长江干线数字航道建设工程设计

（2022～2023年度第一批优秀设计一等奖）

申报单位  交通运输部规划研究院

一、项目基本情况

2011年长江航道局完成《长江航道“十二五”建设规划数字航道建设实施方案》研究，确定了数字航道“一主六分七中心，一图一站三平台”的总体框架、建设目标和内容，拟通过一系列信息化工程建设，在“十二五”末“基本建成长江干线数字航道，实现全线主要助航设施的动态监测和及时维护，航道维护资源的科学配置和联网调度，航道主要现势信息的可靠发布，长江干线航道安全畅通效能及信息服务水平显著提升”。长江干线数字航道建设工程包括长江干线数字航道（合江门至兰家沱段）建设工程、长江干线数字航道（兰家沱至鳊鱼溪段）建设工程、长江干线数字航道（鳊鱼溪至大埠街段）建设工程、长江干线数字航道（大埠街至上巢湖段）建设工程、长江干线数字航道（上巢湖至浏河口段）建设工程、长江干线数字航道综合服务平台建设工程等6个工程，全长2628km。

二、技术难点和特点

1.长江干线数字航道顶层设计框架体系建立

需要通过顶层设计明确长江干线数字航道的发展目标、重点任务、实施路径等，统筹考虑分段工程、总体工程的协调联动，确保长江干线全线数字航道互联互通，实现长江干线航道纵横协同、一体服务能力的提升，确保航道管理和服务上下贯通、干支联动、通江达海。

2.航道信息服务需求辨识模型搭建

需要针对不同用户需求特征构建面向场景的信息服务集，建立信息服务需求度计算模型，辨识出用户需求迫切的信息服务项。需要从信息服务时机、频率、范围、等级等方面制定信息服务策略，提出面向各类对象在不同场景下的内河航道智能信息服务需求矩阵，指导航道信息智能服务。

3.适应云网交互的内河航道数据技术架构

需要构建数字航道服务数据模型，完成长江航道信息服务数据资源的梳理和目录编制，明确数据定义、约束条件、业务属性、技术属性、管理属性、元数据标准等，对数据采集、汇聚等进行约束，实现一数一源，提高数据质量。同时，引入网络通信、云计算等技术构建了适应云网交互的长江航道大数据应用体系，实现数字航道公共信息充分共享与航道业务高效协同，从而进一步提升长江航道公共信息综合服务水平。

三、创新点

1.创新融合了顶层设计、TOGAF方法论等新理念

长江干线数字航道建设工程充分运用顶层设计的理论方法，立足长江干线全线，创新提出了长江干线数字航道“一主六分七中心、一图一站三平台”的总体架构。设计方案充分应用了TOGAF方法论，创立了感知、数据、管理、服务的内河数字航道分层架构技术体系，避免了技术体系的分化，破解了信息化烟囱林立、信息孤岛的普遍问题，最终形成了长江干线统一的数字航道，引领全国内河数字航道建设，为我国数字航道发展奠定了坚实的基础。

2.首次提出了面向差异化场景需求的内河航道信息服务需求辨识模型

该项目破解了航道信息服务用户多、需求多样且没有定量化需求确认的问题；首次提出了通过“四阶段”法（“服务需求调研——服务结构化分析——制定服务策略——构建服务需求矩阵”）建立内河航道信息智能服务需求辨识模型，准确识别船员、航运企业、航道管理部门等各类用户需求，以指导航道智能信息服务。

3.创新提出了航道维护管理船岸协同一体化的解决方案

该项目破解了航道维护管理船舶操作端、岸上管理端协同难、一体化的问题。通过采用移动互联技术，构建“云网交互”体系，在船舶上配置移动工作站，实现航道维护管理工作计划、计划执行数据共享、实时交互、一体协同。

4.首次采用了基于物联网的虚拟航标新技术

该项目破解了航标损毁等典型条件下内河航道助航服务下降问题，提出了“虚实相生、万物互联”的理念，通过基于物联网技术的虚拟航标，实现内河航道典型条件下全天候不间断助航服务，确保航行安全和提高航运效率。

5.首次采用了基于单北斗的航标遥测遥控新装备

该项目破解了长江航运定位导航等主要依赖GPS系统，不能实现定位、导航、授时、通信自主可控的问题，提出了基于单北斗的航标遥测遥控国产化解决方案，推进了长江航运领域实现北斗系统对GPS系统的升级替代，具有重要的示范意义。

四、成果应用

1.有效推广至其他内河数字航道重大工程建设

有效推广至珠江航运综合信息服务系统建设工程、京杭运河江苏段绿色现代航运综合整治工程（江北段）智慧运河工程等。

2.数字航道智能信息服务广泛应用

对船舶驾驶、航运企业、航道管理、海事监管等水上交通参与者通过手机APP、微信、智能助航终端、综合信息智能服务平台门户等多种形式，按需、主动为多元用户即时提供航道信息服务，长江航道图APP整合赣江、汉江等支流航道信息，下载量超过10万人，注册用户数近3万；持续为150余家船舶企业、港航管理单位的船舶提供电子航道图数据服务；为近40家单位提供开发航道图、航标、水位等动态信息及航道空间大数据服务接口，实现用户需求精准感知、数据融会贯通、服务主动分发、应用深度定制，显著改善内河航道服务水平。

五、经济和社会效益

1.经济效益

（1）提高航道通航效率，激发航运经济潜能；

（2）提高航道安全保障水平，减少船舶安全事故造成的经济损失；

（3）提高航道维护资源利用率，降低航道维护管理成本。

2.社会效益

（1）带动内河航道科技创新水平，有效引领内河航道高质量发展；

（2）有效提高航道维护管理能力，保障航道畅通和通航安全；

（3）促进航道数据资源共享，提高航道部门生产能力；

（4）有效提升航道信息服务品质，航道服务满意度明显提升。

基于电子航道图的信息查询服务系统

通过航标遥测遥控终端对航标进行优化调整