港口航道工程信息化建設研究

閻若鵬

山東港口科技集團煙臺有限公司 山東 煙臺 264000

應用信息化技術建設港口航道能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化港口工作的目標，對于開辟新的港口航道和物資運輸、補給等有著重要意義[1]。我國很多城市都能夠建設航運港口，在信息技術的支持下，港口航道建設難度將會降低，對于推動航道貿(mào)易經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了重要作用，想要確保港口航道可持續(xù)發(fā)展，必須結(jié)合港口實際情況和航運承載能力，科學地應用信息化技術，精確地對各項工作數(shù)據(jù)進行測量，實時地掌握氣候、水文和貿(mào)易數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化港口工作，促進港口貿(mào)易長效發(fā)展。

1 實現(xiàn)港口航道信息化的意義

信息技術是推動社會發(fā)展的重要動力，在現(xiàn)代社會中扮演中重要角色。隨著港口貿(mào)易不斷發(fā)展，港口航道通航壓力不斷增加，如何提升港口航道通行能力實現(xiàn)航運經(jīng)濟效益最大化是很多港口管理者正在研究的話題。在信息化社會背景下，應用信息技術優(yōu)化港口工作[2]，建立多位一體的信息化管理體系，打造智能化和信息化的港口作業(yè)模式能夠提升港口航運的效率和安全性，從而推動航運經(jīng)濟發(fā)展。

1.1 掌握港口水文狀況

從港口經(jīng)濟長遠發(fā)展來看，實現(xiàn)港口航道信息化意義深遠，利用信息技術收集港口周圍水文信息，及時掌握港口水文特點，對于人們了解沿海環(huán)境意義重大，通過數(shù)據(jù)傳感器獲取水文信息，借助于大數(shù)據(jù)技術分析和總結(jié)這些數(shù)據(jù)，可以獲得港口水文階段性和周期性變化特點，對于確保航運安全發(fā)揮了關鍵作用，圖1為港口的主要結(jié)構[3]。實時動態(tài)檢測系統(tǒng)可以自動分析和獲取港口水文異常數(shù)據(jù)，特別是惡劣天氣下的水文狀況，如果水文變化情況不夠樂觀，警報系統(tǒng)會及時將相關信息傳遞給控制中心并發(fā)出警報提醒，從而確保港口船只進出港的安全。此外，利用信息技術可以預測未來一段時間內(nèi)港口水文變化情況，并將相關情況發(fā)送給即將進出港的船只，為這些船只安全進入和離開提供有效保障。

圖1 港口的主要結(jié)構

1.2 實現(xiàn)航道監(jiān)控信息化

互聯(lián)網(wǎng)技術推動了多個行業(yè)發(fā)展，在航道工程領域，信息化監(jiān)控系統(tǒng)可以實時地對港口各項工作內(nèi)容進行跟蹤，確保各項工作有序開展。例如，港口塔臺能夠?qū)⒏劭谛畔l(fā)送給即將進入港口的船只，并為進入港口船只提供進港路線，每只船只都有特定的運行路線，這樣避免了航道船只堵塞，提升了港口航道的通行能力，這種監(jiān)測方法能夠?qū)崿F(xiàn)24h連續(xù)不斷監(jiān)測，船只運行路線全部由計算機計算并提供，不僅減少了人力物力投入，也提升了港口工作效率，對于確保港口作業(yè)安全也發(fā)揮了重要作用。

1.3 提升船只進出港有序性

港口貿(mào)易是現(xiàn)代貿(mào)易的重要形式，隨著各國、各地區(qū)經(jīng)濟交往日益密切，港口貿(mào)易規(guī)模不斷增大，如何確保船只進出港的有序性對于提升港口工作效率十分重要。利用信息技術對進出港船只情況進行了解，計算船只的進入出港和停靠時間，能夠快速地制定船只運行規(guī)劃，為每一只船只提供特定的進出路線，保障了船只運行的有序性，減少了因為規(guī)劃不合理導致的航道船只堵塞問題，圖2為港口航道運行流程。船只進出港規(guī)劃系統(tǒng)可以對一段時間內(nèi)船只運行數(shù)據(jù)進行分析，通過高效的算法將船只進出所需時間獲取，制定科學地進出港規(guī)劃，提升港口船只運行效率。

圖2 港口航道運行流程

2 我國港口航道信息化建設現(xiàn)狀

港口航道信息化建設是港口經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，發(fā)達國家的基本已實現(xiàn)了港口經(jīng)濟信息化，我國在建設信息化的港口方面依然處于發(fā)展階段，雖然一些研究企業(yè)已經(jīng)開發(fā)了許多先進的信息工具，但是在實際應用方面依然存在著不足。研究我國港口航道信息化建設的現(xiàn)狀能夠為下階段港口航道信息化建設提供更多發(fā)展方向，并為后續(xù)建設的港口提供寶貴的經(jīng)驗作為參考，從而更好地加快我國港口航道信息化建設的步伐。

2.1 信息系統(tǒng)有待完善

港口航道建設復雜性較高，其涉及的學科較多，將多學科內(nèi)容融入信息化系統(tǒng)中難度較高。現(xiàn)階段我國港口信息化建設已經(jīng)基本實現(xiàn)了信息系統(tǒng)的初步應用，包括了港口工作的基本內(nèi)容，但是信息系統(tǒng)在處理復雜性工作內(nèi)容依然存在不足，如對港口航道設計方案進行模擬，通過模擬發(fā)現(xiàn)建設中的問題，提出針對性的解決方案。未來階段研究人員應該著重于信息系統(tǒng)功能優(yōu)化，設計出先進的算法，對港口航道作業(yè)內(nèi)容進行優(yōu)化，設計符合港口航道運行的最佳模式，將其他因素帶來的影響降低，從而推動港口經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

2.2 信息技術人員缺乏

信息化建設需要大量的信息技術人員參與，這是保障信息化建設前提。在建設信息化港口航道過程中，信息技術人員能夠幫助管理人員更好地應用信息工具，并對其中存在不足的地方進行優(yōu)化，從而更好地保障港口巷道運行的穩(wěn)定性。目前國港口航道信息化建設處于發(fā)展階段，信息化建設規(guī)模相對較大，但是該領域的人才較為匱乏，所以港口航道信息化人才十分缺少，信息化建設進程變得緩慢，其影響了我國港口經(jīng)濟發(fā)展。此外，我國人才培養(yǎng)體系中為設立有關于港口航道信息化建設的學科，很多信息技術領域人才都是從其他行業(yè)專業(yè)而來，這些人員雖然了解信息技術領域知識，但是對于港口航運內(nèi)容了解較少，因此在設計和研究信息化系統(tǒng)時存在著一定的難度。技術人員缺乏問題是持續(xù)影響港口航道信息化建設的因素，特別是專業(yè)性人才不足問題尤為突出，許多港口雖然具備了信息化建設人才，但是缺乏精通多個領域知識的專業(yè)性人才，建設信息化港口航道時往往需要花費大量時間進行溝通，導致港口航道信息化建設步伐減慢。

2.3 信息化建設不均衡

我國港口航道建設發(fā)展不均衡問題突出，港口信息化建設速度較快的城市多集中在東南沿海一代，其他地區(qū)在科技化和智能化方面與東南沿海城市存在較差差距，導致我國港口航道信息化建設整體的進程受到影響。這種不均衡的信息化發(fā)展特點與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況有關，東南沿海城市對外貿(mào)易時間早，人口較為集中，經(jīng)濟發(fā)展迅速，當?shù)卣度氲馁Y金較為龐大，所以在實現(xiàn)信息化方面進程較快，而其他區(qū)域由于投入資金和貿(mào)易規(guī)模較小，所以在信息化建設方面處于落后的狀態(tài)。信息化建設不均衡帶來的后果是各港口的競爭能力被拉開，對于提升港口的競爭能力產(chǎn)生了不利影響，其也會影響到我國整個港口經(jīng)濟發(fā)展，圖3為港口航道信息化建設內(nèi)容。信息化建設不均衡問題打來的短期影響較小，但是對于地區(qū)港口經(jīng)濟發(fā)展而言依然產(chǎn)生了一定的影響，如果港口航道安全性和通行穩(wěn)定性較低，將會影響到船舶停靠頻次，從而影響到經(jīng)濟的發(fā)展。

圖3 港口航道信息化建設內(nèi)容

3 港口航道信息化建設建議

實現(xiàn)港口航道信息化作業(yè)對促進港口經(jīng)濟發(fā)展有著重要意義，在實現(xiàn)港口航道信息化過程中，應該分析和總結(jié)港口航道特點以及貿(mào)易規(guī)模等，結(jié)合港口經(jīng)濟發(fā)展具體情況制定建設規(guī)劃，利用信息技術進行建模，改進和優(yōu)化建設方便，最大限度發(fā)揮信息技術優(yōu)勢，為港口航道建設工作穩(wěn)定進行打下基礎。相關單位應該積極學習和利用信息技術，打造信息化和智能化的作業(yè)形式，全面推動港口經(jīng)濟數(shù)字化和信息化發(fā)展，提升港口巷道運行效率。

3.1 構建完整的信息體系

港口航道建設難度較大，設計到許多學科，在實現(xiàn)信息化過程中應確保系統(tǒng)系統(tǒng)的完整性，能夠從可持續(xù)發(fā)展和智能化發(fā)展的角度思考，對系統(tǒng)進行全面性改進，制定符合港口發(fā)展的方案，完善和優(yōu)化信息系統(tǒng)的整體結(jié)構，發(fā)揮出信息系統(tǒng)最大作用，實現(xiàn)全信息化運行的港口航道建設目標。例如，信息系統(tǒng)可以將船只進出港時間信息錄入，結(jié)合個船只進出港的時間為個船只制定時間表，船只離港后系統(tǒng)及時將船塢閑置的信息獲取，并對后續(xù)船只進出進行安排，這一過程可以用大數(shù)據(jù)技術和云計算技術，對巷道的水文情況進行了解，根據(jù)港口航道水文特點設計路線，盡可能繞開水文狀況不穩(wěn)定的區(qū)域，并設計多條路線以供備用，這可以為船只提供多種進出港方案，大大提升了船只進出的安全性，保障了巷道運行的效率。對航道雜物清理工作也需要進行優(yōu)化，利用信息系統(tǒng)設計清理路線，調(diào)度指揮中心通過分析航道實時畫面制定清理方案，首先對重點區(qū)域進行清理，之后完成其他區(qū)域航道清理工作，這樣能夠使得清理工作得到更好地控制，調(diào)度指揮中心控制系統(tǒng)在分析大量的信息后制定清理方案，保障了各項工作的有序開展。信息系統(tǒng)的完善是建設現(xiàn)代信息化港口的關鍵一環(huán)，港口航道建設人員應認識到完善和改進信息系統(tǒng)功能的重要性，結(jié)合港口航道運行的具體特點逐步調(diào)整設計方案，最大限度保障信息化系統(tǒng)的高效性。

3.2 優(yōu)化航道信息服務模式

港口運營企業(yè)需要明確航道服務信息模式，制定完善的航道信息服務體系，推動信息化建設進程。港口航道建設難度大，需要多個學科知識融入，信息量繁瑣復雜，只有精確掌握各項信息，并在最大限度上應用這些信息才能發(fā)揮這些信息的作用，所以在進行信息化工作時，應深入分析港口航道運行的特點，結(jié)合運行特點制定信息服務方案，盡可能將客觀因素帶來的影響降低，為進出港船只提供高效的信息服務，更好地提升港口巷道運行效率。于此同時也要注重對港口航道發(fā)展情況進行分析，通過大量的數(shù)據(jù)進行預測個建模，將可能影響巷道運行的因素找出，制定預防性的防止方案，這樣能夠保障巷道運行的穩(wěn)定性。信息服務模式的建設能夠使未來港口航道更加高效的運行，避免港口出現(xiàn)混亂的狀況。值得主要的是，信息化建設必須協(xié)調(diào)巷道運行工作，如航道變化、設備需要、施工技術等，將這些因素考慮在內(nèi)后制定有效的管理模式，強化信息技術的應用，如人工智能識別系統(tǒng)，能夠自動地識別進出船只信息，實現(xiàn)全過程自動化處理。信息服務模式不僅為工作人員提供了有效的工作依照，也進出港口的船只提供了有效的參照，極大地協(xié)調(diào)了港口航道工作，這種模式能夠消除傳統(tǒng)的人工指揮模式打來的影響，使得信息服務的質(zhì)量大大提升。目前許多遠洋貿(mào)易發(fā)展迅速的國家已經(jīng)基本實現(xiàn)了高效的港口航道信息化服務模式，我國可以參考這些國家的發(fā)展模式，學習其先進的理念，應用在我國港口航道信息化服務模式建設中來，進一步為港口航道信息化發(fā)展打下基礎。

3.3 增加信息化建設資金

港口航道信息化建設離不開大量紫禁之城，各項資金的花費非常龐大，建設單位應該重視信息化硬件設備建設工作以及人員能力培養(yǎng)工作。一是應該將老舊的信息化設備更換，采購先進的信息化設備，確保港口航道信息處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，提高信息系統(tǒng)工作效率。二是應該革新信息化建設方法，設計因地制宜的發(fā)展模式，能夠從港口行業(yè)特點和貿(mào)易模式出發(fā)，建設符合港口發(fā)展模式和經(jīng)濟發(fā)展特點的信息化體系，進一步推動信息化建設步伐，使得信息技術應用形式得到優(yōu)化與創(chuàng)新，與此同時也要從積極學習其他港口的成功經(jīng)驗，將這些經(jīng)驗用于自身港口航道信息化建設中，在實際建設中走出符合本港口發(fā)展的道路。在信息處理方面，應該建立一套現(xiàn)代信息技術與人工處理并存的模式，通過信息技術優(yōu)化各項工作，如建設信息化的管理系統(tǒng)，將各項工作內(nèi)容融入到系統(tǒng)中，通過工作人員優(yōu)化信息技術，持續(xù)強化信息化與人工化結(jié)合。

4 結(jié)束語

總而言之，我國港口經(jīng)濟發(fā)展迅速，隨著經(jīng)濟的發(fā)展港口航道信息化建設的重要性越來越大，作為建設單位和港口運營單位，都有責任和義務研究更為高效的信息化建設模式，不斷地推動港口航道信息化建設步伐，從而為我國航運產(chǎn)業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。分析和研究我國港口航道信息化建設的不足能夠為相關企業(yè)提供有效的改進措施，從而為港口航道信息化建設打下基礎，使得港口航道的工作效率提升，帶來更多經(jīng)濟效益。