浅析闽江内河航道航标现状及信息化管理

■吴益新 陈红齐

(福州航标处，福州 350001)

1 引言

内河水运是流域经济社会可持续发展的战略资源，其具有通过能力大、运输成本低、能源消耗少、对环境污染小的优势。闽江作为我省内河航运黄金水道，加快闽江内河水运发展，扩大闽江内河水路运输能力，提高水路运输占综合运输体系的比重，是建设海峡西岸经济区节约型交通的有效途径。因此，提高闽江内河航道运输的质量以及效率将成为福建打造“海丝核心区”交通发展环节的一项重要内容。

在科学技术日新月异的时代，信息化渗透于各行各业，而闽江内河航道航标科学管理与信息化规划[1]，是内河航道能够安全运输的保证，同时也可以提高航标管理部门的工作效率，从而更好的为“海丝核心区”建设提供全面的航运服务保障。

2 航标管理现状分析

2.1 闽江干流福州至南平航道建设规模

根据 《闽江干流福州至南平航道整治工程初步设计》[2]，闽江干流航道从马尾罗星塔经闽江南港至南平延福门全长约188km，为内河Ⅳ级航道。其中马尾罗星塔至水口反调节航运枢纽航段长约82km，通航1000吨级闽江干流标准运输船舶，兼顾1000吨级闽江江海直达货船通航要求；水口反调节航运枢纽至南平延福门航段长约106km，通航500吨级闽江干流标准运输船舶，兼顾1000吨级闽江干流标准运输船舶和500吨级闽江江海直达货船通航要求。

2.2 闽江内河航道航标整治情况

闽江干流解放大桥-水口坝下航段航标配布较为完整，基本可以沿用，而观音歧及反调节航运枢纽附近航段航线有进行调整，航标也需随之调整，白沙-小赖附近航标配布不足以满足航道需求也需调整；水口以上至延福门航段航标流失严重，需重新配布助航标志。

根据航道的具体情况需要，本方案主要调整配布三种类型航标：沿岸标、过河标座、浮标。另闽江干流马尾-南平延福门航道上现有桥梁34座，除北港14座桥梁(含拟建)外，均需新设桥涵标。

航道整治工程共新设Φ1.5m浮标22座、移位浮标1座；新设过河标6座，移除过河标5座；新设沿岸标11座，移位沿岸标1座，移除沿岸标1座，新设桥涵标22座。

2.3 闽江内河航道航标管理情况分析

根据《闽江干流福州至南平航道整治工程初步设计》中调研情况，目前闽江内河航道航标存在流失严重问题，可见在航标维护管理上存在不到位的问题。而整治后又将增加更多航标，将给未来的闽江内河航道的航标维护提出更高的管理要求，需要结合整治后的具体情况，给出更科学更合理的管理方式，维护航标正常，保证航道运输安全。

3 航标信息化的应用

3.1 航标的信息化

航标的信息化是以传统航标为基础，融合导助航电子信息化数据[3]，搭建通信传输、网络，在终端安装的平台上显示综合导助航信息的信息化系统。该系统不仅包含航标主体硬件，也包含采集和解析航标数据的软件，是集信息化、新材料、新光源、新能源和新技术为一身的数字航标系统，其不是孤立的一个航标，是航标专业研究和进一步发展的具有信息化辅助功能的现代航标体系，是ENAV的重要组成部分。

3.2 信息化在航标管理部门的应用

3.2.1 遥测系统在航标管理部门中的应用

航标遥测遥控系统[4]综合利用GIS、RS、GPS技术，通过前端检测终端RTU实时采集航标及其配套设备的运行数据，根据设定好的规则(即报警机制)判断设备运行状态，在航标出现失常情况时立即上报至监控中心。使用人员可通过监控大屏、电脑、手机APP或者手机短信的方式查看或接收到报警信息，并及时根据相关制度要求进行维护处理。

航标遥测遥控终端一般由RTU(RemoteTerminalU-nit)、供电系统构成，体系结构如图1所示。

3.2.2 三维仿真技术在航标管理部门中的应用

通过已经建立的二维航标管理和遥测系统[5]，应用三维仿真技术形成三维航标管理系统，该系统能够实现三维场景管理、实时监控航标状态等功能。该系统的基本功能如图2所示。

(1)三维场景管理

三维管理场景能够模拟内河水域、沿岸等要素形成的三维水域虚拟环境，也能模拟水域能见度级别不同情况下航标及水域环境的综合状况，并达到逼真的效果，从而对航标、船舶等进行动态化的监控和管理。该三维管理系统还可在已知实际的地形数据、影像数据、航道设计资料、船舶及航标资料的基础上建立三维模型，从而搭建一个真实的三维场景，促使三维航标的应用。除此之外，三维仿真技术还能依照环境和天气特点，设置各时间段里雨、雪、雾等相应的参数，对不同环境下的天气状况进行仿真模拟。

(2)航标状态实时监控与诊断

图1 航标遥测遥控终端体系结构

图2 航标三维GIS系统基本功能

三维航标管理系统中结合了遥测系统技术，该系统可搜集航标的工作电压电流、具体位置等信息，并对信息进行自动化地计算、存储，然后发送给监控中心，同时也可以接受监控中心的指令，因此航标管理部门可以远距离且全天候的监测控制航标的工作状态、空间位置等，使得在航标出现故障后可以得到及时的修复处理。

3.2.3 云计算在航标管理部门中的应用

航标管理中的内部管理、与外部交流沟通和拓展服务等功能均为云计算[6]功能应用。而拓展服务是指通过云计算数据搜集处理系统全面了解各方面的信息，评估内部工作人员的工作，分析员工的工作情况和潜在能力，从而对每个员工的培训进行规划。

4 闽江内河航道航标信息化管理

4.1 信息化在航标管理部门的重要意义

信息化的引入，可以一定程度降低工作人员的工作强度，提高管理效率。传统的航标管理依靠的是定时地巡检船只和工作人员对航标进行维护和检查，这样将带来大量的劳动，还不能及时地对问题航标进行维修。航标管理信息化管理可以利用全球定位系统，地理位置信息系统，遥感技术和现代通信技术等，高效科学的管理航标，及时掌握航标的运行状况，有针对性的对航标进行维修，提高航标的利用效率，降低航标的管理和维护成本，减轻了工作人员的工作负担。

4.2 闽江内河航道信息化管理的分析

鉴于闽江内河航道较长且复杂，给日常巡检带来极大的困难与工作量，而内河航道的整治工程又会增加航标的配布，进一步加大航标管理与维护的工作量。考虑到航标信息化是一个系统工程，应根据管理部门的实际情况，逐步推进。目前闽江内河航道航标管理维护工作最需要解决的是提高现有的航标维护水平和管理效率，从而进一步保障航道的安全畅通和航运过程的经济高效，为“海丝核心区”建设提供全面的航运服务保障。

4.3 三种信息化手段应用的分析

4.3.1 航标遥测遥控系统

2005年交通部就在西江下游、莲沙容水道安装了航标遥测遥控系统的示范项目，标志着广东省开始应用航标遥测遥控系统。自航标遥测遥控系统安装以来，系统运行稳定可靠，通过十多年的推广应用，目前航标遥测遥控系统已经广泛应用于沿海、沿江及内河航道，并且设备稳定性和报警准确性不断提高，规范制度完善，系统使用成熟。闽江内河航道航标管理引入如上的航标遥测遥控系统技术手段，对航标状态加以实时监控，可以主动掌握航标动态，能有效提高对航标失常情况的处理效率。

4.3.2 三维航标管理系统

三维航标管理系统将航标遥测平台、三维GIS与虚拟现实有机结合，其直观的三维可视化弥补了二维系统无法表现航标外观与周围复杂环境的互动视觉效应的缺憾，有助于提高航标信息化监控效率和事故快速反应能力。该系统必须建立在有航标遥测遥控系统之上，所以其功能比航标遥测遥控系统强，但是发展晚于航标的遥测遥控系统，投入相对也较高，如果只考虑提高航标维护水平和管理效率，其经济性较差于航标遥测遥控系统。

4.3.3 云计算功能应用

云计算是近几年才兴起的一项高新技术，其可为航标信息化未来的智能、集群与节能管理提供更加先进的技术支持。目前我国尚未有一个完善、全面的航标信息云计算应用平台，但已有航标云计算应用雏形系统——厦门航标处航标业务综合信息管理平台。相较于前面两个系统在航标管理中的应用，云计算目前还处于不断完善与发展中。

综上所述，建议在闽江内河航道整治工程中，同时考虑航标管理的信息化建设，可以第一步配套建立闽江内河航道的航标遥测遥控系统，提高航标维护水平和管理效率。还应在后续的航标维护管理中，及时引进新的技术，不断提高管理水平，为“海丝核心区”建设提供更好的航运服务保障。

5 总结

航标遥测遥控系统，具有准确性、便捷性、稳定性的工作特点和功能优势，对航道维护水平和管理效率可以起到明显的提升。闽江内河航道若引入航标遥测遥控系统，还应在使用过程中不断积累经验与数据，利用系统主动掌握航标动态、分析报警数据，对航标的整体配套设备(如航标灯、蓄电池、太阳能板)及航标的部署(例如经常被撞等)及整体缺陷问题进行深化研究，从而进一步优化航标整体配套设备和航标配布方案，降低航标故障率和航标作业风险，有效提升航道的维护管理效率，确保航道的安全性和高效性。