数字长江航道

第二节　数字长江航道

一、数字航道基本定义和特点

数字长江航道的建设符合“数字地球”的总体发展趋势，适应“数字中国”的基本要求，成为数字长江航运的基础支撑体系。

1．“数字航道”的定义

“数字航道”(Digital waterway)是“数字地球”概念在航道领域的具体应用，它是对航道管辖区域、管理对象及管理活动的数字化表现，是综合运用遥感、遥测、地理信息系统、数字通信、宽带网络、计算机模拟、多媒体等多种技术，对航道业务实现数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。其本质是建设航道空间信息基础设施并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。

数字长江航道主要涵盖以下两个方面:

1)长江航道信息资源数字化的实现。包括:河床数据、航道尺度、航道演变、水文数据、航标及其它助航设施、水位变化以及历史演变资料等信息的自动化采集、分析、处理以及数字化模型的建立。

2)航道管理活动的数字化的实现。即在航道信息资源数字化的基础上，实现航道维护、管理与建设等方面的应用，并根据长江航运管理的实际需求，借助交互式的信息发布网络平台，实现全方位、全天候的数字化、可视化的远程服务体系，从而大幅度提高长江航运的经济效益和社会效益。

2．数字长江航道的特点

1)具有反映航道真实数据的数字模型。所有功能的实现都是建立在长江航道的数字模型之上的。因此反映长江航道真实数据的虚拟模型是数字长江航道的核心。

2)蕴涵丰富的航道信息资源。长江航运管理所涉及的航道数据是多方位、多层次的，这些数据既要有实时性，同时要有积累的长期性。因此一个庞大的、覆盖长江航道全线的、多种方式与多种渠道的信息资源采集、处理、存储管理系统，是支撑数字长江航道获取数据的必要条件。

3)反映客观实体的实时性和动态性。必须随着真实航道的变化而变化，这种跟随的实时性是为管理者提供决策依据和向社会航运提供良好的信息服务的标志。

4)具有内部管理与社会服务的双重性功能。长江航道局在提高自身的管理水平和改进技术手段的同时，还能帮助航运管理部门提高社会服务功能。

5)多样化的信息处理和应用方式。由于服务对象和应用需求的不同，所以对基础数据的处理和应用方式不尽相同，必须根据不同的业务需求进行总体规划设计。

二、数字长江航道的建设目标

总体建设目标是:依托信息通信网络技术，对长江航道各类信息资源进行有效地整合，建立规范化、标准化的长江航道信息管理体系;建设具有统一信息网络平台和完善的信息数据库;开发长江航道地理信息系统，推进数字技术应用，利用数字化的手段来规划、建设、利用、管理长江航道，使长江航道实现跨越式发展。

到“十五”期末，要基本构成覆盖长江干线航道的信息广域网络平台、数据库群、航道空间基础数据采集系统;在长江下游南京—浏河口段和上游三峡库区庙河—鳊鱼溪段率先建立数字长江航道示范工程。

“十一五”前期，基本完成航道维护管理、航道测绘的数据化以及电子航道图编辑制作，形成框架体系，各港航管理单位利用数字长江航道的基础数据建立相应的应用系统。

“十一五”后期，对已经建成的系统进行全面完善;提升其功能并逐步向智能化航运推进。

三、数字长江航道的基本构架

主要构成有数字长江航道的基础环境设施;长江航道局向各港航管理部门提供的应用平台以及整体支撑数据库;航道数字化管理应用系统;海事、公安以及其他相关部门根据各自的业务需求分别建立的管理应用系统;长江航务系统电子政务网站群。基本构架见图7－4－2。

四、数字长江航道的主要内容

1．基础环境建设

1)网络环境构建

在建立全线各单位局域网的同时，充分利用长江通信管理局广域网和城域网的通信设施，组建长江航道全线的广域网。各单位的流动用户和施工现场的用户将通过无线接入或VPN的方式与内部信息网络连接。

2)差分GPS无线电信标台系统建设

目前在航道测绘、航标配布与监测、船舶导航工作中广泛采用了全球卫星定位系统(GPS)，但由于缺少信标台差分信号的支持，定位的精确度不高。应在长江沿线的适当地点建立差分系统，构成覆盖长江全线的、全天候的差分服务网络，为各种船舶准确快速定位提供技术支撑。营运船舶将依据该系统和电子航道图实现自动导航，海事管理、巡航救助、水上110系统也将依据该系统和电子航道图实现船位的查询。

3)航道基础数据采集设施建设

航道基础数据包括航标设置与异动数据、水位与潮汐数据、航道观测数据、航道维护管理信息、档案数据(航道历史数据)等五大类。长江航道基础数据采集设施是为数字长江航道提供前沿数据采集的支撑条件。数据采集系统包括:航标遥测遥控系统;水位遥测系统;测量基础设施建设;航道维护管理信息的采集;航道档案数据的汇集。

2．数据库建设

航道数据库为数字模型提供数据支持，向所有的专业信息管理应用软件提供基础数据和动态数据，从而保证整个信息系统数据来源的唯一性、共享性和安全性。长江航道局基础数据库所包含的内容有:航道行政管理(法律、法规)数据、河床地形基本数据、水文资料数据、助航标志数据、过河建筑物与过江管线数据、航道维护计划数据、基本建设工程数据、整治建筑物基本数据、工程船舶基本数据等。

3．应用系统的建立

1)电子航道图系统

电子航道图是基于地理信息系统(GIS)所实现的应用系统，它是构架体系中的组成部分。电子航道图系统将借助各种航道数据采集系统提供的数据和信息，构成一个分层次、分类别的可视化的电子航道信息的查询与管理系统。这个系统将为构建长江航道的维护管理(包括航标配布方案优化、航道尺度分析、水位变化过程分析、航道演变分析)、航道测量数据处理与成图、航道建设规划等提供多项应用。电子航道图还可为水上搜救、水上110、船舶导航与水上安全监督等港航管理工作提供动态信息的数据支持;符合国家标准和行业标准以及相关的海事组织标准的电子航道图，可使船舶驾引人员及时得到最新的航行信息，了解本船方位、前方航道、港口以及水上救助设施情况，实现安全避让。

2)航道维护管理信息系统

它包括对采集到的航道水位、水深数据、航标异动信息，对水道变化信息进行分析处理以生成统计分析报告;对指定河段的水下地形变化情况进行三维动态分析。该系统是利用电子航道图和航道测量数据，显示航道演变的动态情况;利用长江航运电子政务网站群向港航单位与船舶营运企业发布。

该系统分为三层结构。底层以航道基层业务管理和数据采集为主体，通过航标遥测遥控等系统掌握航标变动情况、水位变化情况和枯水期现场航槽变化情况的采集，并能完成报表生成、数据计算、简单成图，上传至二级局。同时还应具有航道基层单位所需要的资料文档、物资、船艇管理等一般业务管理功能。

中间层以各辖区航道管理部门的业务流程为特征，主要完成对底层上传的数据的统计、分析以及测量队上传的水道测量资料管理，结合相关信息形成辖区内的电子航道图系统，并能向长江航道局上传航道维护管理数据，对外发布航道动态信息;对各工程局发布战枯水工作中的每日水情和应急维护方案，沟通与协调维护管理部门与现场施工的配合工作;对下级发布航标调整、船舶调遣等生产指令。

高层以长江航道全线的业务管理为服务对象，主要完成重点浅险水道、航标状况、信号台站、过江建筑物与碍航物、水道测量数据的汇总、查询，面向社会发布航道信息以及航道行政公告，同时也作为航道生产指挥调度系统的数据处理的后台支持系统。

3)长江航道维护指挥调度系统

长江航道维护指挥调度系统，依托于覆盖长江干线信息网络平台，集航道维护管理信息系统所提供的基础数据、动态数据以及分析数据于一体，以电子航道图为人机交互界面，实现全方位的信息集中控制。领导机关可以通过大屏幕的电子航道图直接了解到航道全线的水情变化、航槽变化、航标异动、航道尺度、通航状况以及各种应急预案的实施情况，并可以与重点水道的维护单位进行多媒体通信，从而实现全线航道维护与管理的电子化指挥调度。

4)长江航运电子政务信息发布网站群

长江航运电子政务信息发布网站群是数字长江航道的对外窗口，和电子航道图制作与发布系统一样，它也是数字航道模型最终应用的体现。网站将对全社会宣传长江航道管理的相关政策、法律、法规;提供水位、航道尺度、航标异动、浅滩与碍航情况以及航道行政管理等信息，为船舶航行提供直接的服务。

5)其他港航管理部门的应用

在数字长江航道标准格式数据的支持下，长江各港航管理单位均可以根据各自的业务需求分别建立自己的应用系统。如:长江海事局建立海事监管、巡航救助、船舶签证、船籍管理以及水上航行通告发布等应用系统。长江航运公安局可建立水上警卫任务保护对象动态跟踪系统、水上110联动指挥系统、水上治安综合治理监控系统等。长江通信管理局可以在电子航道图的平台上建立船舶自动识别(AIS)系统、船舶安全信息播发系统等。长江航务管理局疾病控制中心，可以建立水上流行疾病的防控系统等。此外各港航部门还可以在长江航务管理局的统一协调下，利用这一公用平台建立相关单位联合行动预案的应急救助调度指挥系统。