三峡待闸锚地智能化管理初探

    孙辉

    摘 要：根据三峡通航现代化管理的需要，提出三峡待闸锚地智能化管理的理念，针对船舶待闸实际需求，构想锚地服务区的建设思路及服务功能需求。

    关键词：锚地；智能化；管理

    中图分类号：U691 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）12-0027-02

    目前，三峡待闸锚地管理手段主要由驻守锚趸的锚地管理人员通过甚高频无线电话（区域）通信联络、巡查等方式进行锚地安全管理、锚地锚位指泊和锚泊秩序维护。锚地在信息化建设方面还是比较滞后，也没有很有效的监控管理手段，随着待闸船舶数量的增多，现有的监管手段将不能满足管理要求，而智能化管理为三峡待闸锚地未来建设发展提供了一个很好的方向。

    1 基本设计思路

    信息化设计方案既要满足系统的总体要求，又要符合三峡通航管理局具体的应用需求。所涉及的技术手段应做到：先进、合理、实用相结合的原则，综合考虑各种技术的相关特性。具体设计思路主要体现在：

    （1）选择Wi-Fi技术能够无需申请频段、并以较低成本完成满足三峡航段的宽带无线接入需求的专网建设，实现相关移动业务数据的无线接入；

    （2）选择PTN技术能够满足整合语音、数据、视频于统一的传输网络的需求，并实现IP化的统一网络管理；

    （3）选择CCTV技术对重点航段、锚地、趸船、巡逻艇以及渡口（线）等的可视化监控；

    （4）选择VHF的进行船岸通信，解决并完善辖区VHF频道的问题；

    （5）选择基于Web Services的数据接口技术，解决长江三峡通航管理局应用系统间的数据交互、系统集成等问题；

    （6）选择基于共享的存储设备双机热备容错技术，保证三峡通航数据的安全性以及系统的可靠性；

    （7）选择面向对象分析、设计、开发、测试方法，改造、升级现有管理信息系统，并构建综合应用系统。

    2 系统建设需求

    依托长江三峡通航管理局信息化一期工程、三峡通信网络工程、航标遥测遥控工程和三峡船舶交管系统、通航水域电视监控系统、VTS系统、三峽数字航道系统等相关系统建设成果，补充完善、整合提高。对现有信息资源进行整合，完善网络平台、优化管理过程，建设三峡河段通航管理综合信息系统。

    根据系统建设必要性及系统主要目标的分析，三峡通航综合管理及公众服务系统建设包括如下七个部分：

    2.1 光传输系统

    具备基于分组的交换能力，支持多业务接口，提供高带宽、高效率传送、具有易管理、易运维功能的IP化光传输系统；能够针对不同的业务，实现动态带宽分配，提高带宽有效利用率和网络资源管理水平，并具备高可靠性和高安全性的传输网络。

    西陵峡庙河至官渡口和葛洲坝至松滋口河段为扩展管理水域，需新建光缆敷设线路。三峡地区为山区地带、自然条件复杂、适合采用架空敷设方式，此敷设方式具有造价低、建设速度快的特点。

    2.2 宽带无线网络

    提供良好覆盖三峡库区的无线网络，具备高效的、高速的点对多点的网络连接功能，并且支持高速视频回传，具备抗干扰性、高可靠性和安全性。

    2.3 视频监控系统（CCTV系统）

    在重点航段、趸船、渡口以及坝上4处锚地（官渡口、台子湾、旧州河、百岁溪）和坝下4处锚地（临江坪、关洲尾、罗家河、松滋口），分别设置IP数字摄像机，通过新建和已建的有线PTN专网将视频信号实时传输到监管中心。

    每个监控区域由远距离高清红外摄像机和定焦摄像机组成，远距离高清红外摄像机配有电动云台，可以远程控制摄像机，同时配置了室外防护罩，适合全天候作业。

    监管中心可以根据业务需求对系统的各类资源进行设定和控制。具体可以进行用户设置、解码器设置、数字录像设置、网络连接设置及权限管理等操作。图像由监管中心数字硬盘录像机进行存储，记录保存时间为30天。通过数字硬盘录像机的网络端口，可通过网络进行远程实时监视。监管中心显示系统由2×8液晶显示屏组成，显示系统具有对监控视频资源调用、控制功能的功能。

    2.4 船岸通信系统

    以VHF通航监管为基础，实现船岸之间、船船之间的有效通信，保障通话的安全性，为辖区内通航监管时的可靠通信提供支持。

    2.5 数据中心

    三峡河段通航综合信息系统的建设需要各个应用系统所提供的大量的通航管理基础数据，并需要实现数据在各个业务部门或实体间交换，因此需要建设高速率、高冗余、高可靠的数据中心，为长江三峡通航管理局提供用于信息采集、传输、存储和综合应用的基础支撑。

    2.6 综合应用系统

    综合应用系统的核心是VTS系统，以三峡数字航道系统为依托，对长江三峡通航管理局现有的核心应用进行有机融合，弥补三峡通航管理信息化上的业务缺失，按照当前的业务模式及应用需求，对现有系统的不足进行升级和改造，形成涵盖三峡通航管理及办公系统全部业务的全新综合应用系统。

    2.7 环境监测系统

    吸取“6.1”长江“东方之星”客轮特大沉船事故的教训，为了提升锚地的管理水平和服务能力，在各个通航船舶服务区、锚泊区设置风、雾监测系统。

    3 智能化管理需求

    3.1 锚位信息数据化

    根据锚地建设规划及船舶锚泊习惯做法，将各个锚地水域进行网格化处理，确定具体锚位编号，建立锚地编号——锚位编号——地理位置——占用状态——系统显示——信息发送的数据功能链锁。针对具体某一个锚地的锚位，对应锚地管理系统中一个具体的锚地锚位编号，地理位置信息，是否被占用，在电子江图上显示位置、占用状态、占用船舶（对应的AIS信息、船舶申报信息等），以及通过锚地管理系统向占用该锚位船舶发送GPS短信等功能。

    3.2 智能化指泊

    收到船舶锚泊申请后，系统将根据船舶种类、船舶等级、申报过闸时间、当前锚地锚位剩余情况、环境监测数据以及船舶预计待闸时间等数据综合分析，系统自动推算出最适合的该船的锚地，通过AIS系统判定该锚地内现有锚泊船舶容量，未达到容量上限且富余水域可供该船舶安全抛锚的情况下，通过发送GPS短信、锚地锚泊现状示意图等形式将信息自动发送给船方，提示船方该锚地尚有富余锚位，可供船舶选择安全水域自行抛锚。

    船方收到锚地提示信息后，根据收悉的锚地锚泊状态信息往前对应锚地自行选择安全水域进行锚泊。当船舶完成锚泊操作后向锚地信息管理系统发送锚泊状态确认申请，系统收到该申请后通过GPS、AIS确认船舶锚位。对于确认船舶已在锚地就位的情况，系统端对该锚位状态由指泊中转变为已占用，并不可被再次安排，同时系统对该船进行二次到锚确认。对于未能确定船舶位置或确认船舶位置不在锚地的情况进行系统提示，由值班人员进行人工确认或后续操作。

    船舶在锚泊状态中申請起锚出锚地时，向锚地信息管理系统发送离泊申请，该锚位状态由已占用转变为离泊中，系统半小时后通过GPS、AIS系统扫描该船舶位置，确认其已驶出锚地水域范围，将该锚位状态由离泊中转变为未占用，并加入系统可指泊容量中，以备下次使用。

    3.3 锚泊状态监测

    对在锚船舶动态进行位置监测并提供相应信息服务。对于正在锚地锚泊的船舶，系统通过GPS、AIS系统每5分钟扫描一次系统内所有在锚船舶位置，判断是否船舶位于其指定的锚位内，若发现船舶位置异常即启动异常船位报警，通知当班人员并向船舶发送提示短信，由人工确认船舶是否走锚或存在违规操作等行为。

    结合环境监测系统，对锚地水域的风、雾、水情等信息进行时候监控，对超过一定等级或有可能影响船舶锚泊安全的情况实现系统报警和自动向船舶发送安全提示信息。

    3.4 锚泊信息统计分析

    针对所有船舶建立锚泊信息数据库，收集、统计、分析三峡锚地船舶锚泊信息，包括建立船舶待闸信息档案数据库，统计分析各类船舶锚泊时间、各锚地锚位利用率、周转率等信息，为船舶通航管理、锚地设施维修建设等决策提供数据依据。

    随着过闸船舶数量的快速增长，而三峡船闸的通过能力有限，船舶在三峡锚地大量积压的情况时有发生，锚地的管理越发需要依靠信息技术来提供支撑，作为管理手段的重要组成部分，锚地的智能化管理建设将会起到越来越核心的作用。

    参考文献：

    [1]张毅，解中柱，朱俊风.三峡坝上待闸锚地建设规模探讨[J].水运工程， 2013（3）：148-15.

    [2]刘敬贤，李昌伟，刘文.锚地泊位系统服务能力仿真[J].大连海事大学学报2010，36（2）；11-15.