關于三峽通航調度系統智能化建設的思考

曾曉俊，周引平，司馬俊杰

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443002）

三峽通航調度系統作為三峽通航的核心業務系統，涵蓋了申報到錨、區域聯動、安檢計劃、過閘計劃、計劃執行等船舶過閘的全流程環節，應用于指揮中心、船閘運行、海事、航道等各個重要基層業務單位，在三峽通航業務發展的過程中起到了重要的支撐作用。

隨著國家交通強國戰略和智能交通的推進實施，長江黃金水道在水上交通運輸的重要地位進一步凸顯，三峽通航過壩運輸需求的不斷增長，船舶旺盛的過壩需求和三峽-葛洲壩船閘通過能力不足的矛盾越來越突出，在短時間內沒有計劃建設新的船閘通航樞紐的當前，督促三峽通航必須進一步提升現代化、信息化，不斷加強“內功修煉”，研究新模式，新方法。新的通航環境、新的通航管理模式對三峽通航智能調度提出了新要求。

1 國內外通航樞紐智能調度系統建設現狀

密西西比河是美國內河五大航道體系之一，其航道基本都實行了統一標準化，大范圍地使用了地理信息系統、因特網、電子海圖及顯示系統、自動識別系統、因特網技術等輔助船舶通航調度。

我國蘇北船閘智能調度通過建立待閘船舶過閘行為的數學分析模型，從船舶待閘時間、閘室利用率及船員待閘心理等因素多重考量，進行了多閘智能排擋過閘技術研究與應用，以圖型化呈現并可通過“船訊通”手機端將排檔圖推送給船舶，船舶按排檔圖閘外編組后進閘，以提高過閘效率。

西江船閘開發建設了智能化的交通調度系統，采用計算機網絡技術以及衛星探測技術，生成航運圖，對航運信息進行發布，并形成一體化的動態型服務系統。智能調度系統可以在船舶數量超過航道通行能力的時候，科學調度確保航運價值量最大的船舶簽證數量，合理管控船舶出港簽證和梯級船閘上、下行船舶數量。

2 三峽通航智能調度現狀分析

現有的三峽通航調度系統是交通運輸部2008 年投資建設的，系統實現了三峽-葛洲壩聯合調度，并與部分相關業務系統實現一定程度的數據共享，在三峽通航調度工作中發揮了重要的作用，貨運量逐年上升。但隨著日益增長的船舶過壩需求，樞紐通過能力不足逐漸形成長江水運“腸梗阻”。為了緩解三峽河段的船舶長時間滯留和錨位不足，減少船舶待閘時間，降低轄區安全風險和通航壓力，保障三峽壩區和長江干線通航安全有序，2017 年以來，相繼實行了長江干線過閘船舶聯動控制和三峽過閘船舶100%安檢，三峽-葛洲壩梯級樞紐的調度水域從原77.7 公里向上下游拓展至542 公里。隨著過壩流程發生變化、管理要求不斷提升、管轄的水域范圍明顯增大，調度系統處理的船舶大量增加，業務流程更加復雜交叉，由此帶來了新的調度管理難題，主要包括：

（1）遠程精準調度難。三峽水域不同時期的通航條件變化大，兩壩的通道規模大小不一，船舶尺度和技術狀態差異大，船舶與通航設施匹配難；距離遠，船舶多，時間長，變動大，維持船舶過閘公平，兼顧重點優先，船舶科學組合和精準調度適配難。

（2）沿途有序管控難。過壩船舶沿途分布待閘，船舶行為監測手段少、精度低，同時，100%安檢要求下，需指導船舶沿途遵守調度要求，及時自檢、按時到達安檢水域，并實時掌握船舶和船員的異常動態，船舶有序到達三峽水域管控難。

（3）信息有效交互難。傳統的船岸信息交互方式單一，承載信息量少，覆蓋范圍小；不同部門信息服務碎片化；信息交互實時性和個性化不足，不能適應跨區域的精準調度和管控。

3 智能調度系統建設目標需求分析

結合國內外智能調度情況分析和三峽通航調度業務需求分析，三峽通航智能調度系統建設問題更多、難度更大，需要實現主要目標需求如下：

3.1 提高通航調度組織水平和管理能力

通過智能調度，發揮指揮中樞作用，實現動態計劃、自動計劃。將原先的鏈式調度模式延伸到核心水域外，使轄區船舶通航調度由原先的“單個船舶調度”轉變為“多個閘次的有序聯動”，顯著提高通航調度組織和聯動控制水平。

3.2 提高過壩安檢效率和錨泊管理能力

自動編制智能安檢計劃，使安檢工作從原先的“一艘一艘檢查”轉變為“一閘一閘檢查”，提升安檢工作的效率。

根據智能計劃實現智能指泊，根據閘次預安排將同閘次船舶調度至同一錨泊位置，不僅提高了錨泊管理能力，也降低了發航時船舶交匯引起的安全風險。

3.3 提高通航安全保障水平

通過智能調度，實現常規性工作由系統自動處理，異常情況時，系統主動提示、告警。

3.4 提升應急指揮和服務能力

消除信息孤島，形成縱貫流域數據共享體系，覆蓋通航管理各領域，建立時空同步的通航運行態勢信息展示，使通航管理協調、調度指揮可視化、場景化；實現數據融合、系統整合、部門聯動、指揮高效的“一站式”管理模式。

4 智能調度系統建設功能需求分析

三峽智能調度系統的建設，需要提升業務協同和智能化應用水平，基于數據資源深度整合部門間、區域間、環節間的各項業務，跨單位、跨區域、跨運輸方式融合發展，實現集船舶過閘申報、到錨、待閘、安檢、過閘等全過程計劃編制和指揮調度于一體的全智能化通航調度，實現調度業務的自學習和自適應，滿足船舶管理、通航調度、錨泊管理、海事安檢、誠信管理、船閘運行等業務管理的需要，實現通航調度的全水域覆蓋、全節點統籌、全流程動態掌控。

（1）通航要素信息全能感知。系統通過物聯網技術、數據挖掘、多系統信息共享、圖像識別、傳感器應用、對接獲取其他管理部門信息等知道的相關數據與歷史數據進行對比分析，為通航調度提供輔助決策。

（2）調度計劃智能編制。系統能夠采集獲取通航環境、建筑物運行狀態信息，深層次“內化”管理規則并自動調用，自動編制統一的滾動計劃，涵蓋預期計劃、聯動計劃、過閘計劃、安檢計劃、排檔計劃等五個方面，并根據實時運行情況智能調整與發布。

（3）全程全線調度智能管控。根據船舶過壩計劃執行情況，通過系統智能化實現聯動控制功能、計劃執行功能、信號控制功能、錨地管理功能，并對智能調度管理期間船舶航行情況進行全程跟蹤，實現助航、監管等服務。

（4）通航調度范圍全干線。在長江干線采取開放式申報，擴大聯動控制區域邊界至全干線，實現船舶過壩申報水域范圍覆蓋整個長江干線，申報即排隊。

（5）聯動控制和安全管控全鏈接。船舶從申報過閘開始，即進入全程聯動控制和安全管控中，具體流程如下：港口出港申報→聯動控制沿途海事管控→過閘安檢→調度發航→過閘指揮，整個過程全程聯動、有效銜接，有效消除監管盲區。

（6）全面自動統計分析及信息展示。建立調度數據分中心，實現通航管理中采集、生成的所有動、靜態數據統一管理。實現所有的通航數據均可查詢，所有的查詢均可統計，系統可以自動對所有數據進行清洗與分類，在數據庫里都有對應的指標輸入與輸出，所有指標能實現自定義導出。

（7）通航動態管理全適時。對通航要素適時研判，通過一張圖集中展示轄區運行態勢，系統也能實時感知當前船舶調度形勢，給出未來調度形勢的研判、預警和相關建議。

（8）個性化智慧助航信息服務。智慧助航信息服務可實現靜態信息自主查詢，動態信息主動獲取；泛化普適信息定時例行發布公示，特別關注信息點對點或一對多適時推送被動接收，信息服務范圍貫穿船舶申報過閘全流程，信息服務內容可按需求項自定義多源融合關聯，實現船-閘-航道-錨地等通航資源的高效協同利用

（9）“三船”全生命周期信息管理。根據船舶過壩需求和管理需要，安全性、兼容性、高質量的“三船”數據庫自動多維度、多觸點集成船舶港口、碼頭作業信息及過壩信息、船員從業信息、船公司經營信息；基于船舶過壩航次進程，實時更新、存儲、交換“三船”數據信息；實時提供數據處理、數據建模、數據分析、數據展現、數據分析報告等可視化的一站式數據服務。

5 智能調度系統建設技術需求分析

三峽智能調度系統的建設，需要通過大數據、云計算、數據融合等技術，建設一套智能管理綜合信息系統，提升業務協同和智能化應用水平。

（1）信息采集需求。建立健全“三船”基礎數據、通航環境數據、船舶航行計劃、船舶裝載信息、船舶誠信信息、通航建筑物狀態等基礎信息。

（2）數據分析整合需求。完善船舶申報、智能計劃、錨泊管理、船舶安檢、計劃執行、信號控制等模塊數據分析和計算，建立相應的算法并實現數據整合。

（3）綜合安全調度指揮需求。實現一個集預案、視頻、圖片、語音、定位、地理位置等信息為一體的三峽通航調度綜合指揮系統，可以通過對接沿江船舶進出港系統或報關系統的信息，實現船舶遠程申報信息智能識別和數據自動填報，提升智能化水平。能夠優化各環節的銜接時間，通過船舶定位數據采集分析、閘室內圖像識別分析，閘次運行狀態及時間自動給出發航信號。

（4）便民服務保障需求。根據各類需要向船方推送消息，為船方提供各類通航信息服務自助查詢、助航服務提示通知推送、提供便民事項在線辦理、在線課堂、通航公告等內容；

（5）易用性需求。要求操作簡單，操作人員能快速掌握系統、減少人工處理，避免數據重復錄入；重要數據支持多種數據格式導出功能。

（6）可靠性需求。支持系統重要數據的定期自動備份、不定期人工備份及異地備份，數據出現損壞可及時進行數據恢復，在系統異常情況下，能在約束的時間范圍內快速恢復。

（7）安全防護需求。滿足主機安全、操作系統安全、數據庫安全、應用安全、數據安全、安全審計等要求。

6 結語

智能調度已經成為三峽通航發展的新趨勢，建設高效性、經濟性、合理性的智能化調度系統，將極大提高通航調度組織水平和管理能力，提高過壩安檢效率和錨泊管理能力，提高通航安全保障水平，提高三峽通航服務能力。將來該系統建設技術成果還可以推廣到京杭大運河船閘、嘉陵江梯級船閘、金沙江梯級船閘、以及國內其他的內河樞紐的運行管理中，促進行業技術的共同進步與發展。