成果簡介長江干線數(shù)字航道建設工程設計
（2022～2023年度第一批優(yōu)秀設計一等獎）
申報單位 交通運輸部規(guī)劃研究院
一、項目基本情況
2011年長江航道局完成《長江航道“十二五”建設規(guī)劃數(shù)字航道建設實施方案》研究，確定了數(shù)字航道“一主六分七中心，一圖一站三平臺”的總體框架、建設目標和內(nèi)容，擬通過一系列信息化工程建設，在“十二五”末“基本建成長江干線數(shù)字航道，實現(xiàn)全線主要助航設施的動態(tài)監(jiān)測和及時維護，航道維護資源的科學配置和聯(lián)網(wǎng)調(diào)度，航道主要現(xiàn)勢信息的可靠發(fā)布，長江干線航道安全暢通效能及信息服務水平顯著提升”。長江干線數(shù)字航道建設工程包括長江干線數(shù)字航道（合江門至蘭家沱段）建設工程、長江干線數(shù)字航道（蘭家沱至鳊魚溪段）建設工程、長江干線數(shù)字航道（鳊魚溪至大埠街段）建設工程、長江干線數(shù)字航道（大埠街至上巢湖段）建設工程、長江干線數(shù)字航道（上巢湖至瀏河口段）建設工程、長江干線數(shù)字航道綜合服務平臺建設工程等6個工程，全長2628km。
二、技術難點和特點
1.長江干線數(shù)字航道頂層設計框架體系建立
需要通過頂層設計明確長江干線數(shù)字航道的發(fā)展目標、重點任務、實施路徑等，統(tǒng)籌考慮分段工程、總體工程的協(xié)調(diào)聯(lián)動，確保長江干線全線數(shù)字航道互聯(lián)互通，實現(xiàn)長江干線航道縱橫協(xié)同、一體服務能力的提升，確保航道管理和服務上下貫通、干支聯(lián)動、通江達海。
2.航道信息服務需求辨識模型搭建
需要針對不同用戶需求特征構建面向場景的信息服務集，建立信息服務需求度計算模型，辨識出用戶需求迫切的信息服務項。需要從信息服務時機、頻率、范圍、等級等方面制定信息服務策略，提出面向各類對象在不同場景下的內(nèi)河航道智能信息服務需求矩陣，指導航道信息智能服務。
3.適應云網(wǎng)交互的內(nèi)河航道數(shù)據(jù)技術架構
需要構建數(shù)字航道服務數(shù)據(jù)模型，完成長江航道信息服務數(shù)據(jù)資源的梳理和目錄編制，明確數(shù)據(jù)定義、約束條件、業(yè)務屬性、技術屬性、管理屬性、元數(shù)據(jù)標準等，對數(shù)據(jù)采集、匯聚等進行約束，實現(xiàn)一數(shù)一源，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。同時，引入網(wǎng)絡通信、云計算等技術構建了適應云網(wǎng)交互的長江航道大數(shù)據(jù)應用體系，實現(xiàn)數(shù)字航道公共信息充分共享與航道業(yè)務高效協(xié)同，從而進一步提升長江航道公共信息綜合服務水平。
三、創(chuàng)新點
1.創(chuàng)新融合了頂層設計、TOGAF方法論等新理念
長江干線數(shù)字航道建設工程充分運用頂層設計的理論方法，立足長江干線全線，創(chuàng)新提出了長江干線數(shù)字航道“一主六分七中心、一圖一站三平臺”的總體架構。設計方案充分應用了TOGAF方法論，創(chuàng)立了感知、數(shù)據(jù)、管理、服務的內(nèi)河數(shù)字航道分層架構技術體系，避免了技術體系的分化，破解了信息化煙囪林立、信息孤島的普遍問題，最終形成了長江干線統(tǒng)一的數(shù)字航道，引領全國內(nèi)河數(shù)字航道建設，為我國數(shù)字航道發(fā)展奠定了堅實的基礎。
2.首次提出了面向差異化場景需求的內(nèi)河航道信息服務需求辨識模型
該項目破解了航道信息服務用戶多、需求多樣且沒有定量化需求確認的問題；首次提出了通過“四階段”法（“服務需求調(diào)研——服務結構化分析——制定服務策略——構建服務需求矩陣”）建立內(nèi)河航道信息智能服務需求辨識模型，準確識別船員、航運企業(yè)、航道管理部門等各類用戶需求，以指導航道智能信息服務。
3.創(chuàng)新提出了航道維護管理船岸協(xié)同一體化的解決方案
該項目破解了航道維護管理船舶操作端、岸上管理端協(xié)同難、一體化的問題。通過采用移動互聯(lián)技術，構建“云網(wǎng)交互”體系，在船舶上配置移動工作站，實現(xiàn)航道維護管理工作計劃、計劃執(zhí)行數(shù)據(jù)共享、實時交互、一體協(xié)同。
4.首次采用了基于物聯(lián)網(wǎng)的虛擬航標新技術
該項目破解了航標損毀等典型條件下內(nèi)河航道助航服務下降問題，提出了“虛實相生、萬物互聯(lián)”的理念，通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術的虛擬航標，實現(xiàn)內(nèi)河航道典型條件下全天候不間斷助航服務，確保航行安全和提高航運效率。
5.首次采用了基于單北斗的航標遙測遙控新裝備
該項目破解了長江航運定位導航等主要依賴GPS系統(tǒng)，不能實現(xiàn)定位、導航、授時、通信自主可控的問題，提出了基于單北斗的航標遙測遙控國產(chǎn)化解決方案，推進了長江航運領域實現(xiàn)北斗系統(tǒng)對GPS系統(tǒng)的升級替代，具有重要的示范意義。
四、成果應用
1.有效推廣至其他內(nèi)河數(shù)字航道重大工程建設
有效推廣至珠江航運綜合信息服務系統(tǒng)建設工程、京杭運河江蘇段綠色現(xiàn)代航運綜合整治工程（江北段）智慧運河工程等。
2.數(shù)字航道智能信息服務廣泛應用
對船舶駕駛、航運企業(yè)、航道管理、海事監(jiān)管等水上交通參與者通過手機APP、微信、智能助航終端、綜合信息智能服務平臺門戶等多種形式，按需、主動為多元用戶即時提供航道信息服務，長江航道圖APP整合贛江、漢江等支流航道信息，下載量超過10萬人，注冊用戶數(shù)近3萬；持續(xù)為150余家船舶企業(yè)、港航管理單位的船舶提供電子航道圖數(shù)據(jù)服務；為近40家單位提供開發(fā)航道圖、航標、水位等動態(tài)信息及航道空間大數(shù)據(jù)服務接口，實現(xiàn)用戶需求精準感知、數(shù)據(jù)融會貫通、服務主動分發(fā)、應用深度定制，顯著改善內(nèi)河航道服務水平。
五、經(jīng)濟和社會效益
1.經(jīng)濟效益
（1）提高航道通航效率，激發(fā)航運經(jīng)濟潛能；
（2）提高航道安全保障水平，減少船舶安全事故造成的經(jīng)濟損失；
（3）提高航道維護資源利用率，降低航道維護管理成本。
2.社會效益
（1）帶動內(nèi)河航道科技創(chuàng)新水平，有效引領內(nèi)河航道高質(zhì)量發(fā)展；
（2）有效提高航道維護管理能力，保障航道暢通和通航安全；
（3）促進航道數(shù)據(jù)資源共享，提高航道部門生產(chǎn)能力；
（4）有效提升航道信息服務品質(zhì)，航道服務滿意度明顯提升。
基于電子航道圖的信息查詢服務系統(tǒng)
通過航標遙測遙控終端對航標進行優(yōu)化調(diào)整
