引言

船閘屬通航建筑物,是調節(jié)水位的重要航運基礎設施,也是內河航道網(wǎng)的重要節(jié)點。江蘇省屬平原水網(wǎng)地區(qū),內河航道通航總里程24300多km,有通航船閘113座,船舶通過船閘的效率是制約航道通過能力的主要因素。

目前,江蘇不少交通船閘通過量已遠超設計標準,船閘經(jīng)常出現(xiàn)擁堵情況,船舶等待過閘時間較長,影響了航運周轉效率,不能很好地滿足行業(yè)發(fā)展和船員群眾的需求。解決船閘擁堵的辦法一是開展船閘擴建改造,增加閘室規(guī)模,提高通航等級,但此方式投資大、周期長,且面臨土地、生態(tài)等資源約束:二是通過優(yōu)化船閘運行模式,加強調度管理,運用智能化手段,提高自動化程度,提升船閘通行效率和通過能力。

船閘運行管理的核心內容是船舶過閘調度,其直接反映了船閘為民服務水平的高低和運行效能的優(yōu)劣,關乎船舶安全、高效、有序進出船閘,甚至影響一定范圍內的航道網(wǎng)運行狀況。只有充分運用現(xiàn)代信息技術,實現(xiàn)更加精準的人性化科學調度,才能保障船閘設施的安全高效運行,從而充分發(fā)揮其經(jīng)濟效益和社會效益。

1國內代表性船閘運行調度現(xiàn)狀

江蘇自2012年開始推行并持續(xù)完善"水上ETC"便民服務措施,船舶在通過江蘇交通船閘時,船員遠程無接觸就能辦理過閘手續(xù),省時、省力、省心,高效、方便、快捷。水上ETC系統(tǒng)通過優(yōu)化重組船舶過閘流程,利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術,實現(xiàn)不上岸、不見面便捷過閘服務,靶向解決了船舶過閘手續(xù)煩瑣、群眾辦事不方便的行業(yè)痛點難點。

江蘇省交通部門首次系統(tǒng)性提出并成功組織開發(fā)應用水上ETC系統(tǒng),推動了"互聯(lián)網(wǎng)+內河航運"發(fā)展,在行業(yè)內外形成一定示范效應,引領了全國各地過閘服務模式創(chuàng)新變革風潮。水上ETC已成為江蘇內河船舶過閘"主打"方式和交通部門為民服務"金名片",注冊船舶共計6萬余艘,日均活躍用戶數(shù)超過4000,實現(xiàn)了交通船閘和過閘船舶全面覆蓋,微信、支付寶、銀行卡主流支付渠道全面支持,年均服務過閘船舶300余萬艘次,手機在線支付比例達98%。

三峽船閘和葛洲壩船閘實行"滾動申報、統(tǒng)一計劃、分壩實施"的調度模式,優(yōu)化工作流程,建立數(shù)學模型,綜合運用計算機、自動控制、運籌決策等技術,建立數(shù)字化、自動化通航調度系統(tǒng),使各級管理人員能夠全面、準確、迅速地獲取信息,優(yōu)化調度決策,下達各項指令,以滿足三峽—葛洲壩樞紐船閘聯(lián)合運行統(tǒng)一調度的管理需求,確保三峽通航"安全、有序、暢通"。其中聯(lián)合調度的實質,是將三峽下水、葛洲壩下水、葛洲壩上水、三峽上水四個航向的船舶按照相應的申報過壩時間和一定優(yōu)先級順序排入兩壩船閘,從而生成包括閘次的次數(shù)和各閘次運行的時間的五個船閘上、下水運行時間表,排定各過壩船舶提供過壩時間、安排的閘室和在閘室中的具體位置。調度計劃包含24h框架計劃、24h詳細計劃和4h動態(tài)計劃等。

廣西西江集團為適應國家加快西江黃金水道建設的形勢要求,解決分屬于交通、水利、水電等不同部門單位的梯級船閘相互協(xié)調不暢、通行效率不高等問題,運用互聯(lián)網(wǎng)、北斗等現(xiàn)代信息技術,建成西江船閘調度中心,開發(fā)船閘聯(lián)合調度系統(tǒng),從根本上改變西江流域各船閘長期以來孤立管理、各自為政的局面,為實現(xiàn)全流域"一干七支"主要通航船閘的聯(lián)合調度打下堅實基礎。西江船閘聯(lián)合調度系統(tǒng)具備一次報閘、連續(xù)過閘,不停船報到、不上岸繳費和遠程聯(lián)合調度、數(shù)據(jù)共享互通等功能,實現(xiàn)了長洲、桂平、貴港、魚梁、那吉5個梯級船閘統(tǒng)一調度及集中監(jiān)控控制,具備動態(tài)展示西江集團管理船閘、船舶航行等生產(chǎn)大數(shù)據(jù)功能,幾百公里以外的船閘也能夠做到"少人值守"。

2揚州市區(qū)域船閘群統(tǒng)一運行調度管理系統(tǒng)

2.1背景與建設概況

揚州地處江蘇水網(wǎng)腹地,是大運河原點城市,城市歷史文化蘊含鮮明交通元素,境內航道縱橫,航運資源豐富,素有舟楫之利。市轄寶應船閘、運東船閘、運西船閘、鹽邵船閘、樊川船閘和芒稻船閘共六座交通船閘,分布于寶應縣、高郵市和江都區(qū)等三縣(市)六地。

2020年之前,船閘采取各自獨立管理的傳統(tǒng)運行模式,由各地船閘管理所分別負責所管船閘的運行調度,市港航發(fā)展機構負責總體協(xié)調和應急指揮等,不直接參與船閘具體工作。揚州交通船閘地理位置分散、船舶流量不均和個別船閘運行壓力大、部分船閘季節(jié)性負載不飽和等特點,制約了船閘運行單位人力資源合理配布和服務效能的提升,各閘也根據(jù)自身特點形成了相應的運調規(guī)則,對全市船閘服務規(guī)范化和統(tǒng)一管理提出了挑戰(zhàn)。隨著信息技術在船閘領域的深化應用,結合國內船閘運行管理趨勢分析,建立集中統(tǒng)一的調度、服務模式,推動船閘管理和服務轉型已逐漸成為行業(yè)共識。

揚州港航發(fā)展機構順應新時代航運轉型升級和高質量發(fā)展要求,在前期深入研究的基礎上,于2021年在江蘇率先開展區(qū)域船閘運行調度中心建設,開發(fā)船閘集中控制和統(tǒng)一調度系統(tǒng),實現(xiàn)同一套統(tǒng)一調度軟件管理全市所有船閘運行調度,同一套集中控制系統(tǒng)遠程操作全市所有船閘,同一個運行管理部門為船員提供更人性化的便捷過閘服務,調度與控制數(shù)據(jù)聯(lián)動,市級與省級應用協(xié)同。通過將揚州轄區(qū)六座交通船閘全部接入運調中心統(tǒng)一管理,繼承融合已有數(shù)據(jù)信息成果,創(chuàng)新整合、集成新老應用,構建了全市船閘"遠程集中控制、區(qū)域統(tǒng)一調度、統(tǒng)一信息服務"和船閘現(xiàn)地"無人值班、少人值守"的區(qū)域性船閘群運行調度新模式,實現(xiàn)船閘運行"一盤棋",船員過閘"不跑腿",船閘服務"一個號"。

2.2運行調度服務流程

區(qū)域性船閘群統(tǒng)一運行調度管理系統(tǒng)是揚州市船閘運行調度中心的主要業(yè)務支撐平臺,其涵蓋了完整的待閘管理、閘次檔位編排、進出閘管理、在線繳費管理以及相應的閘船交互通信功能,實現(xiàn)了中心調度人員在運調中心應用一套系統(tǒng)對六座船閘進行統(tǒng)一運行調度。

抽取重組后的統(tǒng)一運行調度服務流程如圖1所示,即:船員通過手機App遠程申報一統(tǒng)一調度系統(tǒng)自動審核確認一船員通過手機App遠程繳費一工作人員通過統(tǒng)一調度系統(tǒng)調度船舶過閘一船舶過閘后工作人員進行過閘確認一船舶獲取電子發(fā)票。

(1)自助申報及審核確認。

船員通過手機App自助進行過閘申報,填報信息提交。統(tǒng)一調度系統(tǒng)對船舶身份及狀態(tài)進行檢查,檢查通過則提示申報成功。統(tǒng)一調度系統(tǒng)確認申報信息及船舶的位置信息后(AIS、VITS及手機定位信息),船舶登記成功,船員收到登記成功信息及語音提示。統(tǒng)一調度系統(tǒng)自動計算本次過閘費用,將待繳費信息推送到手機。

(2)遠程繳費。

船員在手機App中進入電子支付子系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)自動計算結果"一鍵式"在線支付過閘費,支付方式涵蓋微信、支付寶、銀行卡等所有主流第三方電子繳費渠道。

(3)調度進閘。

已繳費成功的船舶收到調度指令后方可進閘。統(tǒng)一調度系統(tǒng)為已繳費的船舶自動編排閘次檔位,工作人員按照閘次順序調度船舶進閘。調度指令通過App消息發(fā)送至船員手機,也可自動撥打船員預留手機進行通知,船員接收到調度指令后,駛入引航道等待區(qū)準備進閘或直接進閘。

(4)過閘確認。

船舶過閘后,工作人員對船舶進行過閘確認,確認過閘的船舶可獲取電子發(fā)票鏈接。

2.3系統(tǒng)主要功能

統(tǒng)一運行調度系統(tǒng)的主要功能包括區(qū)域總覽、調度服務、運行服務、信息發(fā)布、閘費服務、報表統(tǒng)計、調度分析、運調助手等,全面支撐揚州區(qū)域性船閘群統(tǒng)一運行調度。

區(qū)域總覽用于顯示轄區(qū)船閘運調整體情況,主要包括各船閘上下游實時水位、閘門開關狀態(tài)、閘室尺度、閘室內船舶信息以及待閘、調度、通過量等運行情況等。

調度服務包括遠程登記、閘次編排、自動調度、優(yōu)先過閘和窗口登記等。調度服務界面如圖2所示。

運行服務主要包括船舶資料管理、過閘信用管理以及延時、過號等功能。

信息發(fā)布支持手機App消息通知、自動電話呼叫通知、自助語音咨詢坐席、閘區(qū)廣播聯(lián)動播報等功能。

閘費服務包含窗口零星繳費、窗口查補、退費管理和票據(jù)查詢等功能。

報表統(tǒng)計自動生成船閘運行臺賬,查看船閘日常的運行數(shù)據(jù),包括船閘開放次數(shù)、閘費征收信息、過閘貨物量信息等。

調度分析圍繞運調中心定位,通過數(shù)據(jù)匯聚、轉換與自動加工,實現(xiàn)可視化、智能化的運行調度大數(shù)據(jù)應用。

運調助手是面向船閘工作人員的管理App,實現(xiàn)運調業(yè)務特別是現(xiàn)場管理的移動化應用。

為實現(xiàn)多座船閘的遠程統(tǒng)一調度目標,揚州港航發(fā)展機構在建設過程中還針對各船閘實際制訂了詳細的接入方案,成熟一座,接入一座。接入的船閘需從技術層面整合和改進已建自動控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng),實現(xiàn)遠程統(tǒng)一運行調度。

2.4系統(tǒng)構建技術特點

區(qū)域性船閘群統(tǒng)一運行調度系統(tǒng)構建及其在揚州市的成功試點,在技術上走出了一條繼承創(chuàng)新的可行路徑。系統(tǒng)采用全新軟件架構,并充分利用已建系統(tǒng)成果,避免了低效的重復建設和反復開發(fā)。按照省、市級應用模塊協(xié)同化運作的思路構建適用于區(qū)域船閘群統(tǒng)一管理的智能化運行調度等功能,實現(xiàn)對多座船閘運行的集中管理和協(xié)同服務。

(1)新增閘次編排管理模塊(圖3),為船員提供精確的船舶檔位?？繄D,同時融合運用電子航道圖和多源船舶識別定位系統(tǒng),提供更方便、可視化的過閘引導、信息溝通和數(shù)據(jù)分析。

(2)軟件對外服務依托全省統(tǒng)一過閘App,與省級公共信息服務平臺無縫集成,實現(xiàn)調度消息統(tǒng)一推送,并擴展電話、短信、廣播等新的船岸自動交互渠道。

(3)通過重構、封裝省級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)船舶、登記、繳費數(shù)據(jù)服務,在滿足個性化應用需求的同時,確保船舶注冊、登記、繳費、過閘的全部信息在省、市應用系統(tǒng)中保持同步一致,確保"一數(shù)一源"。

(4)對揚州處下轄六座船閘的數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一存儲,針對六所船閘運行調度情況實時監(jiān)視和預警,通過大屏、手機、報表等以多種主題提供直觀、靈活可視化的數(shù)據(jù)呈現(xiàn),對揚州轄區(qū)內交通船閘相關業(yè)務數(shù)據(jù)進行綜合監(jiān)測分析,全面反映揚州境內及相關聯(lián)船閘運行和內河航運態(tài)勢。

(5)通過建設揚州區(qū)域統(tǒng)一調度軟件,構建揚州區(qū)域內交通船閘統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)基礎平臺,為船員、船企、社會公眾和兄弟單位提供全方位的船閘運行數(shù)據(jù)服務。

圖4所示為船舶進閘檔位圖推送。

2.5系統(tǒng)應用成效

揚州市六座交通船閘全部接入運調中心,區(qū)域內船閘完全由"點"式分散管理升級為"面"式集約管理,統(tǒng)一了對外服務渠道,同時系統(tǒng)也兼顧了各船閘運調和控制特點。

(1)運行調度中心的建設形成了與之配套適應的管理機構、人員、運行等管理和服務制度體系,支撐了船閘高效、安全運行。全新構建的船民信息服務平臺豐富了船岸交互方式,引入了檔位圖等更直觀的過閘引導功能,提供了全天候在線的"互聯(lián)網(wǎng)船閘"能力,全市所有船閘均提供24h預約登記、語音客服等信息服務,船閘為民服務水平得到明顯提升。

(2)船閘運行調度中心的建成投用節(jié)約了船閘人力資源投入,通過技術和管理創(chuàng)新實現(xiàn)減員增效。在新的運行模式下,船閘涉及收費、登記調度、操作等崗位人員集中到運行調度中心,整合優(yōu)化后人員需求減少一半以上。

(3)新的統(tǒng)一調度管理系統(tǒng)等軟件的使用,通過業(yè)務重組和流程優(yōu)化再造,促進了船閘運行管理工作的規(guī)范統(tǒng)一。通過信息化技術支撐管理模式轉變,優(yōu)化運調服務和工作流程,提供精細和閉環(huán)的管理手段,有效保障了船閘規(guī)范、有序運行。

(4)緊緊圍繞船閘遠程集控和統(tǒng)一調度目標,在繼承改進和集成融合的基礎上,船閘運行調度中心在應用系統(tǒng)建設方面實現(xiàn)了創(chuàng)新突破。通過數(shù)據(jù)資源的合理規(guī)劃,做到省市跨層級信息實時共享,調度控制跨領域信息實時互通,以數(shù)據(jù)應用價值的最大化支撐新的運行模式、服務模式的平穩(wěn)運轉。采用設備和鏈路冗余、報文傳遞加密、國產(chǎn)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡安全達標加固等技術手段,為運行調度中心系統(tǒng)運行提供堅實保障。

3結語

基于集中統(tǒng)一管理模式創(chuàng)新的智慧船閘建設在揚州成功試點,精準切中業(yè)務痛點,建立了統(tǒng)一遠程控制、統(tǒng)一船舶調度、統(tǒng)一信息服務和船閘現(xiàn)場少人值守的"三統(tǒng)一少"區(qū)域性船閘運行新體系,破解了長期困擾船閘運行單位的人員不足、效率不高難題,真正做到了減員增效、服務提升,在江蘇乃至全國都具有典型示范意義。