海砂采運船遠程智能監管系統應用研究

胡喬輝，汪望明

（中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510290）

近年來，隨著國家“一帶一路”戰略的不斷推進實施，我國和沿線國家的經濟建設取得了巨大成就[1]。其中，港口作為“海上絲綢之路”重要一環，加快港口基礎設施建設尤為重要[2]。

目前，疏浚吹填施工技術作為一種先進的施工技術而常用于港口建設施工中，其主要應用水力或機械的方式，挖掘水下的土石方并同時進行輸移處理[3,4]。在大小嶝吹填施工中，主要包括陸域形成工程、地基處理工程（排水板堆載預壓，水泥攪拌樁），造地面積約170.42 萬m2，總用砂量約2032 萬m3，采砂主要由50km 外海業主指定取砂區采砂后，轉吹至回填區，吹填施工中砂石挖掘和輸移作業多由一種新型自吸自卸采砂船完成。

由于砂石資源的需求量較大，砂石資源愈發緊缺，非法采砂作業現象尤為突出，國家對采砂作業作出了嚴格規定，要求采砂作業只能在指定采砂區域進行[5]。此外，砂石輸移量大，輸移距離較遠，輸移航線復雜，采砂作業船數量多，裝卸砂石等待時間長等因素也在一定程度限制了大小嶝吹填施工作業效率。鑒于此，對海砂采運船作業及航行過程進行全程監管就顯得尤為重要。

本文設計運用了一種海砂采運船舶遠程智能監管系統，可實現對采運過程全面監控海砂。一方面，確保了東碇島海砂采運船舶在東碇島指定取砂區域進行取砂，且全部轉運至指定的儲砂坑，避免非法采砂行為的發生，杜絕外購砂冒充東碇島海砂運至儲砂坑。另一方面，通過監管系統可實現對采砂船航行狀態進行統一調配，使得整個采砂過程更加有序進行，大大降低采砂船裝卸砂過程中的等待時間，有效提高了采砂船作業效率。

1 監管系統設計

1.1 總體要求

（1）考慮到目前國家政策對采砂船及采砂作業區域均做了嚴格規定，這就要求對采砂船進出采砂區域設立準入機制。

（2）實時監管和調配采砂作業船只，對施工船舶的位置及航行軌跡等信息進行實時采集。

（3）對全作業過程進行可視化，實時查看施工作業進展，及時發現施工作業過程中存在的問題，極大提高問題處理能力，確保吹填作業順利進行。

（4）為進一步分析施工作業進展，統計采砂作業量，實現采砂作業過程的量化分析，對采砂船采砂作業量等數據進行收集反饋，并定期進行核查。

圖1 監管系統要求

1.2 系統組成

整個系統由船載智能終端、監控中心服務器、監控客戶端計算機、數據采集工作站等設備組成，實現船舶監控、定位、數據存儲、事件記錄、數據上傳下載、異常事件報警、報表統計等功能。

圖2 監管系統組成

1.3 實施流程

采砂船進出采砂區和儲砂坑前進行核查認證；在采砂區進行采砂前后及在儲砂坑卸砂前后均進行信息采集，包括船艙裝載情況抓拍和裝載數據收集記錄；對于航行中的采砂船進行航行軌跡記錄，定時抓拍及異常事件觸發抓拍（偏航或停留時間超長等），并對異常事件進行記錄反饋。

圖3 系統實施流程

2 監管系統應用

2.1 船舶監控

對采砂船當前施工過程進行多屏對比、實時視頻流查看，也可在船舶定位功能下顯示地圖與船舶攝像頭的輪巡。

圖4 船舶實時監控

2.2 日報表與月報表

月度統計報表主要統計單船月采砂船次及采砂總量，日報表統計每天的采砂詳細數據，可用作初步采砂效率分析。

圖5 日報表明細

2.3 船舶智能監管報告

對采砂船作業全過程實施情況匯總，報告可打印。主要記錄采砂起止時間，卸載起止時間，采砂方量，軌跡等相關信息。

圖6 智能監管報告

2.4 船舶航行軌跡

對船舶施工時船艙監控，實時查看船位，船速，定位狀態，便于施工過程中船只調度及施工后作業數據分析。

圖7 船舶航行軌跡

3 結論

本文以廈門大小嶝吹填造地工程為例，針對采砂船作業管理要求嚴格及施工過程中監管不夠完善而影響采砂作業效率問題，設計運用了一種海砂采運船舶遠程智能監管系統，實現對采砂船進出采砂區和儲砂區、砂石轉運航行及裝卸等全過程的監管，使得采砂作業更加合法規范，同時提升吹填施工作業效率。