續(xù)推進(jìn)，將為航行安全和港口經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)更多的機(jī)遇和成果。應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，積極應(yīng)對(duì)數(shù)字化時(shí)代的挑戰(zhàn)，為港口工程航道航標(biāo)技術(shù)的進(jìn)步做出更多的努力，以推動(dòng)港口工程的可持續(xù)發(fā)展，為航海事業(yè)的繁榮作出貢獻(xiàn)。