淺析閩江內河航道航標現狀及信息化管理

■吳益新 陳紅齊

(福州航標處，福州 350001)

1 引言

內河水運是流域經濟社會可持續發展的戰略資源，其具有通過能力大、運輸成本低、能源消耗少、對環境污染小的優勢。閩江作為我省內河航運黃金水道，加快閩江內河水運發展，擴大閩江內河水路運輸能力，提高水路運輸占綜合運輸體系的比重，是建設海峽西岸經濟區節約型交通的有效途徑。因此，提高閩江內河航道運輸的質量以及效率將成為福建打造“海絲核心區”交通發展環節的一項重要內容。

在科學技術日新月異的時代，信息化滲透于各行各業，而閩江內河航道航標科學管理與信息化規劃[1]，是內河航道能夠安全運輸的保證，同時也可以提高航標管理部門的工作效率，從而更好的為“海絲核心區”建設提供全面的航運服務保障。

2 航標管理現狀分析

2.1 閩江干流福州至南平航道建設規模

根據 《閩江干流福州至南平航道整治工程初步設計》[2]，閩江干流航道從馬尾羅星塔經閩江南港至南平延福門全長約188km，為內河Ⅳ級航道。其中馬尾羅星塔至水口反調節航運樞紐航段長約82km，通航1000噸級閩江干流標準運輸船舶，兼顧1000噸級閩江江海直達貨船通航要求；水口反調節航運樞紐至南平延福門航段長約106km，通航500噸級閩江干流標準運輸船舶，兼顧1000噸級閩江干流標準運輸船舶和500噸級閩江江海直達貨船通航要求。

2.2 閩江內河航道航標整治情況

閩江干流解放大橋-水口壩下航段航標配布較為完整，基本可以沿用，而觀音歧及反調節航運樞紐附近航段航線有進行調整，航標也需隨之調整，白沙-小賴附近航標配布不足以滿足航道需求也需調整；水口以上至延福門航段航標流失嚴重，需重新配布助航標志。

根據航道的具體情況需要，本方案主要調整配布三種類型航標：沿岸標、過河標座、浮標。另閩江干流馬尾-南平延福門航道上現有橋梁34座，除北港14座橋梁(含擬建)外，均需新設橋涵標。

航道整治工程共新設Φ1.5m浮標22座、移位浮標1座；新設過河標6座，移除過河標5座；新設沿岸標11座，移位沿岸標1座，移除沿岸標1座，新設橋涵標22座。

2.3 閩江內河航道航標管理情況分析

根據《閩江干流福州至南平航道整治工程初步設計》中調研情況，目前閩江內河航道航標存在流失嚴重問題，可見在航標維護管理上存在不到位的問題。而整治后又將增加更多航標，將給未來的閩江內河航道的航標維護提出更高的管理要求，需要結合整治后的具體情況，給出更科學更合理的管理方式，維護航標正常，保證航道運輸安全。

3 航標信息化的應用

3.1 航標的信息化

航標的信息化是以傳統航標為基礎，融合導助航電子信息化數據[3]，搭建通信傳輸、網絡，在終端安裝的平臺上顯示綜合導助航信息的信息化系統。該系統不僅包含航標主體硬件，也包含采集和解析航標數據的軟件，是集信息化、新材料、新光源、新能源和新技術為一身的數字航標系統，其不是孤立的一個航標，是航標專業研究和進一步發展的具有信息化輔助功能的現代航標體系，是ENAV的重要組成部分。

3.2 信息化在航標管理部門的應用

3.2.1 遙測系統在航標管理部門中的應用

航標遙測遙控系統[4]綜合利用GIS、RS、GPS技術，通過前端檢測終端RTU實時采集航標及其配套設備的運行數據，根據設定好的規則(即報警機制)判斷設備運行狀態，在航標出現失常情況時立即上報至監控中心。使用人員可通過監控大屏、電腦、手機APP或者手機短信的方式查看或接收到報警信息，并及時根據相關制度要求進行維護處理。

航標遙測遙控終端一般由RTU(RemoteTerminalU-nit)、供電系統構成，體系結構如圖1所示。

3.2.2 三維仿真技術在航標管理部門中的應用

通過已經建立的二維航標管理和遙測系統[5]，應用三維仿真技術形成三維航標管理系統，該系統能夠實現三維場景管理、實時監控航標狀態等功能。該系統的基本功能如圖2所示。

(1)三維場景管理

三維管理場景能夠模擬內河水域、沿岸等要素形成的三維水域虛擬環境，也能模擬水域能見度級別不同情況下航標及水域環境的綜合狀況，并達到逼真的效果，從而對航標、船舶等進行動態化的監控和管理。該三維管理系統還可在已知實際的地形數據、影像數據、航道設計資料、船舶及航標資料的基礎上建立三維模型，從而搭建一個真實的三維場景，促使三維航標的應用。除此之外，三維仿真技術還能依照環境和天氣特點，設置各時間段里雨、雪、霧等相應的參數，對不同環境下的天氣狀況進行仿真模擬。

(2)航標狀態實時監控與診斷

圖1 航標遙測遙控終端體系結構

圖2 航標三維GIS系統基本功能

三維航標管理系統中結合了遙測系統技術，該系統可搜集航標的工作電壓電流、具體位置等信息，并對信息進行自動化地計算、存儲，然后發送給監控中心，同時也可以接受監控中心的指令，因此航標管理部門可以遠距離且全天候的監測控制航標的工作狀態、空間位置等，使得在航標出現故障后可以得到及時的修復處理。

3.2.3 云計算在航標管理部門中的應用

航標管理中的內部管理、與外部交流溝通和拓展服務等功能均為云計算[6]功能應用。而拓展服務是指通過云計算數據搜集處理系統全面了解各方面的信息，評估內部工作人員的工作，分析員工的工作情況和潛在能力，從而對每個員工的培訓進行規劃。

4 閩江內河航道航標信息化管理

4.1 信息化在航標管理部門的重要意義

信息化的引入，可以一定程度降低工作人員的工作強度，提高管理效率。傳統的航標管理依靠的是定時地巡檢船只和工作人員對航標進行維護和檢查，這樣將帶來大量的勞動，還不能及時地對問題航標進行維修。航標管理信息化管理可以利用全球定位系統，地理位置信息系統，遙感技術和現代通信技術等，高效科學的管理航標，及時掌握航標的運行狀況，有針對性的對航標進行維修，提高航標的利用效率，降低航標的管理和維護成本，減輕了工作人員的工作負擔。

4.2 閩江內河航道信息化管理的分析

鑒于閩江內河航道較長且復雜，給日常巡檢帶來極大的困難與工作量，而內河航道的整治工程又會增加航標的配布，進一步加大航標管理與維護的工作量。考慮到航標信息化是一個系統工程，應根據管理部門的實際情況，逐步推進。目前閩江內河航道航標管理維護工作最需要解決的是提高現有的航標維護水平和管理效率，從而進一步保障航道的安全暢通和航運過程的經濟高效，為“海絲核心區”建設提供全面的航運服務保障。

4.3 三種信息化手段應用的分析

4.3.1 航標遙測遙控系統

2005年交通部就在西江下游、蓮沙容水道安裝了航標遙測遙控系統的示范項目，標志著廣東省開始應用航標遙測遙控系統。自航標遙測遙控系統安裝以來，系統運行穩定可靠，通過十多年的推廣應用，目前航標遙測遙控系統已經廣泛應用于沿海、沿江及內河航道，并且設備穩定性和報警準確性不斷提高，規范制度完善，系統使用成熟。閩江內河航道航標管理引入如上的航標遙測遙控系統技術手段，對航標狀態加以實時監控，可以主動掌握航標動態，能有效提高對航標失常情況的處理效率。

4.3.2 三維航標管理系統

三維航標管理系統將航標遙測平臺、三維GIS與虛擬現實有機結合，其直觀的三維可視化彌補了二維系統無法表現航標外觀與周圍復雜環境的互動視覺效應的缺憾，有助于提高航標信息化監控效率和事故快速反應能力。該系統必須建立在有航標遙測遙控系統之上，所以其功能比航標遙測遙控系統強，但是發展晚于航標的遙測遙控系統，投入相對也較高，如果只考慮提高航標維護水平和管理效率，其經濟性較差于航標遙測遙控系統。

4.3.3 云計算功能應用

云計算是近幾年才興起的一項高新技術，其可為航標信息化未來的智能、集群與節能管理提供更加先進的技術支持。目前我國尚未有一個完善、全面的航標信息云計算應用平臺，但已有航標云計算應用雛形系統——廈門航標處航標業務綜合信息管理平臺。相較于前面兩個系統在航標管理中的應用，云計算目前還處于不斷完善與發展中。

綜上所述，建議在閩江內河航道整治工程中，同時考慮航標管理的信息化建設，可以第一步配套建立閩江內河航道的航標遙測遙控系統，提高航標維護水平和管理效率。還應在后續的航標維護管理中，及時引進新的技術，不斷提高管理水平，為“海絲核心區”建設提供更好的航運服務保障。

5 總結

航標遙測遙控系統，具有準確性、便捷性、穩定性的工作特點和功能優勢，對航道維護水平和管理效率可以起到明顯的提升。閩江內河航道若引入航標遙測遙控系統，還應在使用過程中不斷積累經驗與數據，利用系統主動掌握航標動態、分析報警數據，對航標的整體配套設備(如航標燈、蓄電池、太陽能板)及航標的部署(例如經常被撞等)及整體缺陷問題進行深化研究，從而進一步優化航標整體配套設備和航標配布方案，降低航標故障率和航標作業風險，有效提升航道的維護管理效率，確保航道的安全性和高效性。