内河新一代航运系统构建的思考

摘 要：内河航运是综合运输体系和水资源综合利用的重要组成部分，在促进流域经济发展、优化产业布局、服务对外开放等方面发挥着重要作用，具有货物适应能力强、单位承运主体运量大、单位质量物流成本低、能耗小污染低等优势，但运输网络整体布局亟需完善，科技创新应用不足，资源集约利用水平和系统韧性有待提升。本文简述了我国内河航运的发展现状，对当前制约发展的主要问题进行了总结，根据未来水路交通的绿色、智能和韧性的发展趋势，提出了内河新一代航运系统的构想和发展建议，为内河运输的技术创新和融合应用提出了创新思路。

关键词：内河新一代航运系统;国家综合立体交通网;碳达峰、碳中和;示范应用

中图分类号：U692.5+1       文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）05-0006-03

我国内河水运资源丰富，近年来，内河船舶大型化、标准化、专业化发展趋势明显，内河高等级航道建设取得显著成效，形成了“两横一纵两网十八线”航运网络，但仍存在运输装备发展质量不高、基础设施有效供给不充分、运输组织和服务效率效益低、市场集约化水平不足、航运安全体系不完善、科技创新投入少等问题，导致其发展相对落后，成为综合运输体系的“短板”。建设内河新一代航运系统，培育“岸基驾控为主，船端值守为辅”营运组织新模式、新业态，深化交通运输与相关产业协同融合，提升客货运输服务品质，打造绿色、智能、安全、高效的现代航运物流系统，实现体系性升级改造，对融入交通强国建设和国家综合立体交通网构建，发挥内河航运优势，支撑现代化经济体系和社会主义现代化强国建设，具有重要意义。

1 内河航运发展现状

改革开放特别是近10年来，我国内河航运发展取得了巨大进展，据交通运输部统计[2]，2019年年末全国拥有水上运输船舶13.16万艘，净载重量25684.97万吨，载客量88.58万客位，其中内河11.95万艘，占比为90.81%;净载重量13080.08万吨，占比为50.93%;载客量62.72万客位，占比为70.81%，为我国国民经济发展提供了有力支撑。

内河高等级航道建设成效显著，截至2019年底，全国内河航道通航里程12.73万公里，等级航道里程6.67万公里，占总里程52.4%，三级及以上航道里程1.38万公里，占总里程10.9%，三级及以上内河航道达到1.38万公里，基本形成以长江干线、西江航运干线、京杭运河、长三角和珠三角高等级航道网为主体，干支衔接、局部成网的格局。

内河港口码头大型化、专业化和机械化水平显著提高，截至2019年底，内河港口生产用码头泊位1.73万个;拥有千吨级及以上泊位接近4000个。港口工业功能、物流服务功能初步拓展，规模化、集约化水平明显提升。上海国际航运中心基本建成，武汉长江中游航运中心、重庆长江上游航运中心和南京区域性航运物流中心取得显著进展。

内河船舶大型化、标准化、专业化发展趋势明显，进入新世纪以来，在市场需求和激励政策推动下，内河船队规模实现了年均10.2%增长率的快速扩张，2019年底全国内河轮驳船总计共1.31亿净载重吨，适应了经济社会发展对内河运输运力的需求。截至2019年底，运输船舶平均吨位达到1095净载重吨，是2000年的10.6倍，形成了干散货船、集装箱船、商品汽车滚装船、液体散货船等专业化运输船队，大型化标准化、专业化趋势明显。

推动长江经济带发展，是以习近平为核心的党中央做出的重大战略部署，长江、珠江等内河航运是促进国内大循环的重要通道。国家已将“碳达峰”“碳中和”目标列入了经济和社会发展十四五规划[3]，函需进一步推动内河航运的节能减排和低碳生态发展;中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》提出了“便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠”的发展目标;在国家战略部署下，由依靠传统要素驱动向更加注重创新驱动转变[4]，构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系，“十四五”将是长江、珠江等内河航运发展的关键机遇。

2 制约内河航运发展的主要问题

（1）内河航运运输模式落后、港航装备智能化绿色化发展缓慢。内河航运组织创新是一项系统工程，涵盖市场准入、产业引导、运行监管以及基础设施配套、财税金融支持等诸多方面，相关职能分散在不同部委，与航道充分适应的内河绿色智能船舶产业标准化发展滞后;清洁能源和新能源船舶起步艰难;内河船舶的驾驶模式主要依靠船员操作，缺乏智能、远程驾驶等创新模式。

（2）内河港航基础设施条件薄弱。我国内河港口的油气回收、粉尘治理、污染物监管与接收等能力不足，航道网、能源网和通信网尚未形成有机融合;航道设施智慧服务功能不足，不足以支撑内河绿色智能船舶和航运生态发展需要。

（3）内河航运市场服务效率效益不高。内河航运经营主体分散，发展水平参差不齐，港航企业规模化、集约化、专业化严重不足;内河船员工作环境差，薪酬状况低，队伍素质及专业水平不高，成为发展瓶颈;内河船舶代理、货运代理等航运服务大多仍为传统方式，效率有待提升。

（4）内河航运科研创新投入不足。由于内河航运规模化集约化不够、投入产出见效慢，科研创新资源分散，科技专项设立少;与沿海港口和远洋船舶比较，内河港航及船舶技术差距巨大，产业链和核心配套水平相对落后。

（5）航道等级低，网格化程度不高。截止到2019年底，我國三级以上航道约占内河航道里程的10.9%，远低于美国的61%、德国的68%。内河航道网络化程度低，干支直达，区域成网，水系沟通，通江达海的能力不足，内河港口规模化、集约化发展水平低。

3 内河新一代航运系统的构成

在船岸协同环境下，传统航运的人为因素将不断弱化，船-船、船-岸、岸-岸耦合增强，系统可柔性测控，随机性减弱，系统的感知、认知、决策及控制主体逐渐从驾驶员/操作员转向机器。运行维护由船员/操作员控制执行演变为人机共驾，经历增强驾驶、辅助驾驶、智能航行、自主航行等四个特征阶段[5]，不同智能等级单元、系统、分散复杂系统混行并存，操作地点从船舶等载运装备移至岸基驾控中心，指令形式由随动操作信息、机械执行信息转化为目标任务。在没有足够人类监督和参与的情况下，能够在变化的、不可预测的交通环境“理性地行动”，由被动交通响应和优化转向主动交通管理与服务。内河新一代航运系统是通过运用高新技术实现传统航运单元要素融会贯通、自洽共享的新型水路运输系统，由绿色智能船舶、航运基础设施、岸基集控系统和交通运营服务共同组成，船舶、港口、航道物理分散但信息互联共享。

（1）绿色智能船舶：乘客与货物承运的主要载体，包括常规船舶、增强驾驶船舶、辅助驾驶船舶、远程驾驶船舶和自主航行船舶，由航行脑系统、绿色动力系统、船用机电设备、通信导航单元、船舶健康运维共同组成。

（2）航运基础设施：实现船舶时空位移的通道链路与重要节点，包括数字生态航道、智慧绿色港口和信息基础设施建设三个方面，具体为电子航道图、全息助航设施、数传通信网络与港口自动化装备。

（3）岸基集控系统：新一代航运系统指令发布终端，由岸基驾控中心完成在航船舶的驾控，对航运全过程进行监管，并在紧急情况下介入操作，船东和海事监管机构可在移动终端或第三方平台实时监测和获取信息，由综合集控中心、岸基通讯设施、远程驾控系统和移动服务终端等组成。

（4）交通运营服务：开放、共享、协同的水路交通管理与服务系统/平台，支持个性化定制，提供韧性化运营服务，集成态势预测评估、物流组织调度、水上应急救援和船舶运行控制等功能。

4 内河新一代航运系统的建设思路

坚持内河航运“绿色、智能、安全”发展理念，对接交通强国、综合立体交通网规划纲要等国家战略部署，推进内河“新一代航运系统”创新工程，贯穿系统观念，加强前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局，面向未来内河水路运输场景和航运新业态，坚持生态优先、绿色发展，整体推进、分步实施。以深化供给侧结构性改革为主线、改革创新为根本动力[6]，注重科技赋能智能绿色船舶、数字生态航道、智慧绿色港口、韧性组织运营，推动高质量发展，加强基于船岸协同的内河航运安全管控与应急搜救技术研发，构建便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠的现代化高质量国家综合立体交通网。

（1）设立内河“新一代航运系统”创新工程专项，推动内河“新一代航运系统”建设，实现“岸基驾控为主、船端值守为辅”的内河船舶运行新业态。构建内河“新一代航运系统”的顶层架构，形成内河新一代航运创新工程总体规划方案，明确内河新一代航运技术与装备发展路径和各阶段重点任务;设立科研专项推进“新一代航运系统”的技术创新，为推动创新工程提供保障。

（2）加快“新一代航运系统”的船岸一体绿色智能船舶装备研发。面向绿色生态发展、降低航运成本、减少船舶配员、提升航行安全等需求，鼓励内河船舶产业标准化，开展内河“新一代航运系统”的关键技术、核心部件与设备系统研发，面向长江、珠江和运河等水系，选取重点区域、航段，推动示范应用。

（3）建立内河“新一代航运系统”创新工程的工作机制。在交通运输部、工信部等部委的联动协调下，组建由行业主管主导、地方政府等多方协同的内河“新一代航运系统”创新工程协作组，形成 “央地联动、部际合作”工作机制。建立按照绿色清洁能源功率能耗补贴、废物回收激励等政策，设立科研专项、贴息贷款、减免税、后补贴、专项基金、鼓励社会资本进入等专项支持政策，为推动创新工程提供保障;推动一批内河“新一代航运系统”工程示范，补齐内河航运发展“短板”。

5 总结

内河新一代航运系统的建设与发展并非一蹴而就，是绿色智能船舶、航运基础设施、岸基集控系统和交通运营服务历经航运要素单元、水路交通系统、分散复杂系统等发展阶段，不断提升信息集约水平，最终达成装备自主可控、枢纽立体互联、服务安全高效的现代智能绿色航运新模式、新业态。函需突破航运系统设计规划技术、绿色智能航运装备技术、数字生态航道技术、船舶运行控制技术、交通运营组织技术、水上应急救援等关键技术，持续强化创新引领与技术驱动，制定发展路径与规范标准体系，推动内河船舶组织运营模式以岸基驾控为主，船端值守为輔，形成人-机-环、船-港-货的运转体系，探索基于船岸协同的船舶编组运输模式。通过应用计算机软硬件技术，研发船舶、港口、航道运输作业场景和岸基运控不同自主控制执行能力和智能决策水平的操作系统，分阶段、分区域、分场景开展推广示范，打破系统屏障与限制，实现内河航运高质量发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部. 内河航运发展纲要[EB/ OL]. http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/04 /content_5517185.htm， 2020-05-29.

[2]中华人民共和国交通运输部. 2019年交通运输行业发展统计公报[EB/OL]. http：//www.gov.cn/xinwen/2020- 05/12/content_5510817.htm， 2020-05-12.

[3]中国政府网. 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议[EB/OL]. http：//www.gov.cn/zhengce/2020-11/03/conten t_5556991.htm， 2020-11-03.

[4]中华人民共和国交通运输部.交通强国建设纲要[EB/OL].http：//xxgk.mot.gov.cn/jigou/zcyjs/201909/t201 90920_3273715.html， 2019-09-19.

[5]严新平， 刘佳仑， 范爱龙， 马枫， 李晨.智能船舶技术发展与趋势简述[J].船舶工程， 2020， 42（03）：15-20.

[6]中共中央， 国务院. 国家综合立体交通网规划纲要[EB/ OL]. https：//www.mot.gov.cn/guowuyuanxinxi/202102/t2 0210225_3528154.html？from=groupmessage， 2021-02-24.

基金项目：国家自然科学基金重点国际合作项目（51920105014）。