三峽通航智能預警需求研究

鄧家佩 司馬俊杰 汪健

長江三峽通航管理局 湖北 宜昌 443002

1 三峽通航預警存在的問題

三峽通航預警存在的問題有：

1.1 預警信息收集手段相對單一

當前信息化系統建設依托各個工程項目建設，標準、接口存在不一致的現象，信息化頂層設計仍需進一步優化提升；信息資源的深度整合、開放共享、業務協同仍需進一步加強。很多預警信息仍然采用其他單位值班人員通過傳真或電話告知[1]。

1.2 預警信息智能分析功能稍顯不足

系統尚不能對通航環境信息、船舶航行行為及作業動態數據進行智能分析，大多依靠監管人員結合自身經驗進行分析后得出結論。

1.3 預警信息基本通過人工發布

目前預警信息都是監管人員手動發送給相關人員，需改變預警信息發布手段，提高信息發布的信息化程度。

2 三峽通航智能預警需求

三峽通航智能預警是三峽綜合監管平臺的一部分，三峽綜合監管平臺需實現以下智能預警需求。

2.1 水文氣象預警

水文氣象作為影響船舶航行的環境因素，對船舶的航行安全有極大的影響，在三峽河段不同流量、流速和水位下保證船舶航行安全的航行速度和駕引操作有所出入，且三峽河段容易發生大風、大霧，對船舶的航行安全也有很大影響。轄區內對船舶航行、待閘安全影響較大的水文氣象因素包括：流量、水位、能見度、風速及調峰等。

2.1.1 流量預警。當三峽出庫流量變幅超過5000m3/s，系統提示監管人員注意轄區船舶航行動態，提醒轄區在航船舶謹慎駕駛；當流量達到禁航條件時，提醒船方在安全水域錨泊。

2.1.2 水位預警。接入水位站的三江水位數據及將要進出三江航道的船舶實時吃水數據，當三江水位不滿足進出三江航道的船舶吃水需求時，一方面對計劃執行員及安全監視員的預警提醒，提醒此時三江航道水位不滿足進出三江航道船舶吃水；二是對船舶船方的預警提醒，提醒此時三江水位不滿足船舶吃水需求。

2.1.3 能見度預警。將水文氣象等監測數據接入系統內，可通過點選相應區域或位置實時顯示水文氣象信息欄，并可通過區塊顏色進行水文氣象信息等級的可視化，如對于轄區內因大霧能見度不足500m的區域覆蓋半透明白色色塊進行顯示，能見度大于500m不足1000m的區域覆蓋半透明黃色色塊進行顯示，使轄區內霧情實時狀況一目了然。同時通過GPS短信、手機短信提醒船舶加強瞭望。

2.1.4 風速預警。將水文氣象站的數據接入系統，當氣象站發布7級及以上大風預警時，系統自動發布該水域禁航信息，并提醒船舶在安全水域錨泊。

2.2 船舶航行動態預警

隨著三峽船舶通航密度的增加，船舶類型和船舶尺度多樣化等原因，使得三峽河段船舶交通越來越復雜，為了確保船舶航行安全，還應該對船舶的航行動態進行預警，為方便對船舶實際航行動態預警，將轄區內水域分為主航道、引航道、船閘水域及錨地水域，分區域對船舶各種航行動態進行風險識別及預警。

2.2.1 航速異常預警。設定主航道中船舶安全航速范圍為4~12km/h，引航道中船舶安全航速范圍為2~8km/h，船閘水域船舶安全航速范圍為0~4km/h，錨地水域船舶安全航速范圍為0~4km/h，當船舶航速低于或高于設定范圍時，系統自動報警。

2.2.2 航路異常預警。航道相關部門通過水位測量等專業手段，以航標船形式設置安全航道，過往船舶需按指揮信號在規定的安全吃水深度航道內航行，與航道邊界以及對岸均應保持一定的安全距離。當船舶距離航道邊界過近時，便有可能發生觸礁、擱淺等事故，影響船舶通航安全，因此需對船舶對航道邊界的距離進行監控?？山Y合實船沿岸航行所采集的航跡線勘劃兩條“警戒線”，當發現船舶“壓線”系統就會報警。

2.2.3 船位異常預警。當船舶無過閘計劃或未到過閘計劃時間時，應在錨地等待計劃執行員的發航指令才能出錨地，而若船舶無發航指令，船舶出錨地區域，系統自動報警。當船舶已經收到發航指令時，應在45min內駛出錨地，若船舶收到發航指令，超過45min還未出錨地區域，系統自動報警。

2.2.4 船舶并列行駛預警。設定主航道及引航道水域橫向間距，當兩船在主航道和引航道的橫向間距小于設定值，且保持超過2分鐘，視為兩串并列行駛，系統自動報警。

2.2.5 船舶違規掉頭預警。為防止船舶違規掉頭，設定主航道、引航道水域船舶航向變幅小于180°，當船舶在兩分鐘內，航向變幅超過180°，系統自動報警。

2.3 通航建筑物及配套設施預警

船舶過閘時，船閘的沖泄水會導致水流條件變化較大，影響船舶的待閘安全，為保障船待閘安全，同時提高過閘效率，在船閘的上下游附近布設靠船墩，供船舶進閘前臨時?？?。通過布設靠船墩，可以提前將錨地的船舶發航，船舶系固在靠船墩的系纜樁上，既減少了發船時間，又可以防止對其他過閘船舶的影響。但是若靠泊在靠船墩上的船舶并靠寬度太寬，會占據一部分的江面，影響出閘船舶的航行安全，同時船舶將纜繩系固在系纜樁上，有可能因為水流或是大風的作用，導致纜繩受力過大發生斷裂，導致船舶漂移，影響出閘船舶及待閘船舶的安全。因此要注意關注靠船墩上待閘船舶靠泊寬度及系纜樁受力情況，提高事故監測與預防能力，減少事故發生的概率及其可能造成的損失。

2.3.1 靠船墩待閘寬度預警。船舶靠泊靠船墩應按照排擋圖順序到靠船墩靠泊，同時并靠寬度控制在50m以內，可以在靠船墩水域以靠船墩為邊界，向外延伸50m劃定電子圍欄，當船舶靠泊靠船墩并靠寬度超過50m時，系統自動報警。

2.3.2 系纜樁超重預警。在靠船墩系纜樁位置放置壓力傳感器，傳感器實時發送數據至預警系統，當壓力超過臨界值，系統自動報警。

2.4 待閘錨地錨泊預警

三峽河段錨地分為壩上待閘錨地、壩下待閘錨地和兩壩間待閘錨地，兩壩間待閘錨地主要是樂天溪、平善壩錨地和小平善壩錨地。

2.4.1 錨地容量預警。在AIS上勘劃錨地區域范圍，并實時顯示錨地內拋錨船舶數量，設定各錨地區域的錨泊容量，當拋錨船舶數量達到設定錨泊容量的50%、80%和100%時，系統進行彈窗提醒、并分別以藍、黃、紅光進行聲光報警，提醒計劃執行員錨地容量不足。

2.4.2 錨地使用條件預警。壩上錨地分為危險品錨地和普通貨船錨地，不同類型的船舶對應不同的錨地，系統中設定各錨地允許錨泊的船舶類型，當有其他類型船舶進入錨地拋錨時，系統自動進行報警。

2.4.3 超錨區預警。船舶在錨地拋錨還應注意要在錨地范圍內拋錨，勘劃出錨地邊界“警戒線”，當發現船舶“壓線”，系統自動進行報警。

2.5 船舶防污預警

對于三峽壩區船舶污染管理來說，提高三峽壩區船舶污染的監測與預防能力，最大限度地避免和減少船舶污染所帶來的經濟和社會損失才是壩區船舶污染管理的關鍵。對三峽壩區船舶污染危險源的進行監控，盡早發現導致產生突發事件苗頭的信息并及時預警，可減少事件產生的概率及其可能造成的損失。

2.5.1 尾氣超標預警。一般情況下，船舶尾氣排放硫含量默認值為5000mg/kg，監管人員也可自定義尾氣正常排放范圍，當船舶通過尾氣監測裝置測量值超過正常值時，系統界面上該船舶顯示紅色。

2.5.2 油污接受證明。船舶進行油污排放后，將開具的油污接受證明電子檔案輸入系統，當船舶使進三峽轄區水域時，系統可在自動跳出無油污接受證明的船舶的基本信息，并發送短信給現場海事執法大隊。

2.6 助航標志預警

航標是水上交通安全保障系統的重要組成部分，為船舶安全便利地航行提供導助航服務，對發展水上交通運輸業起著至關重要的作用。在三峽河段，布設著為數眾多的航標，航標的穩定運行，關系著船舶的航行安全和船員的生命安全。

2.6.1 助航標志漂移預警。系統默認助航標志漂移預警距離為10m，監管人員也可自定義設置航標漂移距離預警，當某一航標漂移距離超過設定預警值，監管人員可在電子海圖上看到該航標的圖標不斷閃爍，通過點擊航標信息按鈕，從航標數據中查看其漂移值；同時系統會將航標漂移信息傳輸給航標管理部門和航經此水域的船舶。

2.6.2 助航標志運行狀態預警。監管人員設置航標穩定運行的電壓、電流值，當航標實際的電壓、電流值超出此范圍后，航標無法正常運行，監管人員可在電子海圖上看到該航標的圖標不斷閃爍，且系統自動將此航標位置信息發送給航標管理部門和航經此水域的船舶。

2.6.3 船舶碰撞助航標志報警。當航標被船舶撞擊后，該航標在電子海圖上的圖標不斷閃爍，并發出報警，并將此航標的位置信息傳輸給現場海事執法大隊及航道管理部門。

3 智能預警處置

預警處置是按照預警分析結果進行預警應對，除當值安全監視員進行必要的預警提示工作外，根據警情的不同，預警處置要求實現及時響應，基于預警分析結果，確定預警級別，輸出相應的預警控制指令[2]。

3.1 有序的預警指揮和應急調度

依據不同的預警級別，做出相應的預警指揮和應急調度。在三峽通航指揮中心內部，進行計劃執行、安全監視、計劃編制等崗位的協調，各崗位各自履職，確保對船舶的合理調度和安全監視；在三峽通航管理局，進行船閘、海事與通航指揮中心的協調，確保險情發生水域其余船舶的安全有序通行，并及時組織人員到現場控制險情；當預警級別較高時，涉及組織協調的層面也相應提高，此時，嚴格按照應急預案組織現場工作。

3.2 高效的專家庫

針對三峽河段船舶航行安全預警的專家庫應涵蓋海事、航道、公安、通信、環境、地質等方面的專家，對三峽河段的突發事件進行應急處置技術研究和咨詢服務工作，為應急決策提供咨詢和建議；預測已發事件的發生和發展趨勢，對各類突發事件的救援方案、處置方法等進行研究、評估，并提出相關建議；提供通航應急組織方面的技術支持[3]。

3.3 完善的報告和信息發布制度

根據預警級別的不同做出響應，運用現代化電子網絡手段，實現快速、高效、準確的數據分析，追蹤事件進展，及時掌握最新動態，將問題和情況及時向上一級管理者或上一級主管部門報告，同時通報相關部門。對于事件處理的情況和結果，通航指揮中心根據事件的影響程度和應急處理的相關規定決定信息的發布及方式，同時按有關規定及時向上一級部門報告。

4 結束語

水文氣象、船舶航行動態、通航建筑物及配套設施、待閘錨地錨泊、船舶防污染、助航標志等六個預警需求涵蓋了過閘船舶安全監管的核心。三峽智能綜合監管平臺應結合業務需求，在充分滿足船舶航行預警的基礎上，接入氣象水情系統、船舶定位系統、錨泊管理系統、防污染系統等多個信息業務系統的數據，使用預設的規則和算法對數據進行處理和發布，實現平臺的統一展示、統一接口、統一管理。通過對各個系統數據的分析處理，實現預警消息的自動下發，并智能實時反饋環境、航行動態等動態信息給監管人員和船方，實現24小時智能預警，能夠有效提升智能監管的水平，減少船舶發生事故的概率。