用智能化手段解決現(xiàn)存水上運輸問題

翁慶龍，唐雋，張坤

（江蘇省泰州引江河管理處，江蘇 泰州 225300）

交通運輸業(yè)是國民經(jīng)濟中的重要組成部分，時刻影響著整個社會的經(jīng)濟活動[1]。傳統(tǒng)的信息采集準確性、實時性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性較差，人工干預環(huán)節(jié)多，效率低，缺乏快速有效的航道要素感知、融合與傳輸技術(shù)[2]。京杭運河存在數(shù)字化程度不高、船閘智能化程度不強、服務保障手段不足、信息化共享水平不高等問題。接下來從船舶過閘、船舶管理、港口管理、風險管控這幾個方面，對出現(xiàn)的問題進行分析與提出相應的解決辦法。

1 船舶過閘

江蘇作為航道里程和密度全國第一、港口通過能力和吞吐量全國第一的港航大省，水運高質(zhì)量發(fā)展的要求不斷提升。其中，船舶過閘是航運中非常重要的部分。當前，內(nèi)河航道船舶過閘管理存在以下問題：一是船舶數(shù)目巨大，等待過閘時間長；二是船員法律意識不夠；三是船舶過閘的管理仍是單一的管行為為主。大多數(shù)閘口實行的人工申報，管理審批，現(xiàn)場核查這個流程，智能化程度還有待提高。這個過程浪費更多時間，增加運輸消耗，直接損害到船舶所有人的經(jīng)濟效益，制約了經(jīng)濟發(fā)展的速度。

通過對相關(guān)項目的考察研究，提出以下解決方案，在閘口安裝相應的檢測設(shè)備，與主要控制系統(tǒng)連接，運用人工智能和AI 識別技術(shù)自動對船舶進行識別檢測，將照片與提交到航運管理處數(shù)據(jù)庫中的船舶信息進行比對，驗證船舶的信息，杜絕“大船小簿”的現(xiàn)象發(fā)生。利用船閘管理系統(tǒng)對船舶過閘的全流程進行管理，事前船員通過線上平臺進行船舶數(shù)據(jù)的上傳，如船員人臉信息、船舶始終港信息、船舶載貨信息、船舶上船員信息等，管理人員通過系統(tǒng)對信息進行審核，事中通過系統(tǒng)推送過閘申請信息，管理人員提前做好船舶過閘準備，做到船到即行，事后發(fā)現(xiàn)船舶有違規(guī)行為，通過對信息庫中的信息，如抓拍信息進行查閱，達到快速處理違規(guī)行為的目的。

2 船舶管理

通過對現(xiàn)實的船舶管理現(xiàn)狀的分析，總結(jié)出當前船舶管理主要面臨以下兩個難題。

2.1 船主私自關(guān)閉AIS

部分船舶為了逃避監(jiān)管，經(jīng)常采用違規(guī)關(guān)閉AIS 設(shè)備的方式，這種行為給其他船舶的正常航行帶來了極大的安全隱患。結(jié)合相關(guān)應用實踐，提出以下解決方案，開發(fā)船舶 AIS 關(guān)機監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采用抓拍攝像機對河道進行實時抓拍，采用計算機AI 技術(shù)，系統(tǒng)將算出的船舶數(shù)量與視頻采集單元采集到的船舶數(shù)量進行對比，如果分析兩者數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)得出的船舶數(shù)量不一致，那么系統(tǒng)判定為監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有船舶關(guān)閉AIS，系統(tǒng)將開啟錄像功能，對違規(guī)關(guān)閉AIS 的船舶進行抓拍錄像取證，并將報警信息上傳服務器，系統(tǒng)中的圖像分析技術(shù)可以對抓拍的圖像進行字符識別，找到船舶的名稱，并與數(shù)據(jù)庫中的船舶登記信息進行比對從而找到對應船舶，然后通知管理人員[3]。

2.2 船舶夜間走私貨物

一些船主為了經(jīng)濟利益，鋌而走險進行違法走私行為，且大部分走私行為是在夜間利用監(jiān)管人員視線不良進行。通過案例分析統(tǒng)計，大多數(shù)走私船為小型船舶，原因是小型船舶建造（或買賣、租賃）成本低，靠泊方便。其中“三無”船舶走私現(xiàn)象突出，存在登記不規(guī)范現(xiàn)象，給監(jiān)管帶來了很大難度，這些都與走私犯罪難以杜絕具有一定關(guān)聯(lián)性，也增加了涉案船舶權(quán)屬查明的難度。

這些可以通過在岸邊建設(shè)檢測設(shè)備如紅外攝像頭、ais 接收器、雷達等設(shè)備來對船舶進行行為感知，當船舶出現(xiàn)子母船解除或異常停靠岸邊現(xiàn)象，立即在管理系統(tǒng)中進行預警，通知管理人員注意，并且對船舶進行抓拍取證。系統(tǒng)與船籍港船舶登記機關(guān)系統(tǒng)進行對接，將檢測到的船舶信息與船舶登記信息庫比對來驗證是否屬于“三無”船舶，從源頭杜絕“三無”船舶參與走私的違法行為。

3 港口管理

內(nèi)河港是位于天然河流或人工運河上的港口，包括湖泊港和水庫港。受限于港區(qū)分散、岸線利用不合理、傳統(tǒng)管理方法效率低下等不利因素，港口資源管理存在改進和優(yōu)化的空間。內(nèi)河航運是我國綜合運輸體系的重要組成，對于推動經(jīng)濟發(fā)展、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、服務對外開放等方面意義重大。智能港口（smart port）是行業(yè)發(fā)展和知識創(chuàng)新相互驅(qū)動而催生的一種新理念，其內(nèi)涵極為豐富，現(xiàn)代信息科技是其發(fā)展的必要非充分條件。[4]

以武漢陽邏港代表的一批內(nèi)河港口積極探索，發(fā)揮了內(nèi)河港轉(zhuǎn)型示范的作用。作為中國最大的內(nèi)河港，武漢陽邏港牢牢把握“互聯(lián)網(wǎng)+”機遇，以建設(shè)內(nèi)陸最大的水鐵聯(lián)運樞紐為契機，打造智能化港口示范工程，實現(xiàn)港口物流服務和管理的智能化。

3.1 全面推進港口的智能化

利用5G、電子標簽、CCTV 等技術(shù)，完善港口基礎(chǔ)數(shù)據(jù)智能采集體系，大力推進港區(qū)閘口、碼頭裝卸設(shè)備、堆場倉儲管理的智能化建設(shè)，打造長江內(nèi)河航運第一個水鐵聯(lián)運自動化碼頭。

3.2 完善港口生產(chǎn)運作與管理體系

運用北斗導航、AIS、AFID 等技術(shù)，提升港口作業(yè)的協(xié)同管理水平和管控決策能力，提高集裝箱作業(yè)管理及件雜貨生產(chǎn)管理的智能化水平，從而實現(xiàn)港口、船舶、車輛、貨物的智能感知。

3.3 提升港口集疏運體系的智能化

加快港口集疏運場站內(nèi)部物流裝備信息化建設(shè)，形成港口集疏運網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各個結(jié)點之間的互聯(lián)互通，提高物流作業(yè)過程的實時感知與監(jiān)控水平，提升節(jié)點內(nèi)部物流企業(yè)對運作業(yè)務的及時執(zhí)行力。

4 風險管控

我國的水道錯綜復雜，航道眾多，船舶的貨運效率頻繁，給航道管理人員的管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

4.1 船舶運輸主要存在以下幾個方面的風險

（1）一些船主為了賺得更多的利益，運輸超過自身載重的貨物，可能會造成船舶擱淺，碰撞，翻沉等事故。

（2）未按規(guī)定乘坐船只，乘船時沒有遵守相關(guān)規(guī)定，不穿戴救生衣實際案例如2021年8月7日，云浮籍一艘干貨船途經(jīng)三榕港上游約500 米附近水域時，與正在捕撈作業(yè)的漁船發(fā)生碰撞，造成漁船上1 人落水死亡，漁船嚴重損壞。經(jīng)海事部門調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生前，漁民正在捕撈作業(yè)，專注力過于集中，未察覺商船靠近，而商船靠近時以為漁船會主動避讓，且存在視線盲區(qū)，不料直接撞上了漁船。漁民在落水時，不懂水性且未穿戴救生衣，導致了悲劇的發(fā)生。

（3）船舶超速航行，冒險追越其他船只。實際案例如2021年4月28日，舟山籍干貨船“金兆15”輪裝載海砂約5000 噸由湛江駛往佛山途中，航行至西江下游豬頭山對開水域時，與由貴港駛往珠海的貴港籍散貨船“港宏1368”輪發(fā)生碰撞，造成“港宏1368”輪側(cè)翻沉沒，4人死亡，直接經(jīng)濟損失初步統(tǒng)計約309萬元，構(gòu)成較大等級水上交通事故。調(diào)查結(jié)論和責任認定該事故是一起雙方均有過失導致的責任事故，“金兆15”輪冒險追越他船、未采用安全航速行駛、緊迫局面時采取的應急避讓不當和“港宏1368”輪當班駕駛員何某疏忽瞭望、未盡可能沿本船右舷一側(cè)航道行駛、緊迫局面時應急操作錯誤是該事故發(fā)生的原因。

4.2 對應三個方面的問題，提出以下智能化解決方案

（1）在航道建立多點位的電子卡口，對船舶進行監(jiān)控，利用AI 技術(shù)加相應的算法識別其水位線，對超過其額定水位線的船只，在系統(tǒng)中進行告警，中控室管理人員通過手機應用通知現(xiàn)場附近管理人員進行處理，并將相關(guān)信息發(fā)送到附近船舶終端，進行告警，讓周圍船舶遠離，避免嚴重事故的發(fā)生。

（2）基于船舶的高清抓拍圖像，定位船舶甲板上的人員，識別是否穿著救生衣。

（3）通過安裝在附近的檢測相機，檢測到船舶以后，利用邊緣檢測算法估算船舶左右邊緣和上下邊緣。結(jié)合相機內(nèi)部參數(shù)、相機架設(shè)位置等信息。基于左右邊緣位置計算航行速度、航向。

5 結(jié)論

智能航運是水上交通發(fā)展的趨勢和方向。通過以上在船舶過閘、港口管理、船舶管理、風險管控方面的智能化改進，一定能提高水上運輸?shù)哪芰Γ嵘斍八\運輸?shù)倪\輸量和運輸速度，使水運運輸?shù)恼w質(zhì)量不斷提高，促進水運經(jīng)濟的快速發(fā)展，早日形成安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的現(xiàn)代化綜合交通體系，為交通運輸總體發(fā)展水平早日進入世界先進行列添磚加瓦。