“感知”长江

孙杰贤

去年10月，长江电子航道图2，0版开始在长江干线100艘船舶上试运行。无论是黑夜白天，大雾雨雪，鼠标轻轻一点，长江的航运、建设与维护皆可展现，极大确保了航运的安全。而今年，3.0版本也将正式上线，长江航道离智慧航运更近了一步。

“数字长江”是一项宏大的信息化工程，而数字航道和智慧航运的建设则是重中之重。大幅提高长江航运安全系数，加强长江运输船舶的管理，提高航道维护管理质量，整合长江航务信息资源，挖掘长江航道的通航潜力，全面释放长江能量。这便是长江数字航道和智慧航运建设的价值和意义所在。

长江航道局在“十一五”发展规划中明确提出，“要利用5年时间，全面建成长江数字航道，初步建成长江智慧航道，基本实现长江航道现代化”的发展战略目标。

“南浏”领航

长江数字航道涵盖哪些核心内容呢？通过南浏段（南京至浏河口段）数字航道示范工程我们可见一斑。

南浏段数字航道建设是交通部确定的内河水运建设示范工程，也是长江南京航道局自主完成具有里程碑式重要意义的长江南浏段航标建设工程后实施的又一项开启内河水运新时代的重要工程。

根据长江南京航道局科技信息处副处长林海介绍，南浏段数字航道综合考虑电子航道图、系统支撑平台、航标遥测遥控、水位遥测遥报以及航道测量作业等系统及未来的扩展应用，在数据结构、数据交换、应用接口等方面进行了高度的集成。

在电子航道图系统方面，提出内河电子航道图的概念，实现数据采集、处理、编辑、审核、保护、发布等功能，同时完成数据与显示标准化验证；在航标遥测遥控系统方面，实现航标运行状态的远程遥测、遥控、报警等功能；在系统支撑平台方面，实现电子航道图信息收集和发布、浏览数据支持、改正与航行通告信息服务，以及航标、船舶、气象、港口和其他航运相关信息等方面的发布与查询服务，并同步实现WEB GIS服务等功能；在部分河段实现反映航道地形地貌、两岸重要物标属性、相关联图片和文档的浏览查询，以及水位变化、航标、船舶的动态显示与监控功能的三维系统。

南浏段数字航道示范工程成功之处是利用电子海图核心技术，结合内河航道特点，在遵循相关国际标准和国内技术规范的前提下，有机地融人大量内河航道要素，形成具有内河航道特色的电子航道图技术体系，解决了电子航道图的任意分幅、自动生成与修正、数据保护和检验等关键技术问题。

基于南浏段数字航道示范工程的成功探索，长江数字航道的总体框架也基本成型，那就是综合运用遥感、遥测、地理信息系统、宽带网络、通信、计算机模拟、多媒体等多种技术对航道业务流程、动态监测管理和辅助决策服务进行虚拟化、数字化、网络化、智慧化和可视化，达到对航道管辖区域、管理对象和管理活动的数字化。

目前，长江数字航道已经基本建成，为后续的智慧升级奠定了坚实的基础。

“智慧”起步

智慧航运是在数字航道基础上，利用云计算技术对海量数据进行整理分析，实现从数据到信息、从信息到知识、从知识到洞察力的过程，实现航道管理和服务更加深入的智慧化，并利用人工智慧与智慧控制技术，实现航道管理养护的智慧决策以及养护过程的智慧控制，大大提高了数字航道服务能力。其次，数字航道的技术基础为IT和通信技术，其核心任务是实现航道要素信息的自动化采集、分析、处理以及数字化模型的建立等。智慧航运道则通过机器人、智慧传感器（智慧相机、智慧信号处理系统），等手段实现航道要素以及船舶要素透彻的感知。实现航道与船舶智慧协同，达到最大化利用航道资源。同时，智慧航运通过数据融合以及数据挖掘方法获取特征级数据，减少数据冗余，同时结合各种航道要素数学模型，利用数据同化方法，获取精细化航道要素数据，从而提高航道要素原始数据质量。

长江航道局局长熊学斌表示，长江航道作为世界上运量最大的内河航道，社会各界对航道的公共服务能力、水平都提出了新的需求，沿江地方政府、港航管理部门、港航企业迫切希望最大限度地利用航道资源，全面及时地了解航道信息的发布更新，并充分实现信息资源的交流共享，智慧航道正是为满足这些要求而诞生。长江智慧航道的全面建成将推动长江航道四个转型与四个跨越的实现——全面感知、广泛互联、深度融合、智慧应用、机制完善。

长江智慧航道的建设是以自主研发的、具有世界领先水平的长江电子航道图系统为基础，将航道管理和对外服务从传统模式全面转入数字化和信息化模式。具体的讲，就是往来船舶会获得更为全面透彻的航道信息，通过智慧传感器、射频识别、无线传感网络等手段，从空中、水面、水下实现航道要素信息全方位透彻的获取。基于航道演变的模型将计算出高分辨率的航道水位、水深、流速、流态，全方位实现航道通航要素信息的精细感知。与此同时，已获得的信息将以各种方式嵌入互联网，与用户的感知工具连接，依托正在建设的多功能电子航道图系统，利用三维显示技术，实现航道信息实时、顺畅地交流。

在强大而全面的信息数据支撑下，电子航道图系统将利用云计算技术对得到的海量数据进行整理分析，实现从数据到信息，从信息到知识，从知识到运用的过程，进而将航道信息全面定制化服务，并通过多源航道信息服务发布平台，为需要的用户实现实时的、便捷的航道信息服务。相应的，基于航道信息库和人工智慧技术，长江航道的管理也会更加科学化，管理人员将利用遥测遥控与智慧控制技术，对航道船舶、航标状态进行主动监测与智慧控制，实现航道养护过程的智慧化。

目前长江智慧航道的建设已经得到了交通运输部的高度重视，并作为调结构的示范项目纳入部“十二五”水运建设工程。到2015年，长江上将初步建立全面感知、广泛互联、深度融合、智慧应用、机制完善的智慧航道系统，实现航标、水深的动态感知与揭示，实现航道信息实时动态便捷的发布，并初步实现航道维护管理科学化、综合服务便捷化、内部管理精细化。届时，智慧系统将为长江上的行轮提供详细的航道水深，计算出最合理的货物装载量和最佳的航行路线，在江上驾驶行轮会像在陆地上驾驶拥有GPs导航系统的汽车一样轻松自如。