智慧航道建设与港航管理业务融合模式研究

2023-04-23周志翔

科技资讯 2023年6期

周志翔

摘要：伴随我国“一带一路”政策的落地，我国与其他国家衔接较为紧密，贸易量持续性增加，航道行业也面临新的机遇。为加速我国航运建设，国家促进内河航道高速发展，积极推行和落实航运信息化、自动化建设。智慧航道建设与港航管理业务融合模式研究化作为核心构成，更是智能船舶与信息化管理的前提。港航管理业务较多，为提高其工作效率，逐步引入多个先进的信息技术，打造智慧化航道建设与港航管理业务平台，实现多元化功能，促进港航业良好发展。该文通过信息技术与港航管理深层次的融合，尝试建立完善的融合模式，营造一体化管理环境，发挥管理者主导作用又凸显船户主体地位，发挥智慧航道建設的作用，促进港航业高效化发展。

关键词：智慧航道建设港航管理业务融合模式研究

中图分类号：U61 文献标识码：AResearch on the Integration Mode of Smart Waterway Construction and Port and Shipping Management Business

ZHOU Zhixiang

（Weishan Ship Lock Service Center，Jining City Port and Navigation Business Development Center， Jining， Shandong Province， 277607 China）

Abstract： With the implementation of "the Belt and Road" policy in China， China and other countries are more closely connected， trade volume continues to increase， and the waterway industry is also facing new opportunities. To accelerate China' shipping construction， the state promotes the rapid development of inland waterways， and actively promotes and implements the construction of shipping informatization and automation. As the core component， the research of the integration mode of smart waterway construction and port and shipping management business is the premise of intelligent ships and information management. Port and shipping management business is large， so in order to improve its work efficiency， it is necessary to gradually introduce a number of advanced information technologies， build a platform of intelligent waterway construction and port and shipping management business， realize diversified functions， and promote the good development of the port and shipping industry. Through the deep integration of information technology and port and shipping management， this paper tries to establish a perfect integration mode， create an integrated management environment， play the leading role of managers and highlight the main position of ship owners， give play to the role of intelligent waterway construction， and promote the efficient development of port and shipping industry.

Key Words： Smart waterway construction; Port and shipping management; Business integration; Model research

信息时代背景下，先进技术在港航管理中的作用不容忽视，不仅作为日常处理的关键工具，而且是管理控制和辅助决策方法。从港航智能化管理与决策实际目标分析，港航信息化建设与管理业务并未深层次融合，信息化融入能效并未充分发挥关键性作用。为推动港航产业高效发展，港航现代化建设逐步向更高阶段发展，充分以新技术为核心支撑建设智慧航道，汲取现下航道通信信息智慧感知、传输、处理等工作，搭建综合性港航信息化平台，实现多元化的功能。智慧航道建设促使港航管理多方面变更，此类变更需较长时间，需积极结合未来发展趋势，不断探索和优化智慧航道建设与港航智能化管理融合模式，对指导智慧航道规划建设、增强智慧航道建设能效十分关键。

1智慧航道建设的重要价值分析

智慧航道建设是未来航道建设的主要趋势，伴随水运各基本要素的创新和发展，社会各界对航道服务水平要求愈发严格，沿江地方政府、港航管理部门、港航企业希望实现航道资源最大化应用，动态化掌握航道信息的发布更新，积极实现信息资源交流共享。智慧化航道建设价值体现在以下几方面。第一，社会发展需求。处于信息发展背景下，我国航道建设均需基于网络层面，充分选取多个先进技术，打造智慧化、信息化航道平台，助力其转型发展。第二，有助于航道建设管理创新，凸显国家竞争优势。航道运输直接显示我国交通运输水平，加速航道信息化发展的脚步，加速航道系统的创新改革，力争对交通管理和完善，展示中国智慧化发展，体现我国在水路交通的实力。第三，实现资源共享，获取较佳的效益。将航道内部多个管理系统联动，实现各部门信息共享，提高航道管理效率，降低各类工作耗损成本，及时做出决策预防航道意外发生[1]。通过航道信息化系统监控可动态化减少突发事故引发的损失，构建水上安全控制机制，保障水上运输可靠安全，获取较佳的效益。

2智慧航道与港航管理融合层次划分

结合信息技术和管理融合深度和实际需求，可将智慧航道建设与港航管理融合划分为三个阶段，不同阶段实际融合需求、任务等存在较大差异性，其主要体现在以下几方面。

2.1 第一阶段：封闭式的、以业务为核心的港航管理融合

该阶段航道信息达成初步感知，但内部管理模式仍选用传统方法，以部门业务程序执行，设计所有管理软件，整个管理以部门知识为核心指导开展。智慧航道信息化系统的入驻，仅在工作体量方面有所缓解，管理能力缺少实质性进步。该阶段可精细化划分为事务处理工具、交流工具、业务管理三大层次。管理人员可通过应用航道智能感知信息和处理软件，完成自身部门业务的处理和汇总；抑或处于船舶上为船户提供信息发布和交流空间，增强船户对管理者的认可和信赖。管理者可选取专业化工具制定个性化软件，处理多样化业务信息，最具代表的软件是船检信息管理系统、稽征管理系统等，达成各类管理目标。

2.2第二阶段：开放式的、以资源为中心港航管理融合

该阶段智慧航道建设对管理理念、管理人员角色定位等产生较大的变更，管理者逐步从原有理念转变为重视船户对港航服务基本需求，智慧航道信息系统设计更倾向于资源，实现跨部门信息共享，管理人员可结合自身实际需求，获取相应的知识信息，船户成为服务的主体目标，管理者作为船户开展业务引导者和帮助者[2]。该阶段充分以对船户服务能力为核心，从低至高的顺利精细划分为三个层次。

提供资源共享环境。伴随智慧航道建设的深入，网络化资源逐步增多，处于多部门、不同应用系统的信息被实际需求者精准获取，如何从海量信息内获取价值度较高的信息，需充分突破原有管理方式的局限性，依托跨部门资源共享实现管理方式的创新和优化。该层次主要通过综合数据库平台建设，实现不同信息系统和应用者间信息交换和共享，显著增强管理者获取和分析信息能力，针对海量数据筛选过程中，对各类事务做好充分性了解，实现跨区域和部门监管。
信息服務平台。该层次关键是智慧航道信息服务能力建设，其内容包含加工信息、分析信息能力，注重管理人员对大量信息短周期内提取，对信息进行再次整合和应用。
供应链协作平台。传统港航信息化正式建设中，受各行业信息、网络等因素干扰，促使企业间协作难度大，该层次突破智慧航道建设便捷，搭建以云计算的供应链协作平台，进一步扩展协作范围，降低成本支出。智慧航道供应链协作服务平台建设中，需积极按照区域内港航物流信息服务体系建设，给予多个物流活动提供可靠性支持。

2.3第三阶段：全方位港航智慧化管理融合

上述阶段各层次进行大面积推广，智慧航道建设获取更为科学、系统应用时，促进港航管理创新和改革，实现管理内容、目标和架构改革，实现先进技术持续性渗透，实现有效的管理目标。首先，管理方式和内容变革。智慧航道建设促使管理内容和方式变更，简易化的管理模式需及时摒弃，管理内容表现形式也发生较大变化，从单一性转变为多向性。其次，管理目标的改革。管理方式和内容改革驱动实际管理目标的变革，始终以社会责任能力为主要着力点，此类能力涵盖节能减排、环保绿色等，纳入管理绩效考核的范围内。最后，港航组织架构改革。上述管理方式和目标的改革和优化，管理组织架构和形式发生变革，管理目标作为整个管理活动实施的导向，需积极消除原有指导思想局限性，始终对管理组织形式在空间、时间方面完成固化，突破原有以部门、区域划分为瓶颈，动态化搭建网络化、扁平化组织架构。

3智慧化航道和港航管理业务融合平台建设要点分析

3.1融合平台建设目标

处于当下各港口信息化整合的基础上，充分汲取先进技术的优势，对码头、船舶、货物等基本元素实现动态化感知，以及以实际需求制定专业化服务，为相关人员提供管理辅助，为广大公众提供更为便捷、实时的水运信息服务[3]。积极构建信息整合、交换机制，严格以智慧化航道和港航管理业务实施的要求，遵循相应的规范和原则，搭建高效、灵活、可扩展的信息基础设施，支持整个融合平台以较低成本运行，实现电子政务建设和服务模式的创新和改革。主要实现以感知港口、船舶等基本元素为手段，遵循核心服务理念，搭建智慧港航发展体系。其实际融合平台建设目标如下。

第一，一张图。处于港口、建设岸线、码头等关键基础资源图层，建设信息服务平台，逐步引入规划建设、经营和安全等业务，叠加动态化数据信息，循序渐进形成航运管理“一张图”，为后续更多资源的入驻和整合提供可扩展的空间和平台。

第二，现场执法监管系统。基于航管执法基地统筹规划和建设，选取执法区域管理和数字化监控平台，对管辖区域内做好动态化监控，结合移动平台形成多途径的信息化追踪，实现及时发现异常合理化把控，解决各类突发问题。

第三，运行监测和辅助决策系统。对区域内港口与航运业务日常所需监测的内容做好归纳，选取综合性平台，解决数据重复性填充，实现自动化录入，做好系统智能化判断，以免发生填入错误。

第四，综合指挥调度系统。应积极建设以港航应急指挥中心为关键枢纽，以不同管理部门和经营港口企业为重要节点，短周期内实现信息共享，符合应急处理多元化需求[4]。

3.2融合平台设计思路

按照上述建设目标和智慧航道建设、港航管理基本要求，始终围绕业务协同、信息共享，综合性考量各航运管理部门的需求，平台选用全面整合、突出共享的基本理念和策略，对关键区域、运载装备等监测控制，完善运行协调、应急处置通信手段，实现各区域、各部门信息共享。充分以整体统筹为基础目标，提供综合、动态的安全通道和数据共享，以满足多元化需求为着力点建设智慧港航信息化平台。整个系统充分整合和应用航运管理信息资源，选取多个先进技术做好融合，构建航运管理处于其他部门间智慧、安全的信息一体化平台。综合性考量航运管理未來发展主趋，应用主流、成熟的技术，做好内联外引，优势互补，促使系统具备较强的开放性、扩展性及可维护性。

3.4智慧化航道和港航管理业务融合平台设计要点

3.4.1智慧化航道通用整体设计

针对智慧化航道整体架构设计包含三大层级，即感知层、通信层和数据中心层，不同层级承担的任务目标不一，需充分结合实际状况积极做好设计，主要功能体现在以下几方面。第一，感知层。主要涵盖数据采集部分，自动化监测部分，涵盖所有的智能终端，主要包含水位、流量、水质和视频等，以及实现数据共享接入。第二，通信层。不同监测点主要分布于多个检测场景下，通信网络应始终结合环境、传感设备完成设计，选用专项的光纤网络，兼容多样化供电方式。第三，数据展示中心层。数据展示中心为系统的数据进行提供汇聚、存储服务，包含全部的监测数据、地理信息数据等，为保证各类数据安全性，应及时利用软硬件措施保证数据可靠。第四，系统应用层。系统应用层作为整个智慧化建设的“心脏”，其为航道相关的机构提供服务，通过建设系统实际应用层，可及时、高效将数据传输至用户层，协助用户掌握整体统筹的状况，为后续业务决策提供良好的保障。

3.4.2感知层设计

首先，前端视频设备设计。积极选取通信网络，进一步整合图像基本信息资源，形成完善、高效的通信体系，构建多级图像监控架构，实现统一化、分散存储和管控，实现信息动态化共享和查询，满足多元化业务实际需求。视频综合管理的建设，通过将业务数据域监控视频联动，可有效强化监控管理，动态化掌握监控区域内河流实际状况、水流和人员配置，以视频图像的方式实时将信息传输反馈至监控中心，监控中心管理人员以此为基础做好估测和判断，对现场进行实时引导和控制，从源头减少事故，增强快速反应能力。视频综合展示达成动态化和历史视频的管理，完成系统高效衔接，实现单点和多点的查看和调阅。其次，视频转发及流媒体服务器。摄像机视频可直接通过数字化录像机直接完成录制，并将相关信息完成存储，或切换至监视器内动态化监控，但摄像机内部放置的嵌入式系统难以符合多个用户需求，应及时对摄像机视频图像完成转发。流媒体服务器可支持将视频传输，及时传输至客户端，支持用户在多个设备上查看。最后，水质监测站选型和设计。充分考量区域内实际状况，做好水质监测站选型和设计工作，有助于日常运行和管理。

3.4.3通信层设计

通信层设计应始终遵循高标准、高起点原则，形成一体化智慧网络，当下常见通信网络实现方式较多，包含无线网络、宽带网络、感知网络等，结合航道建设基本要求，做好通信网络比选工作，积极完成通信层设计，包含以下几方面。

通信网络确认。沿河布设通信主干光纤，主干光纤为视频监控提供数据传输，综合性兼顾沿河的各传感器数据接入，为以免不同站点的损坏，促使整个网络通信不佳，选用星型结构布设，每个监测点占据一根光纤。
接入层设计。网络接入层最为关键的功能是底层网络设备接口，星型网络结构主要集中于整体管控中心。智慧水务感知层系统设备通过超五类网线，将其衔接至最近的光纤交换机，电源选取就近的配电箱供电方式；接入层光缆需结合实际状况，选取合理的埋设方法[2]。
汇聚层设计。汇聚层功能为交换接入层节点与核心层管理，构成完善的光纤星型网络结构，自身具备良好的性能。汇聚层光模块主要选用1 000 M、80 km传输型号，符合相应距离需求。
数据展示层设计。展示监控中心在多个领域中发挥重要价值，是各系统运行的“大脑”，系统各类情报信息动态化传输至指挥室，各类命令执行信息从控制室内传输至不同视角。现下LED大屏幕显示系统在控制室内获取普遍使用，作为控制室视觉中心，其凭借自身厚度薄、重量轻、低能耗等优势，充分用于航道展示层设计中。

4 智慧航道建与港航管理业务融合模式建设中面临问题和策略

4.1 智慧航道建与港航管理业务融合模式建设问题

第一，数据标准缺乏统一性。大数据、云计算作为智慧航道建设与港航管理业务融合的重要支撑技术，其核心应用主要基于大量数据层面，但目前融合平台建设过程中，由于数据收集包含多个领域，各部门间数据收集标准未实现统一，应用不尽相同，为数据清洗与应用增加难度，影响各类先进技术应用，影响智慧化平台建设。第二，隐私保护不充足。大数据时代背景下，数据隐私成为人们高度重视内容，由于人员对隐私保护认识不足，以及智能化平台运行过程中应用大量人员及数据，此类数据在应用及存储时，被他人进行攻击盗取。第三，数据分析缺乏深入。智慧融合平台建设过程中收集海量数据，如何高效处理此类数据，决定建设水平，若对其未进行正确应用，易造成数据资源浪费，影响智慧融合平台建设[5]。

4.2智慧航道建与港航管理业务融合模式建设水平措施

4.2.1统一力量

智慧航道建与港航管理业务融合模式建设，需立足宏观整体思维层面，实现协调开展，以免出现资源浪费现象。首先，需统一明确数据标准，数据收集汇总标准未实现统一，影响后续数据处理，耗损更多时间。数据实际收集过程中，应制定完善的数据转化格式及加工标准，将各部门数据统计实现一致化，提高数据收集成效。其次，构建共同平台，将分散、独立的平台实现统一化，实现数据信息共享，满足平台运行要求，保证多主体合作顺利实施。将相关数据信息划分类别，为处理各项问题提供智力支撑，从本质实现社会治理信息化目标。最后，促进部门协调化。应积极构建领导小组和部门，突破各部门间数据壁垒，制定完善的工作计划，实现数据快速流动，在项目整合、协作等保证下，提高智慧城市运作成效。

4.2.2深入挖掘

大数据作为新时代发展产物，核心特征在于对数据持续性进行挖掘，首要工作环节便是数据存储，按照用户实际需求，对数据进行筛选，将多余数据去除，构建待处理数据集合。随后对数据集进行处理及分析，依托多个方式，如线性、非线性等方式，将初步筛选数据进行处理及分析，并完成数据分类深层次挖掘，探索其内部相关性，发现深层次模式、规律。

4.2.4保护隐私

智慧航道建與港航管理业务融合模式建设过程中，积极引入先进的信息技术，会产生大量的数据信息，隐私安全始终是重要工作内容之一[6]。首先，应加强对智慧平台内信息隐私管理，明确查询权和责任，并存储实际查询记录，以免出现部分人员依托智慧平台查询泄露信息；其次，提高智慧平台数据保护能力，按照实际状况，构建防火墙等方式，提高智慧平台抗风险能力；最后，增强人员隐私保护意识，积极组织隐私保护宣传，增强隐私保护意识，保证信息可靠性及安全性。

5结语

信息时代背景下，航道建设和港航管理发生较大变化，其要与时俱进，精准掌握互联网技术为航道建设工作优化优势，逐步引入多个先进技术，实现智慧化航道建设目标，以港航管理要求为基本准则，实现智慧航道建设与港航管理融合模式，搭建一体化信息平台，促使各环节工作高效落地，从本质层面实现智慧港口建设目标。

参考文献

[1] 周敬祥，李彦文，郝田标，等.京杭运河济宁段“三改二”工程智慧港航方案设计[J].水运工程，2021（10）：300-304，309.

[2] 曹福，刘华，孙涛，等.基于多系统协同管理的可视化智慧航道工地[J].中国水运（上半月），2020（7）：66-69.