楊朝，楊凱

（長江南京航道工程局，江蘇 南京 210098）

1 前言

長江是我國的黃金航道，也是我國運輸量最大的河流。近年，長江航道信息智能水平不斷提高。創(chuàng)建智能頻道后，頻道管理員可以使用人工智能技術來利用電視和遠程控制技術以及智能控制技術。為了實現(xiàn)有效的維護和管理，對船舶和導航設備的狀況進行了積極的監(jiān)測和控制，提高了長江的科學管理水平。隨著航道智能系統(tǒng)的建立和完善，關于航道的水位信息、航標位置、河床地形等大數(shù)據(jù)會日益完善，大數(shù)據(jù)技術的應用，能夠在最短的時間內(nèi)判斷出河床變化、預測水位，還可以開展其他具有復雜性的管理工作，幫助智慧水道得到更好發(fā)展。

2 大數(shù)據(jù)概述

2.1 大數(shù)據(jù)基本概念

大數(shù)據(jù)是無法在適當情況下使用傳統(tǒng)軟件工具捕獲，操縱和處理的數(shù)據(jù)的集合。大量的、高增長和多樣化的信息資產(chǎn)需要一種創(chuàng)新的處理模型，該模型能夠有效地進行決策，洞察力以及發(fā)現(xiàn)和性能優(yōu)化。

2.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

美國的大數(shù)據(jù)已經(jīng)覆蓋了醫(yī)藥、教育、交通等領域，也創(chuàng)造了很多經(jīng)濟價值。在交通行業(yè)，大數(shù)據(jù)正在改變?nèi)藗兊娜粘３鲂辛晳T。可以通過移動設備、車輛和傳感器系統(tǒng)獲取實時交通信息，幫助人們做出決策。在巴西，政府已開始利用大數(shù)據(jù)技術建設海洋部門的整體資產(chǎn)和基礎設施，從而降低成本并滿足快速響應的要求。與國外相比，大數(shù)據(jù)在中國起步較晚。在我國，2013年“中國智能交通與大數(shù)據(jù)技術峰會”在北京舉辦至2013年，強調(diào)交通運輸業(yè)也將進入新一代高速發(fā)展體制，即大數(shù)據(jù)技術。

智能水路建設是智能交通的重要組成部分，有四個主要路堤。水文信息服務，航路信息服務，決策服務和管理監(jiān)控服務將被替代。最高級別的陸路運輸管理是美國的密西西比河以及歐洲的萊茵河-多瑙河。由于美國政府的極大興趣，密西西比州體系已有百余年的歷史。尤其是在過去的五十年時間里，它已成為世界上最發(fā)達，最復雜的內(nèi)需網(wǎng)絡之一，并受到嚴格管制。當前，湄公河交通狀況良好，短途導航設備，無線電導航系統(tǒng)，通信系統(tǒng)和海上交通信息系統(tǒng)的建設和分配已基本完成。此外，歐洲正在逐步改善內(nèi)陸水道管理，并且是第一個引入內(nèi)陸水信息服務（RIS）概念以改善交通狀況的國家。借助RIS 提供的常規(guī)信息服務，可以簡化內(nèi)部流量管理并降低安全性和環(huán)境風險。它在運輸方面也是現(xiàn)代的，在陸路運輸和其他運輸方式之間提供了接口。該信息系統(tǒng)預計將在未來幾年內(nèi)實施。鑒于以上兩個講座的規(guī)劃和發(fā)展，沒有人介紹數(shù)字水路的總體概念。如果沒有為數(shù)字通道建立完整的維護，管理和服務系統(tǒng)，則只能實現(xiàn)不同專用系統(tǒng)之間的簡單協(xié)作。

3 大數(shù)據(jù)在航道維護和水運交通發(fā)展應用經(jīng)驗與啟示

3.1 輔助航道養(yǎng)護

通常，關于航道的保養(yǎng)以及維護工作必須充分的考慮到水平線以及水的深度，才可以設置正確的航標。航標異常后，也就不能做到第一時間知道，航標的恢復有一定的延遲。在智能航道中，通過信標傳感器網(wǎng)絡，實時監(jiān)測明亮數(shù)據(jù)及周邊環(huán)境，然后對相關數(shù)據(jù)進行分析，自動分析該位置當前外部環(huán)境中信標故障的風險等級，保存領先水道管理部門的閃閃發(fā)光的維護。當水位頻繁變化時，部分航道會自動安裝虛擬導航標志，虛擬導航標志會根據(jù)水位和河床地形的變化進行適當調(diào)整，這就充分地保障整個航道是可以正常、安全通過的。

3.2 輔助航道河床演變分析

以往分析河床演化，通常以渠道要素基礎資料為基礎，結合歷史資料，根據(jù)河流沉積物工程等理論進行分析推導。由于數(shù)據(jù)量小，這種分析方法無法定量地推斷出通道點變化。在智能航道中，建立航道檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)獲取整個航道的岸邊數(shù)據(jù)的功能。通過大數(shù)據(jù)的分析，可及時預測航道的發(fā)展趨勢，改善以往需要測量航道，才能預測航道演變的方法。航道管理部門可根據(jù)大數(shù)據(jù)對航道發(fā)展趨勢的分析和預測，制定相應的航道維護措施。

3.3 深化數(shù)據(jù)應用

航道數(shù)據(jù)是航道維護中重要的資源，是航道維護單位的綜合實力的體現(xiàn)。根據(jù)中國信息通信研究院發(fā)布的《大數(shù)據(jù)白皮書（2018）》，一些應用大數(shù)據(jù)的行業(yè)通常只使用以下四種需求。第一，搭建綜合化的大數(shù)據(jù)平臺；第二，建立科學的數(shù)據(jù)管理體系；第三，創(chuàng)建更多民用數(shù)據(jù)應用；第四，設置強大的數(shù)據(jù)管理維護部門。近幾年，長江數(shù)字航道建設和長江航道電子地圖的開發(fā)的大范圍運用，也踐行了這些理念。

在技術飛速發(fā)展、思維不斷創(chuàng)新的當今，我們需要依靠已有的基礎和經(jīng)驗，探索出實用的辦法，利用新興的科學技術，增強航道信息管理服務能力，繼續(xù)優(yōu)化完善航道大數(shù)據(jù)的應用。開創(chuàng)航道網(wǎng)絡服務模式，所以，就必須充分地結合資源與需求，根據(jù)需求來積極向用戶們提供智能航道信息服務。

（1）探索數(shù)據(jù)資源并組合資源以了解通道數(shù)據(jù)資產(chǎn)的當前狀態(tài)。實施科學準確的數(shù)據(jù)驗證，收集數(shù)據(jù)用于數(shù)據(jù)挖掘、分析、開發(fā)和應用。根據(jù)航道管理維護部門、港口企業(yè)、航運企業(yè)及各類船舶等不同服務主體的特點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鱾€領域的技術。共享和開放數(shù)據(jù)的發(fā)展可以得到有效推動。深入了解內(nèi)河航道信息服務大數(shù)據(jù)技術應用方法，提出打造航道數(shù)據(jù)服務大數(shù)據(jù)分析應用場景，確定內(nèi)河航道綜合服務體系關鍵技術指標，創(chuàng)建內(nèi)外部數(shù)據(jù)源并將其整合到內(nèi)河航道中，以智能終端為載體，共享數(shù)據(jù)價值。

（2）深入分析需求，因為用戶類型不同，比如，航運企業(yè)、港口、海事管理單位，需根據(jù)不同分類，選擇相應的航道信息服務框架，分析不同類用戶的需求，達到航道管理面對不同類型客戶綜合服務的目的。利用大數(shù)據(jù)技術，分析提取各類學科、不同渠道的數(shù)據(jù)，了解航運、港口企業(yè)、海事等用戶的需求，針對不同客戶需求進行優(yōu)化，配置服務資源，完善服務體系，提供更有針對性、更智能的信息資源服務。

4 大數(shù)據(jù)時代的智能航道系統(tǒng)發(fā)展趨勢

在信息時代，需要使用基于云和物聯(lián)網(wǎng)技術的大數(shù)據(jù)技術。有效促進信息技術的全面發(fā)展和航道生產(chǎn)與服務管理，認識到優(yōu)質(zhì)內(nèi)部管理和外部服務的升級。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，我們正在長江上推廣和銷售移動互聯(lián)網(wǎng)技術。我們使用傳統(tǒng)的低成本設備來代替昂貴的設備（例如，移動應用程序開發(fā)），并且始終使用高速訪問來替代以前的專用訪問方法。這將鼓勵推廣和使用水文、氣象和電子系統(tǒng)。同時，從大數(shù)據(jù)和大運輸?shù)慕嵌瓤?，它可以通過信息交換和資源共享使用而被整合到各種運輸要素中，例如運輸流程，貨運流程，三峽船閘信息和港口狀況。通過更加高效，便捷的渠道信息服務，將建立一個完整的服務平臺，并向社會用戶開放。

5 結語

長江電子地圖和數(shù)字航道建設的應用，奠定了大數(shù)據(jù)在智慧長江的發(fā)展應用基礎。物聯(lián)網(wǎng)、云計算基礎設施，地理空間基礎設施和信息技術、社交網(wǎng)絡和 Web應用程序作為工具和方法集成了集成的全媒體通信和智能導航。提供基礎設施建設和技術補充，也就表明在未來，航道信息化目標的實現(xiàn)會遇到更多的困難與問題。包括在制定下相關制度、標準以及創(chuàng)新技術，管理、應用和保護數(shù)據(jù)方面還有很多的工作要做。注意到國家的智能交通已經(jīng)得到了發(fā)展，長江智能航道也同樣如此，加上分布式計算等技術持續(xù)發(fā)展變得完善之后，和大數(shù)據(jù)發(fā)展一樣，很多領域都出現(xiàn)了迅猛發(fā)展的趨勢。智慧長江航道建設將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如果依舊要使用傳統(tǒng)的處理與分析方法顯然不能充分地滿足未來需求。本文介紹了大數(shù)據(jù)理念，分析了大數(shù)據(jù)的性質(zhì)，并為航道智能化建設提供了解決方案和參考方法。