港口航道工程信息化建设策略分析

◎展嘉敏 江西省赣中航道事务中心临川航道所

港口生产情况能够在一定程度上代表宏观经济整体发展态势，受到不可抗力因素影响，2020年港口航道经济发展速度减缓，但从2021年开始，我国港口航道经济逐步恢复，实现了全年155亿吨的港口货物吞吐量，与2020年相较净增10亿吨。从港口货物吞吐量GDP弹性系数来看，2019年、2020年、2021年分别为0.93、1.08、0.84，从整体消费支出来看，港口内河内贸对全国经济增长起到了促进作用，经济增长贡献率为65.4%，拉动了5.3个百分点的GDP。结合上述数据来看，港口航道工程实现经济带动效果，需以前瞻化眼光看待管理手段，加快信息化建设步伐。

1.信息化建设对于港口航道工程的重要性

结合2021年港口经济数据不难看出，港口经济实现了稳定增长，为进一步提升港口航道工程对于宏观经济建设的推动作用，应迎合产业发展形势，加强信息化建设工作，合理规划港口功能，并通过信息化科学布局，使港口航道工程能够更好地应对日益增长的吞吐货物。在港口航道工程信息化建设期间，需根据港口实际情况搭建信息化管理平台，以管理平台为手段进行港口服务升级，以战略为导向衔接多项港口航道业务，并促进多部门协同联合，以此实现港口航道工程的集成化管理，继而使服务管理、管理控制等措施能够稳定落实，使港口航道工程各阶段目标均可在既定期限内完成。随着我国产业经济的可持续发展，我国城市经济交流与国际经济活动日渐频繁，港口航道工程为更好地适应当前经济形势需转型发展，而在此期间，必须做好信息化建设工作，把握机遇，迎接挑战，促进港口航道工程综合效益的增长。

2.港口航道工程信息化建设现存缺陷

港口航道工程在长期发展中已认识到信息化建设的重要性，但其信息化建设策略存在一定缺陷。第一，功能缺失。该问题是港口航道工程信息化建设中的主要问题，所搭建的信息化管理平台无法满足所有的港口航道服务需求，导致部分功能无法依托于信息化管理平台而实现，这就造成了管理混乱局面。功能缺失不全严重影响了港口航道工程日常管理活动的开展，且无法满足水路交通事业的快速发展需求，故在水路交通事业信息化建设期间，必须重视功能板块的设计工作。第二，发展不平衡。我国港口众多，包括长三角、山东沿海、西南沿海、东南沿海等沿海港口，及苏州港、南通港、南京港、东莞港等内河港口，但各港口受到地理位置、经济水平的影响，在信息化建设方面存在布局不平衡、发展不均衡问题，而部分港口航道工程在建设期间一味模仿套用其他港口的信息化管理模式，缺乏针对性，导致信息化建设工作无法切实促进港口航道工程发展。由此可见，在信息化建设期间，应确保港口航道工程信息化管理平台良好衔接当地文化、经济，做好多产业协同。

3.信息化建设在港口航道工程中的实现策略

3.1 总体框架结构

港口航道工程在信息化建设过程中，应积极应用前沿技术，搭建集管理、存储、监督、应用为一体的港口航道工程信息化管理平台，基于信息化管理平台，可便捷化录入、发布航道信息，提高港口航道服务效率。港口航道工程搭建信息化管理平台时，应立足于实际，结合现有需求确定基本项与可选项，要求该信息化管理平台必须具备“基本项”功能，“可选项”可根据港口航道未来发展情况及现状选择是否设计。图1为港口航道工程信息化管理平台框架结构，图1中采用不同颜色标注了基本项与可选项，用于解决规避信息化管理平台功能缺失这一问题。为保障信息化管理平台功能，需做好技术赋能，可将5G通信、RFID射频识别、GIS系统、BIM技术、人工智能、北斗系统、物联网、视联网、数字孪生技术、边缘算法等融入到信息化管理平台中，以前沿技术为支撑，不断健全管理平台功能，最大限度确保该管理平台能够良好地推动港口航道工程发展建设。

图1 港口航道工程信息化管理平台框架

3.2 平台功能板块

依托于上述信息化管理平台框架结构，根据港口航道服务情况划分功能板块，从港航角度来看，可将信息化管理平台框架进一步转化为功能板块结构，具体见图2，各功能板块协同合作，共同发挥作用。

图2 平台功能板块

3.2.1 数据处理系统

数据处理系统可对港口航道工程信息化管理系统内的图形数据、历次航道普查数据等信息展开技术处理，采用数据处理技术进行归纳分析，建立数据分析模型，运用算法厘清数据间的关系，剔除重复、无效、低效数据，并将最终数据结果录入数据库内，为后续查询应用奠定基础。

3.2.2 地理信息系统

该系统建立在电子地图、航道图、地形图基础上，以地形地貌信息、地理属性数据、地理空间数据为核心，依托于GIS系统等技术进行航道地理信息整合，并运用可视化技术，使港口航道地理信息采用直观性图像、影像、表格的方式呈现出来，使港口航道地理信息更好地应用于码头建设、航道整治、航运管理、水情分析、船只导航、工程设计规划等工作中。地理信息系统功能板块为港口航道工程地理条件分析、决策分析提供保障，提高航道建设规划实效。

3.2.3 中心数据库

完成信息感知与采集后，相关数据信息被录入信息化管理平台进行处理分析，经筛选整合归纳后，信息数据进入航道中心数据库内，为港口航道工程的管理提供数据支持。为最大限度发挥出信息数据最佳效果，可搭建数据库关系模型，将数据库与港口航道工程各业务部门进行衔接，消除业务部门间的信息不对称问题，使航道数据在特定范围内完成共享。

3.2.4 港航监管系统

结合图1整体框架结构不难看出，信息化管理平台能够对各类信息数据进行感知采集，并对航道水文信息数据进行监测，此时可通过信息数据分析了解港口航道实际情况，以此确保港口航道服务能够始终处于稳定状态下。

3.2.5 Web应用

Web应用功能主要为实现良好的人机互动效果，对信息化管理平台功能模块进行整合，使港口航道工程用户能够通过客户端进入平台登录界面，完成身份认证后，用户即可应用信息化管理系统进行操作。

3.3 平台网络结构

在搭建港口航道工程信息化管理平台过程中，应以简洁性、有效性、可视化、易读性为原则进行建设，最大限度地提高人机交互效果，使管理平台能够良好发挥作用。在平台搭建期间可建立Web三层网络结构，通过三层网络程序开发，构建完整的信息化管理平台。

第一，应用层。主要包括智慧服务区、智慧船闸、智能防撞、船岸协同、通航智能管理、护岸智能监测等，用户通过身份认证后即可进入信息化管理平台客户端，根据自身业务需求选择功能板块，并展开相应操作。待操作执行传输至服务器后，系统程序按照指令内容将应用界面显示于客户端设备上，继而使功能板块得到良好应用。第二，支撑层。支撑层位于服务器上，当用户发出指令请求后，支撑层根据指令内容读取数据库内信息，并将港口航道等内容传输至用户端。第三，感知层。位于整个管理平台程序的底层，主要用于感知采集港口航道信息数据，与航道中心数据库连接，便于信息数据查询操作。

3.4 船岸协同系统

对于港口航道工程信息化建设而言，船岸协同系统属于功能“可选项”，但随着港口航道工程的发展，船岸协同的重要性逐渐提高，关乎整体业务服务效果，故必须重视船岸协同系统的建设工作。在船岸协同系统搭建期间，以数字孪生技术为基础，对多源异构港航信息数据进行预处理及统一同步分析，将雷达系统、RFID技术、船载设备、港口设备内的信息数据进行归纳整合，在此基础上进行港口车流、船流的优化。图3为港航船岸协同系统结构，从信息服务、生产调度、安全管理、设备管理四个方面加强船岸信息交互，同时还可采用移动客户端、微信小程序的方式进行船岸协同管理操作，进一步提高管理活动的便捷性。船岸协同系统的技术基础为云端数字孪生，在建设该系统时，必须做好信息数据的整合衔接，消除航道、港口、集装箱船之间存在的信息壁垒，通过信息融合强化港口航道工程信息支撑效果，为精细化业务服务的实现奠定基础。

图3 船岸协同系统结构

3.5 系统安全性设计

港口航道信息化管理平台位于网络环境内，具有开放性特征，这就对管理平台系统的网络安全提出了一定挑战。在信息化建设过程中，需严格落实安全性设计，将安全保障措施融入到整个系统环节中，全方位保障网络安全，避免出现信息泄露、数据篡改丢失等问题。结合上述所提到的港航信息化管理平台系统来看，安全性设计的重点在于数据库系统，其具有一定的共享性质，用户可根据自身需求进行数据读取与访问。提高数据库安全性时，应注意强化用户身份识别验证环节，并根据用户等级设定数据访问权限，重要数据需得到管理员授权方可访问数据库系统，以此提高网络可靠性，同时融入密钥技术，定期更新防火墙，做好异地备份，从不同角度加强安全性管理。

4.结束语

综上所述，在新时代背景下，建设信息化管理平台是港口航道工程发展的必经之路，需依托于5G通信、RFID射频识别、GIS系统、BIM技术、数字孪生技术、边缘算法等前沿手段建设行之有效的信息化管理平台，在明确港口航道信息管理系统整体框架基础上细化功能板块，并确定Web网络结构，做好船岸协同建设及安全性设计，使信息化管理平台能够稳定推进港口航道工程发展。