科技创新激活苏北运河过闸潜能
陆民敏
近日，中国交通新闻网、中国水运报、中国水运杂志陆续刊登了关于苏北运河全面采用《船闸智能调度系统》，激活船闸的过闸潜能，船舶的通过量实现了“爆发式”增长的报道，在业界引起了巨大反响。我们知道，船舶待闸时间长、船闸长时间超负荷运行一直是困扰着苏北运河多年的老大难问题，《船闸智能调度系统》是如何有效缩短船舶的待闸时间，实现船闸运调能力大幅提升的？本刊记者带着这个疑问采访了《苏北运河航闸智能运行系统》的开发单位——南京思创信息技术有限公司的总经理王迅。
王迅首先给笔者介绍了苏北运河目前的一些情况。苏北运河全长404公里，穿越了徐州、宿迁、淮安、扬州四个地区，全程水位落差31米，沿河11个梯级28座船闸，沟通江、淮、沂、泗水系，是一条集航运、防洪、灌溉、南水北调、生产、生活用水等多功能于一体的“黄金水道”。
作为国家北煤南运的主通道和长三角经济发展的水上运输大动脉，伴随着国民经济的快速发展和建筑行业的旺盛需求，苏北运河的船舶通过量逐年递增，苏北运河的通过能力与设计能力的矛盾日益突出，运能几近极限。特别是今年初，由于山东中运河的持续断航，使刘山、解台船闸的待闸船舶居高不下，一季度刘山船闸上行船舶的日均待闸货轮数量达1600艘，船队数超过120个；皂河船闸下行待闸货轮最多时达到了1000余艘、船队超过了140个。皂河至淮阴一线的船闸承受了巨大的压力。船舶的长时间待闸和船闸的长期超负荷运行等问题，大大地限制了航道运能，制约了水运市场的发展。
“为提高船闸的运调能力，解决困扰了苏北运河多年的船舶待闸时间长和船闸长期超负荷运行的状况，江苏省航道管理局、苏北航务管理处，在两年前委托我们公司开发《苏北运河航闸智能运行系统》，于今年全面上线并在所有船闸先后投入使用，”王迅总经理介绍到：“4月份的运行数据显示：苏北运河全线28座船闸的平均闸室利用率了提高10%以上，实现了由以前日均通过量650万吨到日均720万吨的跨越，日通过量增幅达63万吨以上，预计年增量超过2000万吨，呈现了“爆发式”的增长。”
系统为船闸搭建智能平台
船闸的运调管理，说到底最重要的就是如何保障船舶的科学、合理、有序、快速、安全过闸。思创公司自主研发的《苏北运河航闸智能运行系统》，是一套大型的航道信息化综合应用系统。它借助了智能化的手段，针对苏北运河的特点，通过对单级、多级、多线船闸智能化的综合运调管理，对航闸及其设施的物联网化、数字化感知和对航道信息数据的综合分析管理以及全方位的便民服务，构建了一个“平时运调监管”“忙时联合调控”、“紧急情况应急调度”的智能化业务平台；形成了一个协调有力、运行高效、信息共享、互联互通的航闸智能运行系统，全面覆盖了苏北运河10个梯级28座船闸，实现对航道、船闸、船舶的全过程、全方位的及时、动态、准确的监控、管理。
具体的说，该系统是从船闸、船舶、航道三个方面对航道、船闸管理的业务进行梳理和分析，实现了集船闸、船舶、航道三位一体、涵盖苏北运河各级航闸管理部门、各船运企业、所有在航船舶等航道各方面要素的全方位综合管理、调度、指挥和服务支持。在数据层面上，实现了与已有的江苏省航道联网收费系统、航道中心数据库系统、航政管理系统、船舶GPS辅助调度等现有系统的融合及交换，消除了目前信息化发展过程中普遍存在的信息孤岛现象。
该系统在技术上采用了服务总线架构和综合集成大数据的设计方案，构建了在服务、数据上综合、集成、共享融合的一体化开放智能化业务骨干平台。
系统在数据标准层面上，确立了平台级统一业务数据标准，实现了对所有子系统的数据综合集成统一。数据总线技术构架为外部业务系统数据提供了安全、开放的集成数据环境，可以安全地满足复杂的数据交换和融合集成请求，为大数据时代航道业务平台提供了最佳数据处理平台。
王迅总经理说：“苏北运河航闸智能运行系统与其它船闸运调系统最大的区别是系统通过建立待闸船舶过闸行为、船舶平均待闸时间、闸室利用率及船民待闸心理承受能力阈值、危化船舶优先等级、多线多级船闸联合调度等多重考量因素，构建了苏北运河宏观运调数学分析模型，在计算机快速运算能力的支持下，在对所有可能的待闸船舶的调度过闸方案中，自动、快速筛选出最优的多闸闸外智能编组过闸方案集并通过系统实现完全自动调度，从而极大地提高了船舶过闸效率。”以3月17日为例，刘山船闸的上行机船平均待闸时间，由原来的455.1小时降低到了333.6小时，缩短了121.5小时（约26.7%）；皂河船闸的下行机船平均待闸时间，由原来的92.9小时减少到79.8小时，缩短了13.1（约14%）小时。
特别重要的是，在系统的研发过程中，思创公司针对了苏北运河的特点，在数学模型中考虑了对多级、多线船闸的因素，重点加强了系统对多线多级船闸的联合调控能力，以全苏北运河的宏观视角，在智能辅助过闸子系统及通航能力辅助分析子系统的支持下，根据全线在航船舶及待闸船舶的数量、航道通航状况、船闸运行状况等动态数据，对整个区域内10级28座船闸间的待闸、过闸和航行的船舶进行可控和有序化的调控，实现了区域内船闸间的整体联合调度，整体提升了全航段船闸的通过能力。
系统还通过与船舶身份的多种智能识别技术相结合，实现了对船舶身份的智能识别，减少了船证不符的现象，实现了“数据一次录入，多闸、多系统重复使用”、闸费交纳电子支付、水情水位动态实时监测、航标远程遥控监测等功能。同时，利用政务网站、多媒体、触摸屏、“船讯通”等形式，对外动态发布水情、船闸调度等信息。减轻了船闸工作人员的劳动强度，避免了因人工干预可能出现的行风问题，使船民的满意度得到了提升。
思讯公司在整个系统的设计和研发中，同步开发了适用于船民免费使用的安卓版手机APP应用软件——“船讯通”。船民只要在手机上下载安装“船讯通”后就能够与船闸进行信息的交互。通过手机可以方便的获得系统提供的实时通航、待闸、水位等信息并接收船闸推送的船舶过闸档位图，查询船舶的登记、申报、缴费、调度等信息，较好的解决了闸船调度中常见的信息“不对称”现象。
据已安装和试用了“船讯通”船民的普遍反映：系统易学易用、使用简单、操作方便。目前，苏北运河调度指挥中心正在加紧全线推广“船讯通”系统。“船讯通”手机软件的使用，可以加强船民与船闸的信息互动、缩短、简化了船舶过闸申报的时间，使调度更加公平、公正。同时，还可节能减排，降低船舶的营运成本，已经得到广大船民的频频点赞。
智能系统带来良好效益
王迅介绍说，从社会效益的角度讲，船闸通过量的提高和船舶待闸时间的缩短，可以显著提升船闸的利用率，从而为整个流域提供了更大的运输能力和更便捷的水路通道，为提高沿线的国民经济和企业的市场竞争力，起到了一个基础性的支持保障作用。同时，水路运输能力的增加，可极大地减轻公路的运输能力，降低公路的养护成本和环境成本，促进交通运输方式向更加绿色环保的方向的转变。
从经济效益的角度讲，由于具有上述诸方面的特点，系统上线使用后大幅度的提高了苏北船闸的全线运调能力。以今年4月份的数据为例：4月14日至20日，苏北运河日平均通过量达到719.4万吨，比去年同期平均657万吨净增长9.5%，日增通过量达到了62.4万吨。4月20日后，苏北运河全线通过量更是连续突破了756万吨，比去年年均通过量净增了100万吨。4月23日，皂河船闸达到了日增通过量100.1147万吨，再创了历史新高，创造了全国内河船闸单日通过量首次突破100万吨的新纪录。预计年通过量将超过2000万吨，相当于在苏北运河上新建了5座现代化大型船闸，为国家节省了巨额的建设费用。
除现代化大型船闸的建造费用之外，仅节能减排一项，据苏北运河2014年报统计数据显示，苏北运河相比公路运输方式，全年节约运输成本160多亿元，节省油耗约250万吨，减少二氧化氮排放2.52万吨、二氧化硫排放2.94万吨、烟尘排放0.53万吨，减少二氧化碳排放947万吨。由此可见，航闸智能运行系统产生的经济效益是十分可观的。
在2014年的中国航海协会船闸专业委员召开的船闸运行管理信息化技术交流会上，长江三峡通航管理局、广西西江开发集团、浙江省港航管理局等全国船闸管理单位的相关领导和专家参加了会议。在听取了苏北航务管理处的介绍后，参会代表们一致认为苏北航闸智能运行系统在国内处于领先地位，并表示将结合各自船闸的特点，参照和学习苏北航闸运行的先进经验。
在国际船运方面，众所周知，荷兰的内河航运管理水平一直处于世界领先的地位。中荷两国在内河水运方面，一直保持着合作关系。2014年4月，交通运输部与荷兰基础设施和环境部将两国交通领域的合作项目：《中荷内河合作：船闸运行与航道养护的提升与改进（2014～2018）》作为两国在交通领域的重要合作议题，拟以阿姆斯特丹—鹿特丹—安特卫普航段为示范，将苏北运河航闸运行的主要技术、模式和经验在荷兰示范和分享。届时，苏北航闸智能运行系统将走出国门，为中荷两国在内河航道船闸的管理、运行、养护技术水平的提升做出贡献。
