曾曉俊，周引平，司馬俊杰

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443002）

三峽通航調(diào)度系統(tǒng)作為三峽通航的核心業(yè)務系統(tǒng)，涵蓋了申報到錨、區(qū)域聯(lián)動、安檢計劃、過閘計劃、計劃執(zhí)行等船舶過閘的全流程環(huán)節(jié)，應用于指揮中心、船閘運行、海事、航道等各個重要基層業(yè)務單位，在三峽通航業(yè)務發(fā)展的過程中起到了重要的支撐作用。

隨著國家交通強國戰(zhàn)略和智能交通的推進實施，長江黃金水道在水上交通運輸?shù)闹匾匚贿M一步凸顯，三峽通航過壩運輸需求的不斷增長，船舶旺盛的過壩需求和三峽-葛洲壩船閘通過能力不足的矛盾越來越突出，在短時間內(nèi)沒有計劃建設新的船閘通航樞紐的當前，督促三峽通航必須進一步提升現(xiàn)代化、信息化，不斷加強“內(nèi)功修煉”，研究新模式，新方法。新的通航環(huán)境、新的通航管理模式對三峽通航智能調(diào)度提出了新要求。

1 國內(nèi)外通航樞紐智能調(diào)度系統(tǒng)建設現(xiàn)狀

密西西比河是美國內(nèi)河五大航道體系之一，其航道基本都實行了統(tǒng)一標準化，大范圍地使用了地理信息系統(tǒng)、因特網(wǎng)、電子海圖及顯示系統(tǒng)、自動識別系統(tǒng)、因特網(wǎng)技術等輔助船舶通航調(diào)度。

我國蘇北船閘智能調(diào)度通過建立待閘船舶過閘行為的數(shù)學分析模型，從船舶待閘時間、閘室利用率及船員待閘心理等因素多重考量，進行了多閘智能排擋過閘技術研究與應用，以圖型化呈現(xiàn)并可通過“船訊通”手機端將排檔圖推送給船舶，船舶按排檔圖閘外編組后進閘，以提高過閘效率。

西江船閘開發(fā)建設了智能化的交通調(diào)度系統(tǒng)，采用計算機網(wǎng)絡技術以及衛(wèi)星探測技術，生成航運圖，對航運信息進行發(fā)布，并形成一體化的動態(tài)型服務系統(tǒng)。智能調(diào)度系統(tǒng)可以在船舶數(shù)量超過航道通行能力的時候，科學調(diào)度確保航運價值量最大的船舶簽證數(shù)量，合理管控船舶出港簽證和梯級船閘上、下行船舶數(shù)量。

2 三峽通航智能調(diào)度現(xiàn)狀分析

現(xiàn)有的三峽通航調(diào)度系統(tǒng)是交通運輸部2008 年投資建設的，系統(tǒng)實現(xiàn)了三峽-葛洲壩聯(lián)合調(diào)度，并與部分相關業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)一定程度的數(shù)據(jù)共享，在三峽通航調(diào)度工作中發(fā)揮了重要的作用，貨運量逐年上升。但隨著日益增長的船舶過壩需求，樞紐通過能力不足逐漸形成長江水運“腸梗阻”。為了緩解三峽河段的船舶長時間滯留和錨位不足，減少船舶待閘時間，降低轄區(qū)安全風險和通航壓力，保障三峽壩區(qū)和長江干線通航安全有序，2017 年以來，相繼實行了長江干線過閘船舶聯(lián)動控制和三峽過閘船舶100%安檢，三峽-葛洲壩梯級樞紐的調(diào)度水域從原77.7 公里向上下游拓展至542 公里。隨著過壩流程發(fā)生變化、管理要求不斷提升、管轄的水域范圍明顯增大，調(diào)度系統(tǒng)處理的船舶大量增加，業(yè)務流程更加復雜交叉，由此帶來了新的調(diào)度管理難題，主要包括：

（1）遠程精準調(diào)度難。三峽水域不同時期的通航條件變化大，兩壩的通道規(guī)模大小不一，船舶尺度和技術狀態(tài)差異大，船舶與通航設施匹配難；距離遠，船舶多，時間長，變動大，維持船舶過閘公平，兼顧重點優(yōu)先，船舶科學組合和精準調(diào)度適配難。

（2）沿途有序管控難。過壩船舶沿途分布待閘，船舶行為監(jiān)測手段少、精度低，同時，100%安檢要求下，需指導船舶沿途遵守調(diào)度要求，及時自檢、按時到達安檢水域，并實時掌握船舶和船員的異常動態(tài)，船舶有序到達三峽水域管控難。

（3）信息有效交互難。傳統(tǒng)的船岸信息交互方式單一，承載信息量少，覆蓋范圍小；不同部門信息服務碎片化；信息交互實時性和個性化不足，不能適應跨區(qū)域的精準調(diào)度和管控。

3 智能調(diào)度系統(tǒng)建設目標需求分析

結合國內(nèi)外智能調(diào)度情況分析和三峽通航調(diào)度業(yè)務需求分析，三峽通航智能調(diào)度系統(tǒng)建設問題更多、難度更大，需要實現(xiàn)主要目標需求如下：

3.1 提高通航調(diào)度組織水平和管理能力

通過智能調(diào)度，發(fā)揮指揮中樞作用，實現(xiàn)動態(tài)計劃、自動計劃。將原先的鏈式調(diào)度模式延伸到核心水域外，使轄區(qū)船舶通航調(diào)度由原先的“單個船舶調(diào)度”轉變?yōu)椤岸鄠€閘次的有序聯(lián)動”，顯著提高通航調(diào)度組織和聯(lián)動控制水平。

3.2 提高過壩安檢效率和錨泊管理能力

自動編制智能安檢計劃，使安檢工作從原先的“一艘一艘檢查”轉變?yōu)椤耙婚l一閘檢查”，提升安檢工作的效率。

根據(jù)智能計劃實現(xiàn)智能指泊，根據(jù)閘次預安排將同閘次船舶調(diào)度至同一錨泊位置，不僅提高了錨泊管理能力，也降低了發(fā)航時船舶交匯引起的安全風險。

3.3 提高通航安全保障水平

通過智能調(diào)度，實現(xiàn)常規(guī)性工作由系統(tǒng)自動處理，異常情況時，系統(tǒng)主動提示、告警。

3.4 提升應急指揮和服務能力

消除信息孤島，形成縱貫流域數(shù)據(jù)共享體系，覆蓋通航管理各領域，建立時空同步的通航運行態(tài)勢信息展示，使通航管理協(xié)調(diào)、調(diào)度指揮可視化、場景化；實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、系統(tǒng)整合、部門聯(lián)動、指揮高效的“一站式”管理模式。

4 智能調(diào)度系統(tǒng)建設功能需求分析

三峽智能調(diào)度系統(tǒng)的建設，需要提升業(yè)務協(xié)同和智能化應用水平，基于數(shù)據(jù)資源深度整合部門間、區(qū)域間、環(huán)節(jié)間的各項業(yè)務，跨單位、跨區(qū)域、跨運輸方式融合發(fā)展，實現(xiàn)集船舶過閘申報、到錨、待閘、安檢、過閘等全過程計劃編制和指揮調(diào)度于一體的全智能化通航調(diào)度，實現(xiàn)調(diào)度業(yè)務的自學習和自適應，滿足船舶管理、通航調(diào)度、錨泊管理、海事安檢、誠信管理、船閘運行等業(yè)務管理的需要，實現(xiàn)通航調(diào)度的全水域覆蓋、全節(jié)點統(tǒng)籌、全流程動態(tài)掌控。

（1）通航要素信息全能感知。系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術、數(shù)據(jù)挖掘、多系統(tǒng)信息共享、圖像識別、傳感器應用、對接獲取其他管理部門信息等知道的相關數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，為通航調(diào)度提供輔助決策。

（2）調(diào)度計劃智能編制。系統(tǒng)能夠采集獲取通航環(huán)境、建筑物運行狀態(tài)信息，深層次“內(nèi)化”管理規(guī)則并自動調(diào)用，自動編制統(tǒng)一的滾動計劃，涵蓋預期計劃、聯(lián)動計劃、過閘計劃、安檢計劃、排檔計劃等五個方面，并根據(jù)實時運行情況智能調(diào)整與發(fā)布。

（3）全程全線調(diào)度智能管控。根據(jù)船舶過壩計劃執(zhí)行情況，通過系統(tǒng)智能化實現(xiàn)聯(lián)動控制功能、計劃執(zhí)行功能、信號控制功能、錨地管理功能，并對智能調(diào)度管理期間船舶航行情況進行全程跟蹤，實現(xiàn)助航、監(jiān)管等服務。

（4）通航調(diào)度范圍全干線。在長江干線采取開放式申報，擴大聯(lián)動控制區(qū)域邊界至全干線，實現(xiàn)船舶過壩申報水域范圍覆蓋整個長江干線，申報即排隊。

（5）聯(lián)動控制和安全管控全鏈接。船舶從申報過閘開始，即進入全程聯(lián)動控制和安全管控中，具體流程如下：港口出港申報→聯(lián)動控制沿途海事管控→過閘安檢→調(diào)度發(fā)航→過閘指揮，整個過程全程聯(lián)動、有效銜接，有效消除監(jiān)管盲區(qū)。

（6）全面自動統(tǒng)計分析及信息展示。建立調(diào)度數(shù)據(jù)分中心，實現(xiàn)通航管理中采集、生成的所有動、靜態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。實現(xiàn)所有的通航數(shù)據(jù)均可查詢，所有的查詢均可統(tǒng)計，系統(tǒng)可以自動對所有數(shù)據(jù)進行清洗與分類，在數(shù)據(jù)庫里都有對應的指標輸入與輸出，所有指標能實現(xiàn)自定義導出。

（7）通航動態(tài)管理全適時。對通航要素適時研判，通過一張圖集中展示轄區(qū)運行態(tài)勢，系統(tǒng)也能實時感知當前船舶調(diào)度形勢，給出未來調(diào)度形勢的研判、預警和相關建議。

（8）個性化智慧助航信息服務。智慧助航信息服務可實現(xiàn)靜態(tài)信息自主查詢，動態(tài)信息主動獲取；泛化普適信息定時例行發(fā)布公示，特別關注信息點對點或一對多適時推送被動接收，信息服務范圍貫穿船舶申報過閘全流程，信息服務內(nèi)容可按需求項自定義多源融合關聯(lián)，實現(xiàn)船-閘-航道-錨地等通航資源的高效協(xié)同利用

（9）“三船”全生命周期信息管理。根據(jù)船舶過壩需求和管理需要，安全性、兼容性、高質量的“三船”數(shù)據(jù)庫自動多維度、多觸點集成船舶港口、碼頭作業(yè)信息及過壩信息、船員從業(yè)信息、船公司經(jīng)營信息；基于船舶過壩航次進程，實時更新、存儲、交換“三船”數(shù)據(jù)信息；實時提供數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析報告等可視化的一站式數(shù)據(jù)服務。

5 智能調(diào)度系統(tǒng)建設技術需求分析

三峽智能調(diào)度系統(tǒng)的建設，需要通過大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)據(jù)融合等技術，建設一套智能管理綜合信息系統(tǒng)，提升業(yè)務協(xié)同和智能化應用水平。

（1）信息采集需求。建立健全“三船”基礎數(shù)據(jù)、通航環(huán)境數(shù)據(jù)、船舶航行計劃、船舶裝載信息、船舶誠信信息、通航建筑物狀態(tài)等基礎信息。

（2）數(shù)據(jù)分析整合需求。完善船舶申報、智能計劃、錨泊管理、船舶安檢、計劃執(zhí)行、信號控制等模塊數(shù)據(jù)分析和計算，建立相應的算法并實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合。

（3）綜合安全調(diào)度指揮需求。實現(xiàn)一個集預案、視頻、圖片、語音、定位、地理位置等信息為一體的三峽通航調(diào)度綜合指揮系統(tǒng)，可以通過對接沿江船舶進出港系統(tǒng)或報關系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)船舶遠程申報信息智能識別和數(shù)據(jù)自動填報，提升智能化水平。能夠優(yōu)化各環(huán)節(jié)的銜接時間，通過船舶定位數(shù)據(jù)采集分析、閘室內(nèi)圖像識別分析，閘次運行狀態(tài)及時間自動給出發(fā)航信號。

（4）便民服務保障需求。根據(jù)各類需要向船方推送消息，為船方提供各類通航信息服務自助查詢、助航服務提示通知推送、提供便民事項在線辦理、在線課堂、通航公告等內(nèi)容；

（5）易用性需求。要求操作簡單，操作人員能快速掌握系統(tǒng)、減少人工處理，避免數(shù)據(jù)重復錄入；重要數(shù)據(jù)支持多種數(shù)據(jù)格式導出功能。

（6）可靠性需求。支持系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)的定期自動備份、不定期人工備份及異地備份，數(shù)據(jù)出現(xiàn)損壞可及時進行數(shù)據(jù)恢復，在系統(tǒng)異常情況下，能在約束的時間范圍內(nèi)快速恢復。

（7）安全防護需求。滿足主機安全、操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全、安全審計等要求。

6 結語

智能調(diào)度已經(jīng)成為三峽通航發(fā)展的新趨勢，建設高效性、經(jīng)濟性、合理性的智能化調(diào)度系統(tǒng)，將極大提高通航調(diào)度組織水平和管理能力，提高過壩安檢效率和錨泊管理能力，提高通航安全保障水平，提高三峽通航服務能力。將來該系統(tǒng)建設技術成果還可以推廣到京杭大運河船閘、嘉陵江梯級船閘、金沙江梯級船閘、以及國內(nèi)其他的內(nèi)河樞紐的運行管理中，促進行業(yè)技術的共同進步與發(fā)展。