长江航道维护管理中引入生态建设理念
李巍
摘 要：在理清数字航道建设内容和管理模式的基础上，提出数字航道运行下长江航道维护管理框架，针对助航设施、航道巡航、航道探测、航道测量、航道疏浚等传统航道维护业务展开深入分析，给予生态航道建设提出各业务的管理要求、管理模式以及数字航道下新模式的管理流程，并以武汉航道管理处为典型代表，详细阐述了具体业务的实施流程，构建了基本管理模式，为长江数字航道示范及全河段建设提供了支撑。
关键词：长江航道 航道维护管理 生态建设
航道的生态建设旨在实现河流自然生态与航道建设的和谐，航道建设要有明确的生态服务目标与功能，使航道建设能满足重点或敏感目标的水文过程要求，同时也要具备经济性，实现社会经济与生态保护的双赢。
从当前我国内河水运的发展政策和形势来看，航道的生态建设是长江航道转型发展的内在要求和驱动因素。为此，以低碳环保的生态建设为宗旨，通过现代信息技术与航道维护管理业务融合，我们从航道维护管理中提炼出助航设施管理、航道日常巡查管理以及航道测量管理三个生态建设模块，为后期更好发挥生态航道数字化建设提供支撑。
助航设施维护中生态建设模块的体现
1、传统航标维护管理
区域航道局将通过的航标年度维护计划下达至全能航道管理处，再由全能航道管理处组织非全能航道处实施；辖区内设置非全能航道管理处的，则由区域航道局直接对其下达航标维护任务，非全能航道管理处组织实施。如图1所示：
图1 传统助航设施维护管理流程图
2、生态建设对航标维护管理的要求
2.1转变航标检查模式，降低巡航频次，实现航标维护高效低碳
传统航标状态检查需要工作人员每天在规定的时间对管辖航标进行巡航，不仅能源耗费大，污染影响航道生态环境，而且航标监测效率低，无法及时发现异常航标，航道安全保障存在漏洞。因此，急需转变航标检查模式，提高航标监测效率，降低工作船舶巡航频次。
2.2转变数据管理模式，提升航标维护管理信息化程度，提高数据利用率，避免数据信息浪费
传统航标维护管理模式中包含的申请、记录、上报等工作主要以人工操作为主，管理流程步骤多、耗时长；相关维护管理信息以纸质手写为主，信息易丢失、难查询，数据安全保障低，流动性差，数据再利用性差。因此，需转变航标相关数据管理模式，实现航标维护管理信息化，促进管理流程高效智能，降低多步骤、长时间形成的资源浪费；与此同时，提高数据挖掘应用效率，减少重复获取信息工作量，间接促进生态航道发展。
3、生态建设下航标维护管理模块
为满足生态建设对航标维护管理提出的新要求，在传统航标维护管理模式基础上，应用信息化技术构建如图2所示航标维护管理新模式：
图2 生态建设下助航设施维护管理模块
新模式的目标是通过更加智能、低碳、高效的维护管理措施实现航标维护生态管理，重点要求应用新的航标监测技术和信息化管理技术，构建航标维护管理数据库，做到航标监测管理信息化。
4、生态建设下航标维护管理模块变革分析
4.1主要职责
全能航道管理处助航设施维护管理的主要负责有：①对助航设施进行巡航检查；②每月至少一次助航设施清洗；③助航设施异常后及时前往现场进行恢复；④每五天一次夜航检查，对灯光异常的助航设施及时进行排除。
4.2数字航道运行下助航设施维护管理流程
在长江数字航道建成运行后，将实现辖区航标的遥测遥控，航标信息监测更实时，异常预警更及时，数字航道运行下助航维护管理流程如图4所示。
图4 数字航道运行下助航设施维护管理流程
4.3变革分析
数字航道建设后，助航设施维护管理模式有较大的改变，其不同主要体现在：
管理渠道增加。航标出现问题时，传统航道管理的发现途径主要是通过航标维护人员的巡航、过往船舶报告等方式；数字航道实施后，航标维护管理人员通过遥测遥控系统实时监控航标的动态，获取标志的实时信息，同时辅以巡航监管，实现实时管理航标。
维护质量提高。传统航道下，航标维护管理的例行巡航检查手段是航道管理处根据各区域局的巡航检查周期要求，对辖区内航道航标进行日常性和和临时性维护，需要耗费航标维护工作人员的大部分工作时间；数字航道实现后，工作人员在传统的巡查基础上，可直接通过查看电子航道图获取航标实时位置等信息，一旦航标发生异动，电子航道图会通过自动报警装置实时报警，航标的恢复效率得到提高，航标维护管理工作的针对性、及时性更强，维护质量也相应提高。
监督力度加大。传统航道管理下，航标配布完成情况通常由基层航道管理处组织实施，经逐级上报后，各级管理部门才能获取；数字航道实施后，上层管理人员可以通过电子航道图和航道监测系统，实时监测航标动态，使监管更加直接、有效，同时能更快更便捷地对航标配布调整等工作的完成情况进行审核。
岗位设置变化。传统航道管理下，航标的例行检查和发现航标异动需要航标维护人员去现场完成；数字航道实施后，上述工作任务主要是通过对电子航道图的实时监控来完成。因此，在岗位设置方面，需要在传统的航标维护管理人员基础上，新增实时监控电子航道图的监管人员，随着数字化航道技术的日趋成熟和完善，传统的一线巡航人员的工作量将呈逐步减少的态势。
航道巡航、探测中生态建设模块的体现
1、传统航道巡航、探测管理
1.1主要职责
航道巡航、探测是航道维护的日常工作。航道巡航主要检查助航设施。此外，航道巡航还要检查：航道水深、宽度、弯曲半径；浅滩河床冲於变化情况；现行航道外是否有新航槽的出现或发展；航道水流条件；航道探测，一般在水位持续退落时开展，主要监测航道尺度是否满足通航需求，及时掌握河床冲淤变化。
1.2管理流程
航道巡航探测管理流程如图5所示：
图5 传统航道巡航、探测管理流程图
2、生态建设对航道巡航、探测管理的要求
转变出船计划制定方式，促使航道巡航、探测灵活高效，切实保障航道畅通安全。传统航道巡航、探测模式下要求每天出船巡航、探测（出现碍航浅水道时），出船计划制定相对固定，出船次数多，能源消耗高，易造成航道环境污染；由于缺乏科学的根据，航道巡航、探测效率低，易形成资源浪费。生态建设下航道巡航、探测模式急需转变，需丰富航道巡航、探测计划制定所需信息获取渠道，确保出船计划更科学合理，保障航道畅通安全的同时减少航道巡航、探测对航道环境的影响，实现航道生态巡航、探测。
转变航道巡航、探测数据管理模式，促进管理数字化，实现安全高效管理。现有船舶数据管理模式下航道巡航、探测计划制定、申报、巡航探测结果记录及上报等流程数字化程度不高，管理效率低，数据安全性低，易造成信息资源浪费。生态建设下要求航道巡航探测数据管理数字化，提升数据管理效率，确保航道巡航、探测信息的安全性，实现管理的高效低碳。
3、生态建设下航道巡航、探测管理模块变革分析
根据生态建设对航道巡航、探测管理的新要求，提出如图6所示。
图6 生态下航道巡航、探测管理新模式
新模式下航道巡航、探测易数字化管理为依托，根据更实时的航标、航道及水文信息确保出船计划更科学合理，以减少出船频次、提高管理效率促使航道生态化。
航道测量中生态建设模块的体现
1、生态建设对航道测量管理的要求
1.1测量数据要求更精准
长江电子航道图运行后，运输船舶将根据电子航道图合理配载并选择安全经济航线，对航道图提供的数据可靠性要求更高，航道测量数据精准要求相应提高。新形势下需提高测量设备精度，确保测量数据准确可靠。
1.2数据实时性要求更高
传统航道测量一般为制图（纸质）和航道演变研究分析提供数据，数据实时性要求不高，数据更新周期长。长江电子航道图运行后，需确保提供数据准确可靠，航道测量数据要及时更新，枯水期5至7天测量一次，新模式下航道测量频次需提高。
1.3数据格式要求更标准
长江电子航道图数据生产要求统一格式的测图数据，除需传统的外业数据采集外，还要进行内业数据预处理，生成符合电子航道图生产部门需要的数据格式。新模式下，航道测量需增加数据预处理步骤，加强预处理技术教育培训。
2、生态下航道测量管理模块
根据生态建设对航道测量管理的要求，提出如图8所示航道测量管理新模式。
图7 生态下航道测量管理新模式
航道图测量管理新模式以传统模式为基础，关键针对新要求增加相应设备、制度和技术相关管理措施，促进航道测量管理的信息化，在为长江电子航道图服务的同时，间接促进生态航道建设。
3、生态建设下航道测量管理模块的支撑分析
数字航道实施后，航道测绘计划任务的制定、下达和执行的管理流程与传统航道的管理流程大体一致。区别在于数字航道实施后，要求区域航道局实时掌握航道水深变化情况，并为船舶提供航行参考信息，使船舶能根据不同航道水深选择相应的航路，这对测量工作提出了更高的要求，相应的测量、审核、发布等工作量增大需要在测量技术人员及岗位方面做一定调整。数字航道实施后的航道测绘管理流程见图9。
图8 数字航道实施后航道测量管理流程
在传统航道测绘工作基础上，各级航道单位的航道测绘工作内容和职责都相应有所增加，具体如下：①长江航道局增加的职责：维护与管理全线航道测绘信息数据库。②区域航道局增加的职责：负责电子航道图航道测绘数据的搜集、审核、上报和更新。③航道测绘单位增加的职责：制作电子航道图测绘数据，并上报至区域航道局。
4、生态建设下测量管理模块变革分析
4.1数字航道运行下航道测量管理流程
数字航道运行下，航道测量工作流程如图9所示。
图9 数字航道运行下武汉航道管理处航道测量管理流程
4.2变革分析
数字航道实施前后，武汉航道管理处航道测绘工作主要发生如下变化：
测量工作量增加。传统航道管理下，测量获得的数据主要是为满足航道维护、演变分析、疏浚施工等提供基础资料的要求，对数据的时效性要求不高；数字航道实施后，要求航道测绘的数据及时反映航道情况，了解航道演变情况。特别是演变剧烈的重点水道，需要加大测量频率，因此航道测量的工作量会有大幅度增加，相应的人员会有所增加。
服务质量提高。传统航道管理下，航道探测只要满足航道计划维护水深要求即可，而数字航道要求能及时提供航道条件变化的测量数据，为电子航道图的调整提供支持，航道信息服务的质量得到提高；另外，传统的航道管理下，航道测绘最终形成并公布的是纸质航道图，到达航道使用者手上距离测绘时间有一定间隔，信息有所滞后；数字航道实现后，测绘成果在传统的纸质基础上新增了电子航道图，航道测绘管理者可以将最新的航道数据同步更新至电子航道图上，基本实现了航道数据的实时反映，为航道使用者提供了更准确、更便利的航道信息，提高了航道服务的时效性。
（作者单位：长江武汉航道局）
1.2管理流程
航道巡航探测管理流程如图5所示：
图5 传统航道巡航、探测管理流程图
2、生态建设对航道巡航、探测管理的要求
转变出船计划制定方式，促使航道巡航、探测灵活高效，切实保障航道畅通安全。传统航道巡航、探测模式下要求每天出船巡航、探测（出现碍航浅水道时），出船计划制定相对固定，出船次数多，能源消耗高，易造成航道环境污染；由于缺乏科学的根据，航道巡航、探测效率低，易形成资源浪费。生态建设下航道巡航、探测模式急需转变，需丰富航道巡航、探测计划制定所需信息获取渠道，确保出船计划更科学合理，保障航道畅通安全的同时减少航道巡航、探测对航道环境的影响，实现航道生态巡航、探测。
转变航道巡航、探测数据管理模式，促进管理数字化，实现安全高效管理。现有船舶数据管理模式下航道巡航、探测计划制定、申报、巡航探测结果记录及上报等流程数字化程度不高，管理效率低，数据安全性低，易造成信息资源浪费。生态建设下要求航道巡航探测数据管理数字化，提升数据管理效率，确保航道巡航、探测信息的安全性，实现管理的高效低碳。
3、生态建设下航道巡航、探测管理模块变革分析
根据生态建设对航道巡航、探测管理的新要求，提出如图6所示。
图6 生态下航道巡航、探测管理新模式
新模式下航道巡航、探测易数字化管理为依托，根据更实时的航标、航道及水文信息确保出船计划更科学合理，以减少出船频次、提高管理效率促使航道生态化。
航道测量中生态建设模块的体现
1、生态建设对航道测量管理的要求
1.1测量数据要求更精准
长江电子航道图运行后，运输船舶将根据电子航道图合理配载并选择安全经济航线，对航道图提供的数据可靠性要求更高，航道测量数据精准要求相应提高。新形势下需提高测量设备精度，确保测量数据准确可靠。
1.2数据实时性要求更高
传统航道测量一般为制图（纸质）和航道演变研究分析提供数据，数据实时性要求不高，数据更新周期长。长江电子航道图运行后，需确保提供数据准确可靠，航道测量数据要及时更新，枯水期5至7天测量一次，新模式下航道测量频次需提高。
1.3数据格式要求更标准
长江电子航道图数据生产要求统一格式的测图数据，除需传统的外业数据采集外，还要进行内业数据预处理，生成符合电子航道图生产部门需要的数据格式。新模式下，航道测量需增加数据预处理步骤，加强预处理技术教育培训。
2、生态下航道测量管理模块
根据生态建设对航道测量管理的要求，提出如图8所示航道测量管理新模式。
图7 生态下航道测量管理新模式
航道图测量管理新模式以传统模式为基础，关键针对新要求增加相应设备、制度和技术相关管理措施，促进航道测量管理的信息化，在为长江电子航道图服务的同时，间接促进生态航道建设。
3、生态建设下航道测量管理模块的支撑分析
数字航道实施后，航道测绘计划任务的制定、下达和执行的管理流程与传统航道的管理流程大体一致。区别在于数字航道实施后，要求区域航道局实时掌握航道水深变化情况，并为船舶提供航行参考信息，使船舶能根据不同航道水深选择相应的航路，这对测量工作提出了更高的要求，相应的测量、审核、发布等工作量增大需要在测量技术人员及岗位方面做一定调整。数字航道实施后的航道测绘管理流程见图9。
图8 数字航道实施后航道测量管理流程
在传统航道测绘工作基础上，各级航道单位的航道测绘工作内容和职责都相应有所增加，具体如下：①长江航道局增加的职责：维护与管理全线航道测绘信息数据库。②区域航道局增加的职责：负责电子航道图航道测绘数据的搜集、审核、上报和更新。③航道测绘单位增加的职责：制作电子航道图测绘数据，并上报至区域航道局。
4、生态建设下测量管理模块变革分析
4.1数字航道运行下航道测量管理流程
数字航道运行下，航道测量工作流程如图9所示。
图9 数字航道运行下武汉航道管理处航道测量管理流程
4.2变革分析
数字航道实施前后，武汉航道管理处航道测绘工作主要发生如下变化：
测量工作量增加。传统航道管理下，测量获得的数据主要是为满足航道维护、演变分析、疏浚施工等提供基础资料的要求，对数据的时效性要求不高；数字航道实施后，要求航道测绘的数据及时反映航道情况，了解航道演变情况。特别是演变剧烈的重点水道，需要加大测量频率，因此航道测量的工作量会有大幅度增加，相应的人员会有所增加。
服务质量提高。传统航道管理下，航道探测只要满足航道计划维护水深要求即可，而数字航道要求能及时提供航道条件变化的测量数据，为电子航道图的调整提供支持，航道信息服务的质量得到提高；另外，传统的航道管理下，航道测绘最终形成并公布的是纸质航道图，到达航道使用者手上距离测绘时间有一定间隔，信息有所滞后；数字航道实现后，测绘成果在传统的纸质基础上新增了电子航道图，航道测绘管理者可以将最新的航道数据同步更新至电子航道图上，基本实现了航道数据的实时反映，为航道使用者提供了更准确、更便利的航道信息，提高了航道服务的时效性。
（作者单位：长江武汉航道局）
1.2管理流程
航道巡航探测管理流程如图5所示：
图5 传统航道巡航、探测管理流程图
2、生态建设对航道巡航、探测管理的要求
转变出船计划制定方式，促使航道巡航、探测灵活高效，切实保障航道畅通安全。传统航道巡航、探测模式下要求每天出船巡航、探测（出现碍航浅水道时），出船计划制定相对固定，出船次数多，能源消耗高，易造成航道环境污染；由于缺乏科学的根据，航道巡航、探测效率低，易形成资源浪费。生态建设下航道巡航、探测模式急需转变，需丰富航道巡航、探测计划制定所需信息获取渠道，确保出船计划更科学合理，保障航道畅通安全的同时减少航道巡航、探测对航道环境的影响，实现航道生态巡航、探测。
转变航道巡航、探测数据管理模式，促进管理数字化，实现安全高效管理。现有船舶数据管理模式下航道巡航、探测计划制定、申报、巡航探测结果记录及上报等流程数字化程度不高，管理效率低，数据安全性低，易造成信息资源浪费。生态建设下要求航道巡航探测数据管理数字化，提升数据管理效率，确保航道巡航、探测信息的安全性，实现管理的高效低碳。
3、生态建设下航道巡航、探测管理模块变革分析
根据生态建设对航道巡航、探测管理的新要求，提出如图6所示。
图6 生态下航道巡航、探测管理新模式
新模式下航道巡航、探测易数字化管理为依托，根据更实时的航标、航道及水文信息确保出船计划更科学合理，以减少出船频次、提高管理效率促使航道生态化。
航道测量中生态建设模块的体现
1、生态建设对航道测量管理的要求
1.1测量数据要求更精准
长江电子航道图运行后，运输船舶将根据电子航道图合理配载并选择安全经济航线，对航道图提供的数据可靠性要求更高，航道测量数据精准要求相应提高。新形势下需提高测量设备精度，确保测量数据准确可靠。
1.2数据实时性要求更高
传统航道测量一般为制图（纸质）和航道演变研究分析提供数据，数据实时性要求不高，数据更新周期长。长江电子航道图运行后，需确保提供数据准确可靠，航道测量数据要及时更新，枯水期5至7天测量一次，新模式下航道测量频次需提高。
1.3数据格式要求更标准
长江电子航道图数据生产要求统一格式的测图数据，除需传统的外业数据采集外，还要进行内业数据预处理，生成符合电子航道图生产部门需要的数据格式。新模式下，航道测量需增加数据预处理步骤，加强预处理技术教育培训。
2、生态下航道测量管理模块
根据生态建设对航道测量管理的要求，提出如图8所示航道测量管理新模式。
图7 生态下航道测量管理新模式
航道图测量管理新模式以传统模式为基础，关键针对新要求增加相应设备、制度和技术相关管理措施，促进航道测量管理的信息化，在为长江电子航道图服务的同时，间接促进生态航道建设。
3、生态建设下航道测量管理模块的支撑分析
数字航道实施后，航道测绘计划任务的制定、下达和执行的管理流程与传统航道的管理流程大体一致。区别在于数字航道实施后，要求区域航道局实时掌握航道水深变化情况，并为船舶提供航行参考信息，使船舶能根据不同航道水深选择相应的航路，这对测量工作提出了更高的要求，相应的测量、审核、发布等工作量增大需要在测量技术人员及岗位方面做一定调整。数字航道实施后的航道测绘管理流程见图9。
图8 数字航道实施后航道测量管理流程
在传统航道测绘工作基础上，各级航道单位的航道测绘工作内容和职责都相应有所增加，具体如下：①长江航道局增加的职责：维护与管理全线航道测绘信息数据库。②区域航道局增加的职责：负责电子航道图航道测绘数据的搜集、审核、上报和更新。③航道测绘单位增加的职责：制作电子航道图测绘数据，并上报至区域航道局。
4、生态建设下测量管理模块变革分析
4.1数字航道运行下航道测量管理流程
数字航道运行下，航道测量工作流程如图9所示。
图9 数字航道运行下武汉航道管理处航道测量管理流程
4.2变革分析
数字航道实施前后，武汉航道管理处航道测绘工作主要发生如下变化：
测量工作量增加。传统航道管理下，测量获得的数据主要是为满足航道维护、演变分析、疏浚施工等提供基础资料的要求，对数据的时效性要求不高；数字航道实施后，要求航道测绘的数据及时反映航道情况，了解航道演变情况。特别是演变剧烈的重点水道，需要加大测量频率，因此航道测量的工作量会有大幅度增加，相应的人员会有所增加。
服务质量提高。传统航道管理下，航道探测只要满足航道计划维护水深要求即可，而数字航道要求能及时提供航道条件变化的测量数据，为电子航道图的调整提供支持，航道信息服务的质量得到提高；另外，传统的航道管理下，航道测绘最终形成并公布的是纸质航道图，到达航道使用者手上距离测绘时间有一定间隔，信息有所滞后；数字航道实现后，测绘成果在传统的纸质基础上新增了电子航道图，航道测绘管理者可以将最新的航道数据同步更新至电子航道图上，基本实现了航道数据的实时反映，为航道使用者提供了更准确、更便利的航道信息，提高了航道服务的时效性。
（作者单位：长江武汉航道局）
