數(shù)字化時代下港口工程航道航標技術的創(chuàng)新發(fā)展

岑惠萍

（廣西壯族自治區(qū)梧州航道養(yǎng)護中心）

1 引言

在數(shù)字化時代，港口工程航道航標技術的創(chuàng)新發(fā)展已成為各個港口管理部門關注的重要議題。為提高航標管理的效率和安全性，加強數(shù)字技術在航道航標中的應用成為一項關鍵策略。通過數(shù)字化技術的引入，航標系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和預測能力的提升，以及航標信息的共享和智能化管理，從而為航行安全和港口經(jīng)濟發(fā)展提供更加可靠和高效的支持。

2 數(shù)字化時代對港口工程航道航標技術的影響

2.1 信息技術的發(fā)展如何影響港口工程航道航標技術

隨著信息技術的發(fā)展，港口工程航道航標技術也正在經(jīng)歷一場深刻的轉(zhuǎn)型，信息技術在數(shù)據(jù)收集、分析和管理方面的進步，對航道航標的制定提供了更全面和精確的數(shù)據(jù)支持。比如，通過各種傳感器和遙測系統(tǒng)，可以實時收集和監(jiān)控航道的深度、水流速度、風向風速等信息，對于避免船舶觸礁、走偏等事故具有重要意義。航標設備的智能化、網(wǎng)絡化提高工作效率，減少人力投入，通過使用信息技術對航標設備進行實時的故障診斷和預防性維護，能提高航標設備的穩(wěn)定性和可靠性。信息技術的發(fā)展推動了港口工程航道航標技術的創(chuàng)新和發(fā)展，一方面，信息技術為航道航標技術提供了新的實施手段和工具，比如虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術可以使船長在沒有真實環(huán)境的情況下進行模擬駕駛，提高了航道航標的實際應用效果[1]。

2.2 如何利用數(shù)字化技術提升航道航標的效率和安全性

數(shù)字化技術的運用實質(zhì)上是將傳統(tǒng)的航道航標運營轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑\營，通過數(shù)據(jù)采集、處理和分析，優(yōu)化航道航標的設計、設施安裝、運維等各個環(huán)節(jié)，大大提高了整體運營效率。在實時數(shù)據(jù)采集方面，利用傳感器技術和物聯(lián)網(wǎng)技術，可以收集航道環(huán)境參數(shù)、航標設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，為決策提供準確、實時的信息支持。數(shù)據(jù)處理和分析是數(shù)字化技術提升航道航標效率和安全性的另一個關鍵環(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)和人工智能技術可以將收集到的數(shù)據(jù)進行深度挖掘和智能分析，從中發(fā)現(xiàn)潛在的問題和規(guī)律，為航道航標的優(yōu)化提供科學依據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型可以對航道和航標的未來狀況進行預測，提前做好應對策略，避免或減輕可能的風險。數(shù)字化技術還能夠提高航道航標的設備制造和管理效率[2]。

2.3 數(shù)字化帶來的新的挑戰(zhàn)和問題

數(shù)字化為航道航標技術帶來了諸多機遇和益處，但數(shù)字化時代中的數(shù)據(jù)安全和隱私保護是不容忽視的問題，數(shù)字化技術存儲了與航道航標相關的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)的安全性得不到充分的保障，可能導致數(shù)據(jù)泄露、篡改或者被惡意利用。因此，如何有效保護數(shù)據(jù)的安全和隱私，防止數(shù)據(jù)的泄露和濫用，成為了一個重要的挑戰(zhàn)。在數(shù)字化的環(huán)境下，航道航標的設計、規(guī)劃和管理等工作需要運用各種數(shù)字化工具和方法，需要工作人員具備較強的數(shù)字化技術能力。然而，目前許多工作人員的技術能力還不夠強，不能有效地應對數(shù)字化帶來的挑戰(zhàn)，可能會影響航道航標技術的發(fā)展和應用。再者，數(shù)字化的深入推進也對設備的更新提出了新的要求。傳統(tǒng)的航標設備可能不能滿足新的技術需求，需要進行設備更新和技術升級，設備的更新和技術的升級需要大量的投資，對發(fā)展中的航道和港口是較大負擔。由于數(shù)字化技術引入使得航道航標的工作方式發(fā)生較大變化，需要對航道航標的監(jiān)管方式和監(jiān)管標準進行相應的調(diào)整。然而，如何制定和執(zhí)行新的監(jiān)管標準，如何應對數(shù)字化帶來的新的監(jiān)管挑戰(zhàn)，也是一個需要重視和解決的問題。

3 數(shù)字化時代下的港口工程航道航標技術創(chuàng)新發(fā)展策略

3.1 深化數(shù)據(jù)集成和信息共享

數(shù)據(jù)集成是指將來自不同源頭和不同格式的數(shù)據(jù)整合到一個統(tǒng)一的平臺或系統(tǒng)中。對于港口工程航道航標技術而言，數(shù)據(jù)集成可以包括各類航行數(shù)據(jù)、海圖數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)等，港口管理部門和航海員可以更全面地了解航道和航標的狀態(tài)和變化情況[3]，從而作出更準確的決策和規(guī)劃。信息共享是指將整合后的數(shù)據(jù)以及相關的信息共享給港口管理部門、航海員和其他相關利益相關方，實現(xiàn)實時、準確的信息傳遞和共享，提高港口運營的協(xié)調(diào)性和效率。2008年，吳江港口的36座發(fā)光標安裝了GMS遙測裝置，港口管理部門可以通過電腦檢測航標的技術狀況，縮短航標檢測周期，提高航標的發(fā)光率和正位率，彌補以往人力巡航難以及時發(fā)現(xiàn)航標故障的不足。2015年，吳江的航標經(jīng)過統(tǒng)一改建，升級成為40座多功能一體化發(fā)光標，并且全部安裝了GMS遙測裝置，實現(xiàn)了全天候、全方位的智能化管理，意味著各個航標都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和信息共享，將各個航標的狀態(tài)信息匯總到一個集中的系統(tǒng)中，提供更多的數(shù)據(jù)集成和信息共享的機會，還為港口管理部門提供了更全面、更準確的數(shù)據(jù)支持，有助于制定更有效的航標維護和管理策略。2017 年，吳江的“智慧港航”系統(tǒng)投入建設，在京杭運河設置40 處“電子眼”，實現(xiàn)對該航段的全天候?qū)崟r監(jiān)控，做到“監(jiān)控全覆蓋、監(jiān)管無漏洞”，此時，吳江港口的數(shù)據(jù)集成和信息共享不僅限于航標系統(tǒng)內(nèi)部，還與其他相關的監(jiān)控系統(tǒng)進行了整合，進一步提高了港口的安全性和監(jiān)管能力，促進吳江港口的智能化發(fā)展。

3.2 強化智能化航道航標系統(tǒng)的建設

在數(shù)字化時代，港口工程航道航標技術的創(chuàng)新發(fā)展策略之一是強化智能化航道航標系統(tǒng)的建設，人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)分析技術可被應用于智能化航道航標系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)分析提取有用的信息，根據(jù)實時數(shù)據(jù)和模型分析結果，自動調(diào)節(jié)航標的亮度、燈色、閃爍模式等參數(shù)，滿足不同航行需求和環(huán)境變化[4]。

此外，地理信息系統(tǒng)的應用也可以強化智能化航道航標系統(tǒng)的建設。2019 年，丹東大東港口引入新型中型航標作業(yè)船“海巡1506”輪，采用全回轉(zhuǎn)推進器和電力推進形式，2020年的“春季”換標作業(yè)中，該船創(chuàng)下了大連轄區(qū)紀錄，連續(xù)工作14小時完成了15次換標作業(yè)。在丹東海事局和大連航標處的協(xié)商下，新型航標夾持船“海巡15060”輪和電磁吸盤鋁合金航標巡檢船“海巡15050”輪的引入進一步提升了丹東大東港的航標作業(yè)能力。面對e航海的發(fā)展趨勢和科學技術的進步，大連航標依托科技創(chuàng)新為地方港航經(jīng)濟的安全發(fā)展提供了立體、精準、安全的航海保障服務，堅持以數(shù)字航標建設為抓手，實現(xiàn)了轄區(qū)航標遙測遙控、GIS 北斗應用以及AIS 服務全覆蓋。同時，為了服務智能航運，初步建成了“綠色、數(shù)字、智能”的現(xiàn)代化綜合助航服務體系和智能航保研發(fā)成果。

3.3 加強數(shù)字技術在航道航標中的應用

數(shù)字技術的發(fā)展為航標系統(tǒng)帶來了更高效、智能和可持續(xù)的解決方案，為了提高漢江航道管理航標的維護效率和航標管理技術水平，武漢港航中心結合漢江航標管理的特點和需求，開展了航標管理升級改造項目的研究，旨在加強數(shù)字技術在航道航標中的應用，實現(xiàn)航標管理的智能化和網(wǎng)絡化。北斗定位技術和360度全景攝像技術能夠?qū)綐思捌渲車h(huán)境進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)航標的非正常移位、翻傾、碰撞等情況，并進行實時預警，提高航標管理人員對航標狀態(tài)的了解和響應速度，保障航標的正常工作，再基于5G無線網(wǎng)絡將航標信息傳輸?shù)胶綐吮O(jiān)控中心，航標管理人員可以實時觀測航標的工作情況，隨時掌握航標的狀態(tài)和運行情況，便于作出相應的調(diào)整和維護[5]。航標管理人員可以通過航標監(jiān)控中心客戶端進行航標數(shù)據(jù)采集和航標智能終端管理，實現(xiàn)對航標數(shù)據(jù)的集中管理和分析，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和利用效率，通過智能終端管理，對航標進行遠程設置和調(diào)整，減少人力投入和維護成本。此外，配合航道岸橋視頻監(jiān)控、航標維護艇、航道巡視無人機等項目的實施，實現(xiàn)水、陸、空全方位的航道巡檢，確保航道的安全暢通，提升整體的航行安全性。通過上述航標管理升級改造項目的實施，航標將不再是一個孤立的助航標志，而是一個智能化的網(wǎng)絡節(jié)點。未來，航標還將與航道信號燈、電子航道圖等進行數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)航標管理由傳統(tǒng)模式向智能模式的轉(zhuǎn)變。

4 結語

通過遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和預測能力的提升，航標系統(tǒng)可以更加精確地滿足航行需求，減少事故風險，提高航行效率。同時，數(shù)字化技術也促進了航標信息的共享和智能化管理，為港口工程的發(fā)展打下了堅實基礎。未來，隨著技術的不斷創(chuàng)新和應用的深入推進，期待數(shù)字化時代下港口工程航道航標技術創(chuàng)新發(fā)展策略的持續(xù)推進，將為航行安全和港口經(jīng)濟的發(fā)展帶來更多的機遇和成果。應當繼續(xù)加強技術創(chuàng)新，積極應對數(shù)字化時代的挑戰(zhàn)，為港口工程航道航標技術的進步做出更多的努力，以推動港口工程的可持續(xù)發(fā)展，為航海事業(yè)的繁榮作出貢獻。