内河航道信息化管理系统功能研究

《内河航道信息化管理系统功能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内河航道信息化管理系统功能研究（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、内河航道信息化管理系统功能研究程巍华1，金建军2，王海华3（1. 浙江省交通规划设计研究院，浙江杭州310006；2. 浙江省港航管理局，浙江杭州310011；3. 湖州市港航管理局，浙江湖州313001）摘要：针对现代内河航道特点，研究了内河航道信息化管理系统及其功能，并以湖嘉申线湖州段航道为例详细介绍了信息化管理系统的建设。关键词：内河航道；信息化管理；系统；功能中图分类号：U 612.32 文献标志码：A 文章编号：1002-4972（2009）09-0146-05Function research on information management system for inland

2、waterwaysCHENG Wei-hua1, JIN Jian-jun2, WANG Hai-hua3(1. Zhejiang Provincial Planning, Design & Research Institute of Communications, Hangzhou 310006, China;2. Ports and Shipping Administration Bureau of Zhejiang Province, Hangzhou 310006, China;3. Ports and Shipping Administration Bureau of Huzhou

3、City, Huzhou 313001, China)Abstract: According to the characteristics of modern inland waterways, this paper studies the inlandwaterway information management system and its functions, and introduces the establishment of this system bytaking the Huzhou section of Huzhou-Jiaxing-Shanghai Canal as an

4、example.Key words: inland waterway; information management; system; function随着经济的不断发展，环境资源日益紧张，内河航运占地少、能耗小、运能大、成本低、对环境污染小的可持续发展品质使大力发展水运成为必然的选择。交通部提出“把交通行业建设成创新性行业”，内河水运建设围绕“安全、高效、环保、节约、服务”的主题，在提高工程设计理念、工程建设质量要求的同时，对内河水运的管理也提出了更高的要求。航道信息化建设是全面落实科学发展观，着力管理创新，构建节约型航道、和谐航道的要求，是强化水路交通运输的必然选择。1 内河航道信息化管理

5、系统11.1 航道信息化管理概念航道信息化管理利用现代电脑网络、数字通讯、卫星定位等技术手段，并整合航道的各种资源，实现航道管理的信息化、科学化、智能化。航道信息化管理以信息化促进管理科学化，建立航道管理信息网络平台和信息系统，实现航道管理各部门之间、航道管理部门与其他管理部门之间以及航道管理部门与水运企业之间的信息共享、协同工作及决策支持，促进管理创新，改变管理手段、提高管理效率、规范管理程序、增强服务能力、保障廉政建设，并带动港口现代化、船舶标准化及人员高素质化。航道信息化建设初期以航道视频监控系统、水上交通呼叫中心等建设为重点，以提供航道管理的直观视听手段。逐步建设航道地理信息系统（GI

6、S）、船舶GPS 动态管理系统、水上交通指挥中心等，为水上交通管理提供决策支持。最后通过建设水路运输短信平台、航道诱导信息显示系统（LED 显示屏） 等，为水上交通管理信息传达提供必要手段。同时逐步建立航道视频分析系统、航标电子遥测监控系统和水位监测系统等多种信息化管理系统。1.2 水上交通指挥系统水上交通指挥系统是通过对各种交通管理信息资源的整合、知识提炼、智能化决策和信息的发布共享，提高水上交通系统的建设效率和运行效率，增强系统的安全行、可靠性，提高资源利用效率，降低管理成本，为实现水上交通管理现代化、智能化奠定坚实的基础。水上交通指挥系统主要通过建设和整合水上交通呼叫中心、船舶GPS 动

7、态管理系统、航道GIS 地理信息管理系统、航道视频监控系统、交通诱导信息发布系统和安全预警应急指挥系统等，并建设以上述系统为基础的决策支持等系统，详见图1。1.2.1 航道地理信息管理系统图1 水上交通指挥系统拓扑图航道地理信息管理系统是指综合运用地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、网络通信、多媒体、大规模存储管理及虚拟仿真等技术，实现航道地理、基础设施和航道业务信息的采集、传输和处理，实现真实航道的数字化、网络化、可视化、虚拟化和智能化的设计、规划、建设、维护、管理和综合利用。航道地理与基础设施信息管理是航道信息化的基本功能，通过航政、港政、海事、设备和工程管理

8、，对航道的地理信息和基础的设施信息进行有效的管理和利用。1.2.2 船舶GPS 动态管理系统船舶GPS 动态管理系统通过在船上安装GPS终端，通过GPRS （GSM） 网络将船舶定位数据及时发送到水上交通指挥系统平台，使指挥人员直观了解到船舶的位置分布、船舶状况等重要信息，为指挥提供了科学的决策支持。在指挥中心结合航道GIS 平台，及时掌握船舶速度、位置、航向以及船舶流量等动态信息，对船舶违章行为、交通事故或紧急事件及时发现和处理，并对船舶提供通航信息（水上、水下作业，水文、气象信息，限航、断航信息，重要的安全宣传等） 等水上通航服务。水运企业借助船舶GPS 动态管理系统，很方便了解企业所属船

9、舶的分布和历史轨迹，通过系统的通讯功能，可以轻松实现船舶的运输业务生产调度。1.2.3 水路运输短信平台水路运输短信平台主要建设矿山、码头、油库、船厂、航运公司、船舶等单位和企业的短信互动平台。港航管理发送内容包括即时通航信息、通航气象水位信息、证件办理服务提示、政策宣传信息、船舶交易以及供货需求信息等。在水上交通管制的时候，该系统及时向船舶发送水上交通管理指令。1.2.4 水上交通呼叫中心水上交通呼叫中心是通过建立呼叫处理平台，开通水上求救电话，通过计算机辅助接、处警，及时受理各类水上报告和紧急事件，提高对紧急事件的反应能力。1.2.5 航道视频监控系统视频监控系统旨在重要航段、重点叉口、重

10、要管理点以及流动管理巡逻艇上，建立固定和流动视频监控点。通过建设覆盖全航道的视频监控系统，对航道的通航情况、有关码头、锚地的停泊情况、装卸情况等进行实时监控；及时发现船舶违章航行、发生交通事故、航道堵塞、污染水域等情况，以便及时通知有关部门迅速进行处理。1.2.6 水上交通诱导信息发布系统在重点航段安装LED 显示屏，由指挥中心根据其它子系统采集的数据动态地发布交通信息，对船舶进行主动引导和公告发布。2 湖嘉申线湖州段航道信息化管理实例2.1 工程概况湖嘉申线航道位于太湖的东南部平原水网地区，连接湖州、嘉兴、上海等城市，是浙北地区一条重要的东西向运输通道，分流长湖申线，并沟通京杭运河、乍嘉苏线

11、、杭申线等航道，是长江三角洲水网地区内河骨干航道之一，是浙江省第1 条级航道，2008 年7 月通过了交通部内河水运建设示范工程活动的验收。湖嘉申线湖州段航道信息化建设在原有的湖州水上交通指挥中心平台基础上，补充和完善了航道视频监控系统，并建立了航标电子遥测监控系统、水位监测系统和船舶流量统计系统。2.2 航道视频监控系统2湖嘉申线湖州段航道视频监控系统（图2） 是将航道全线全部通过摄像机监控，同时将图像统一传输到湖州市水上交通指挥中心，并在电视墙上高清显示。系统通过网络将视频图像传输到省、市、县、站各级港航管理部门，并且有权限的用户可以通过电脑操控各前端监控点设备，如云台、镜头、报警等。图2

12、 湖嘉申线航道视频监控系统建设示意2.2.1 监控点设置航道沿线视频监控理想状态是实现24 h 不间断监控，并达到全线监控、不留视线盲点。根据航道情况和监控设备的性能综合考虑监控点的布置，针对航道情况和监控系统投资状况的不同，监控点设置主要把握以下几个要点：1） 航道视线良好且监控系统投资允许的条件下，应实施全程监控，不留盲点。根据监控摄像机的性能，一般一个监控点的监控视线半径为1 km，性能高的摄像机视线半径能达到23 km。2） 对于航道过于曲折，且监控点设置有限的情况下，重点考虑在航道的重要枢纽、桥梁、弯道、叉口及事故易发点设置监控点。3） 监控点的位置设置需要综合考虑，尽量选择不逆光的

13、位置，尽量选择监控视线良好的位置，尽量选择供电施工、通信电缆接入方便的位置，尽量选择交通方便的位置以利于后期维护。2.2.2 流程说明1） 远端的视频图像通过光端机传输到指挥中心，进入硬盘录像机、矩阵等相关设备，用户可以通过远程管理监控软件发送命令给硬盘录像机，调用相关信息及图像。2） 在相关监控点安装快球、水位、流量、航标等。3） 在指挥中心安装航标信息接收系统，收发航标信息。4） 图像识别系统分别处理各自图像。2.3 船舶流量统计系统航运迅速发展给航运统计工作，尤其是航道船舶统计工作带来了巨大的压力。航道流量统计是针对航道过往船舶的流量、流向进行观察记录，对数据要求高的地方还要同时采集船舶

14、所装载的货物、类型、数量和流向等信息。采集来的数据信息对于水运基础信息管理、船舶动态管理以及对于航道基础建设都具有重要的作用。与现有人工统计，签证间接统计以及利用雷达或AIS 的自动统计等方法相比，基于计算机视觉的监控和分析技术有以下优点：自动化程度高、准确性高、独立性强、成本低、方便、结果直观、便于与传统统计方式结合等。船舶流量统计系统是采用交通部与清华大学最新科研成果，采用视频识别技术，通过航道岸边的视频采集系统，对经过定点航道断面的船舶进行流量统计，还可以计算其长度，估算载重量。该系统配合夜间投光系统，能24 h 对航道断面的船舶和货物进行流量流向统计。2.4 航标电子遥测监控系统湖州航

15、区现有定级航道116 条，总里程1 163km，共配布了510 座各类标志，其中发光标志69 座。由于长期以来均采用传统的以航标艇巡查方式进行日常维护工作，而辖区航标配布线长点多，最远的航标距湖州约48 km，采用传统方法维护航标不仅维护成本高、劳动强度大，而且常常不能及时发现航标失常，给船舶航行安全带来极大的隐患。航标遥测监控系统可以代替维护管理人员每个月的航标巡查，减轻工作人员的劳动强度、减少航标艇的燃料费用和设备消耗费用，并可以及时发现航标失常，尽快组织人员进行维护，使航标发光率得到有效保证，确保船舶航行安全。系统实现航标灯能自动向监控中心发送航标灯的各项技术参数，控制中心和GSM 手机

16、同时也可以通过无线通信系统实现对航标灯的控制，达到航标管理部门通过遥测就能了解航标灯的各项技术参数，实现24 h 实时监控，提高管理效率，同时该系统能适应各种不同的电源和航标灯类型的要求，并建立航标灯运行参数数据库，便于查询和养护工作质量的考核。1） 主控计算机通过串口与外置GSM-Modem相连接，读取GSM 接收到的短消息从而获得现场传来的测量数据。并可直接下发指令要求远端设备发数据。2） 当系统发生故障后， 则可通过GSMModem 向管理员的手机发送报警信号，同时在系统窗体的醒目位置点亮红绿闪烁的报警灯，便于管理人员及时检查和排除故障。3） 现场信号经采集器采集后转换成数据信号，发送给

17、现场的GSM-Modem，通过GSM 网络发送给主控计算机。4） 发送时间间隔可由操作人员定时设置，也可直接接收数据。5） 负责人可直接通过手机下发指令给远端GSM-Modem，远端设备收到指令后向该手机发送现场数据（需手机支持）。2.5 航道水位监测系统湖州船闸是湖州航区目前航行最繁忙、情况最复杂的航段之一，湖嘉申线航道安丰塘桥航段也是一个重要的枢纽，这两个航段的航道通航条件对整个湖州航区的水上交通通航状况具有重大的影响，也是湖州市水上交通指挥的重要决策依据之一，因此建设这两个点的航道水深自动测量系统对掌握航道通航情况具有重要的意义。对船户来说，这两个点的水位信息决定了所属船舶本航次的货物装

18、载量。2.5.1 航道水位测量工作体制之前航道水位测量工作主要是由专人每日察看和记录湖州船闸的水位，并通过港航短信系统群发告知船户。新建成的航道水深测量系统要求系统能通过网络自动采集水深信息到湖州市水上交通指挥系统中，并可以通过网络（或WEB） 共享数据，也可以发布上述水位信息。2.5.2 水位信息数据要求。水上交通指挥系统需要定时采集上述两个点的水位信息，遇特殊情况可以随时主动采集即时的水位数据。数据主要由水位传感器通过RS-232 或485 串行通讯接口连接并发送到电脑或专用嵌入式设备，同时记录下采集时间，数据保存到指挥中心数据库中，并可用于历史数据分析和查询。2.5.3 系统通信组网方案

19、系统将水位计的串口信号通过光端机、工控机等设备转成IP 数据，传输到指挥中心数据库。然后通过指挥系统调用显示水位数据。系统通过RS485 接口，将采集到的数据通过光端机传输到局端，后台软件对采集到的数据进行分析，根据事先约定的编码解析数据，判断现在的水位是否超限或即将超限，并给出相应的警告提示。2.6 实施效果航道视频监控系统投入应用以后，确保了管理部门实时掌握航道通航情况，可有效替代出艇巡航，节约大量的人力物力投入。同时航道视频监控在湖州航区的应用经验表明，视频监控可为水运行业带来巨大的经济效益。在实施视频监控以前，湖州航区频发堵航事件，经济损失巨大。在实施了航道视频监控及其他航道畅通工程以

20、后，2006 年只发生两起间歇性堵航，2007 年则没有发生堵航事件，其中视频监控在发现堵航苗子、以及正确提供疏航指挥决策依据起到非常重要的作用。船舶流量统计系统在湖嘉申线湖州段上首次应用，有效提高了该航段的智能化管理水平，湖州市水上交通指挥中心能更及时地获得航道上的船舶动态流量，航政和运管部门能更准确地获得船舶及货物流量统计，对于船舶动态监管、搜集水运发展基础资料有着重要意义，同时系统能有效克服人工观测方式的连续观测能力不强、受位置和环境限制、数据精度不高、人力物力成本较高等不足之处，效益非常明显。通过航标电子遥测监控系统和水位监测系统的数字化，管理人员不仅免去巡视之苦，而且在办公室即能更全

21、面控制整个系统的运行和管理，更方便地调查历史数据与现在的数据进行比对，更快捷地对系统的报警作出判断和反应。由于系统处于24 h 无线电遥测监控状态，工作人员现场检查维护（航标和水位） 每月不超过一次，与传统维护方法的每月维护4 次相比，减少了到现场查标的次数，减轻了航标人员的劳动强度，同时，也大大地节省了维护费用，在省、市、县3 级监控状态下航标发光率将得到保证。据测算：采用航标自动遥测管理系统后，可节省1/3 的维护经费，1 年节约的经费将近达200 多万元，超过遥测装置的投资费用。3 结语航道信息化管理通过先进的网络技术、遥感遥测技术、通讯、计算机模拟等多种技术对航道业务流程、各类航道信息变化进行实时动态监控管理，对航道进行全程视频监控，特别是对重点航段能适时地进行分析和预判，可以对发生在航区内的水上险情进行有效、快速救助，同时对辖区内水上运输的管理也会更加有效，为及时避免可能发生的堵航等情况提供有力的保证。提升行业服务水平，提高航道通行能力，必须建设以数字化航道为基础的信息化管理系统以适应现代内河航运服务体系的要求。参考文献：1 杨细根, 张华庆.内河航道管理信息系统的开发与应用J. 水道港口, 1998(1): 22-25.2 姚世龙. 基于GIS 的内河航道信息可视化平台的设计与实现J. 苏州科技学院学报: 工程技术版, 2005(2): 42-45.（本文编辑武亚庆）