孫杰賢

去年10月，長江電子航道圖2，0版開始在長江干線100艘船舶上試運行。無論是黑夜白天，大霧雨雪，鼠標輕輕一點，長江的航運、建設與維護皆可展現(xiàn)，極大確保了航運的安全。而今年，3.0版本也將正式上線，長江航道離智慧航運更近了一步。

“數(shù)字長江”是一項宏大的信息化工程，而數(shù)字航道和智慧航運的建設則是重中之重。大幅提高長江航運安全系數(shù)，加強長江運輸船舶的管理，提高航道維護管理質(zhì)量，整合長江航務信息資源，挖掘長江航道的通航潛力，全面釋放長江能量。這便是長江數(shù)字航道和智慧航運建設的價值和意義所在。

長江航道局在“十一五”發(fā)展規(guī)劃中明確提出，“要利用5年時間，全面建成長江數(shù)字航道，初步建成長江智慧航道，基本實現(xiàn)長江航道現(xiàn)代化”的發(fā)展戰(zhàn)略目標。

“南瀏”領(lǐng)航

長江數(shù)字航道涵蓋哪些核心內(nèi)容呢？通過南瀏段（南京至瀏河口段）數(shù)字航道示范工程我們可見一斑。

南瀏段數(shù)字航道建設是交通部確定的內(nèi)河水運建設示范工程，也是長江南京航道局自主完成具有里程碑式重要意義的長江南瀏段航標建設工程后實施的又一項開啟內(nèi)河水運新時代的重要工程。

根據(jù)長江南京航道局科技信息處副處長林海介紹，南瀏段數(shù)字航道綜合考慮電子航道圖、系統(tǒng)支撐平臺、航標遙測遙控、水位遙測遙報以及航道測量作業(yè)等系統(tǒng)及未來的擴展應用，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)交換、應用接口等方面進行了高度的集成。

在電子航道圖系統(tǒng)方面，提出內(nèi)河電子航道圖的概念，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、編輯、審核、保護、發(fā)布等功能，同時完成數(shù)據(jù)與顯示標準化驗證；在航標遙測遙控系統(tǒng)方面，實現(xiàn)航標運行狀態(tài)的遠程遙測、遙控、報警等功能；在系統(tǒng)支撐平臺方面，實現(xiàn)電子航道圖信息收集和發(fā)布、瀏覽數(shù)據(jù)支持、改正與航行通告信息服務，以及航標、船舶、氣象、港口和其他航運相關(guān)信息等方面的發(fā)布與查詢服務，并同步實現(xiàn)WEB GIS服務等功能；在部分河段實現(xiàn)反映航道地形地貌、兩岸重要物標屬性、相關(guān)聯(lián)圖片和文檔的瀏覽查詢，以及水位變化、航標、船舶的動態(tài)顯示與監(jiān)控功能的三維系統(tǒng)。

南瀏段數(shù)字航道示范工程成功之處是利用電子海圖核心技術(shù)，結(jié)合內(nèi)河航道特點，在遵循相關(guān)國際標準和國內(nèi)技術(shù)規(guī)范的前提下，有機地融人大量內(nèi)河航道要素，形成具有內(nèi)河航道特色的電子航道圖技術(shù)體系，解決了電子航道圖的任意分幅、自動生成與修正、數(shù)據(jù)保護和檢驗等關(guān)鍵技術(shù)問題。

基于南瀏段數(shù)字航道示范工程的成功探索，長江數(shù)字航道的總體框架也基本成型，那就是綜合運用遙感、遙測、地理信息系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)絡、通信、計算機模擬、多媒體等多種技術(shù)對航道業(yè)務流程、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務進行虛擬化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智慧化和可視化，達到對航道管轄區(qū)域、管理對象和管理活動的數(shù)字化。

目前，長江數(shù)字航道已經(jīng)基本建成，為后續(xù)的智慧升級奠定了堅實的基礎。

“智慧”起步

智慧航運是在數(shù)字航道基礎上，利用云計算技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進行整理分析，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息、從信息到知識、從知識到洞察力的過程，實現(xiàn)航道管理和服務更加深入的智慧化，并利用人工智慧與智慧控制技術(shù)，實現(xiàn)航道管理養(yǎng)護的智慧決策以及養(yǎng)護過程的智慧控制，大大提高了數(shù)字航道服務能力。其次，數(shù)字航道的技術(shù)基礎為IT和通信技術(shù)，其核心任務是實現(xiàn)航道要素信息的自動化采集、分析、處理以及數(shù)字化模型的建立等。智慧航運道則通過機器人、智慧傳感器（智慧相機、智慧信號處理系統(tǒng)），等手段實現(xiàn)航道要素以及船舶要素透徹的感知。實現(xiàn)航道與船舶智慧協(xié)同，達到最大化利用航道資源。同時，智慧航運通過數(shù)據(jù)融合以及數(shù)據(jù)挖掘方法獲取特征級數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)冗余，同時結(jié)合各種航道要素數(shù)學模型，利用數(shù)據(jù)同化方法，獲取精細化航道要素數(shù)據(jù)，從而提高航道要素原始數(shù)據(jù)質(zhì)量。

長江航道局局長熊學斌表示，長江航道作為世界上運量最大的內(nèi)河航道，社會各界對航道的公共服務能力、水平都提出了新的需求，沿江地方政府、港航管理部門、港航企業(yè)迫切希望最大限度地利用航道資源，全面及時地了解航道信息的發(fā)布更新，并充分實現(xiàn)信息資源的交流共享，智慧航道正是為滿足這些要求而誕生。長江智慧航道的全面建成將推動長江航道四個轉(zhuǎn)型與四個跨越的實現(xiàn)——全面感知、廣泛互聯(lián)、深度融合、智慧應用、機制完善。

長江智慧航道的建設是以自主研發(fā)的、具有世界領(lǐng)先水平的長江電子航道圖系統(tǒng)為基礎，將航道管理和對外服務從傳統(tǒng)模式全面轉(zhuǎn)入數(shù)字化和信息化模式。具體的講，就是往來船舶會獲得更為全面透徹的航道信息，通過智慧傳感器、射頻識別、無線傳感網(wǎng)絡等手段，從空中、水面、水下實現(xiàn)航道要素信息全方位透徹的獲取。基于航道演變的模型將計算出高分辨率的航道水位、水深、流速、流態(tài)，全方位實現(xiàn)航道通航要素信息的精細感知。與此同時，已獲得的信息將以各種方式嵌入互聯(lián)網(wǎng)，與用戶的感知工具連接，依托正在建設的多功能電子航道圖系統(tǒng)，利用三維顯示技術(shù)，實現(xiàn)航道信息實時、順暢地交流。

在強大而全面的信息數(shù)據(jù)支撐下，電子航道圖系統(tǒng)將利用云計算技術(shù)對得到的海量數(shù)據(jù)進行整理分析，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息，從信息到知識，從知識到運用的過程，進而將航道信息全面定制化服務，并通過多源航道信息服務發(fā)布平臺，為需要的用戶實現(xiàn)實時的、便捷的航道信息服務。相應的，基于航道信息庫和人工智慧技術(shù)，長江航道的管理也會更加科學化，管理人員將利用遙測遙控與智慧控制技術(shù)，對航道船舶、航標狀態(tài)進行主動監(jiān)測與智慧控制，實現(xiàn)航道養(yǎng)護過程的智慧化。

目前長江智慧航道的建設已經(jīng)得到了交通運輸部的高度重視，并作為調(diào)結(jié)構(gòu)的示范項目納入部“十二五”水運建設工程。到2015年，長江上將初步建立全面感知、廣泛互聯(lián)、深度融合、智慧應用、機制完善的智慧航道系統(tǒng)，實現(xiàn)航標、水深的動態(tài)感知與揭示，實現(xiàn)航道信息實時動態(tài)便捷的發(fā)布，并初步實現(xiàn)航道維護管理科學化、綜合服務便捷化、內(nèi)部管理精細化。屆時，智慧系統(tǒng)將為長江上的行輪提供詳細的航道水深，計算出最合理的貨物裝載量和最佳的航行路線，在江上駕駛行輪會像在陸地上駕駛擁有GPs導航系統(tǒng)的汽車一樣輕松自如。