长江智能航道研发与应用现状及展望

长江智能航道研发与应用现状及展望2.长江智能航道顶层设计与应用3.长江智能航道关键技术1.长江智能航道提出背景4.长江电子航道图研发与应用5.长江智能航道研发展望一、长江智能航道提出背景长江航道的战略地位与作用长江航道信息化的发展需求长江航道信息化的发展趋势长江航道信息化的发展基础1、长江航道的战略地位与作用依托黄金水道，建设长江经济带已上升为。李克强总理在长江进行实地考察习总书记视察武汉新港杨部长出席水运发展协调大会张德江委员长视察长江航道武汉宜昌浏河口宜宾中游山区河段枢纽河段平原河段潮汐河段长江干线航道是沿江综合立体交通走廊的，建设长江经济带对进一步提高长江航道通过能力，提升长江航道服务水平提出了。长江干线航道示意图上游下游2、长江航道信息化的发展需求数字地球数字航道智慧地球数字城市智慧城市？现代信息技术，数字化、智能化日益崛起，将至经济社会发展的每一个角落，长江航道是长江水运的，运用智能技术推进长江航道势在必行。2、长江航道信息化的发展需求•公路•铁路•航空•航道客运客票预售客运营销客运服务货运大货主管理货运营销货运服务电子商务电子商务多式联运外部服务层内部资源管理层运输组织调度运输计划调度集中调度指挥安全监测控制安全监测决策支持列车控制经营管理运力资源电子政务经营资源应用平台应用平台动态数据获取走行机构车载传输网络车地传输网络地面传输通信网络大容量通信网络大规模数据融合与表达海量数据融合与集成元数据模型海量数据存储与管理海量数据处理与挖掘数据互操作机制静态数字化车载数据中心研制车载智能网动力系统承载体移动装备静态数字化工务工程数字化牵引供电数字化列控数字化固定设施气象数字化地理环境数字化人文经济数字化环境动态数据获取轨道应力变化监测接触网拉力检测列控设备状态监测集成层传输层感知层数字铁路智能铁路铁路智能运输系统生产组织利用高新技术改造传统交通运输系统，形成信息化、自动化、智能化的是当前及今后交通运输发展的趋势，也是长江航道信息化发展必然的发展趋势。3、长江航道信息化的发展趋势长江数字航道技术研究和工程应用在推动长江航道由传统的向转型方面发挥了重要作用，为长江航道智能化发展奠定了。4、长江航道信息化的发展基础航道动态监测航道信息服务通信传输网络日常业务管理航道维护管理二、长江智能航道顶层设计与应用长江智能航道的概念长江智能航道的总体架构长江智能航道的内涵长江智能航道的业务、数据、传输模型长江智能航道顶层设计的应用1、长江智能航道的概念长江智能航道（IntelligentWaterway）是指在上，利用智能传感器、物联网、自动控制、人工智能等技术，自动获取航道系统要素信息，通过融合处理与深度挖掘，实现，为水路运输高效、安全、节能提供。智慧地球智慧城市智能交通智能航运智能航道数字航道2、长江智能航道的总体框架运用自顶向下分析方法对长江智能航道进行顶层设计。航道与船舶感知层数据传输与融合层航道服务与应用层全方位的数据感知桥梁净空监测信息汇总平台水下信息采集水位信息采集气象信息采集信息获取质量监控卫星通信航标灯（集成流速仪）岸边流速采集设备：应用物联网感知技术和机器人等手段，实现对船舶动、静态信息、通航环境信息的全面实时感知。3、长江智能航道的内涵：建立和完善船-标-岸一体化航道要素传输网络，实现各种异构网络的互联互通。3、长江智能航道的内涵•电子航道图•数字航道•数字机务信息资源整合•历史数据•辅助决策：航道维护、整治数据融合•航道知识库•人机交互知识提取•智能航运•信息共享：海事等部门未来拓展：整合信息资源，实现海量数据处理、智能数据分析，提升信息资源的深度开发与综合利用水平，促进信息技术与航道管理及服务的深度融合。3、长江智能航道的内涵：以长江航道业务对象为核心，以管理职能和流程为主线，实现长江航道内、外部用户管理和服务的按需定制和长江航道维护作业的智能控制。3、长江智能航道的内涵：建立适应长江智能航道维护、管理、服务所需的标准体系及运行机制。3、长江智能航道的内涵4、长江智能航道业务、数据、传输模型：构建了“”三级层次结构的航道业务模型，划分为：创立了，抽象出、，制定，形成内河航道数据模型：提出了多层次、全天候、无缝连接、信息安全职能域创建数据元素的业务活动产生的数据项行政管理46265航道建设106474航道维护164563船舶机务105307合计4211609对内服务对外服务先进长江航道信息服务域长江航道智能应急服务域长江航道智能助航服务域长江航道规划与建设服务域长江航道智能管理与养护服务域长江航道智能机务服务域长江航道安全管理服务领域长江智能航道成果应用：广泛应用于长江航道局“十三五”期以及。5、长江智能航道顶层设计的应用三、长江智能航道关键技术长江智能航道的关键技术体系长江干线航道沿程水位感知与预测预报关键技术长江干线航道条件的模拟与预测预报关键技术长江干线航道数据交互关键技术长江干线航道智能导助航关键技术长江航道要素智能感知与融合技术1、长江智能航道的关键技术体系及支撑关系从的角度，构建长江智能航道技术体系，包括三个方面，关键技术。提供丰富的、实时的航道数据源。提供多时空尺度、完整的航道数据资源，支撑各层级的数据传输与交换。提供全方位、实时、精确、便捷、可定制航道信息服务及多种应用。2、长江干线航道沿程水位感知与预测预报关键技术岷江入汇沱江入汇嘉陵江入汇汉江汇合洞庭湖联动鄱阳湖联动梯级枢纽调度流域降水航道水位是的航道要素，揭示了及双重影响下的长江干线航道水位规律。提出了长江干线航道水位，研制了基于物联网的水位感知装备，构建长江干线，实现了长江干线水位感知。00.511.522.50510152025水尺数目水位误差绝对值（m）0.000.501.001.502.002.503.00050100150200250300350400平均水尺间距（m）水位误差绝对值（m）水位感知点数目与水面线误差关系图水位感知点平均间距与水面线误差关系图123456780100200300400500600700距武汉里程(km)航道水位(m)实测值一维模型预测相关关系预测长江干线航道水位模拟预测技术体系“线水位”预测成果图“面水位”预测成果图航道水位遥测终端2、长江干线航道沿程水位感知与预测预报关键技术长江干线水位（潮位）预测预报系统水位预测界面基于船舶终端的短期预测服务基于公共服务平台的短期预测服务基于外网门户的短期预测服务水位感知点布设与水位采集成果应用：等设计与建设。2、长江干线航道沿程水位感知与预测预报关键技术3、长江干线航道条件的模拟与预测预报关键技术初步建立了长江干线重点河段的，研发了，开展了航道水流条件模拟。航道水流模拟三维显示模块航道水流模拟计算分析航道内水流条件及洲滩形态变化测量分析航路分析电子行道图水流实时模拟信息发布航路规划及船舶航行预警电子航道图船舶运行信息采集3、长江干线航道条件的模拟与预测预报关键技术二维模型计算三维地形仿真通过对典型的选择、等研究成果的集成整合，完成枯水碍航预测预报系统的开发，形成的操作系统。航道条件预测4、长江干线航道数据交互关键技术数据库数据库服务终端服务终端服务终端服务终端服务终端服务终端终端服务通信平台终端服务通信平台数据交换平台数据交换平台航道终端航道终端航道终端航道终端航道终端航道终端商用无线网络商用无线网络服务系统传输技术规范分离业务数据透传采集系统传输技术规范长江航道数据交换总体框架管理流–业务流并行模式管理流–业务流分离模式《长江航道外场采集终端技术要求》《长江航道数据采集系统信息传输流程及格式技术要求》《长江航道数据服务系统信息传输流程及格式技术要求》船载交互设备针对长江航道数据采集、管理、服务三个环节交互问题，提出了长江航道数据交换，数据，数据和通讯及，研制了长江航道数据。航道水位采集系统可视距离采集系统长江智能航道交互体系结构实体航标监控系统航标遥测遥控终端成果应用：等设计与建设。4、长江干线航道数据交互关键技术针对航运船舶下的导助航需求，编制了桥区航标与航道整治建筑物，研制了，解决了。5、长江干线航道智能导助航关键技术太阳能一体化航标（灯）多功能航标及管理系统成果应用：开展了交通运输部项目，实现了太阳能一体化航标（灯）生产，并广泛应用于。太阳能一体化航标（灯）生产与应用5、长江干线航道智能导助航关键技术航道整治建筑物标志6、长江航道要素智能感知与融合技术交通运输部2013年信息化重大专项：《长江航道要素智能感知与融合技术研究及综合应用》课题一：航道要素智能感知及传输技术课题二：航道要素信息智能融合技术课题四：综合服务与应用课题三：航道要素感知与应用相关标准传输智能技术四、长江电子航道图研发与应用长江电子航道图的概念与框架长江电子航道图的研发历程长江电子航道图系统的主要功能长江电子航道图系统的应用长江电子航道图系统长江电子航道图生产编辑系统长江电子航道图公共服务平台长江电子航道图应用系统船用终端系统船舶监控系统1、长江电子航道图概念与总体框架用数字化的形式直观准确地展现长江航道及两岸地物要素的，既符合国际相关数据标准，又突出长江特色的，以及基于电子航道图所开发的。2、长江电子航道图系统研发历程航道要素数字化航道要素功能化功能服务多样化电子航道图系统研发历程3、长江电子航道图系统的主要功能把长江最大可利用的航道资源展现给了用户水深资源水流资源3、长江电子航道图系统的主要功能航道短期水位预测与应用功能94座水位站实测水位未来七天预测水位实时实测水位7天预测水位3、长江电子航道图系统的主要功能山区及重点河段可视距离信息显示与应用主要作用实时显示雾情和可视距离，为船舶安全航行提供保障。3、长江电子航道图系统的主要功能数字雷达扫描信息集成应用以图形化方式，直观显示数字雷达扫描到的碍航物信息数字雷达扫描信息与AIS目标进行融合叠加3、长江电子航道图系统的主要功能控制河段智能通行指挥以及通行信号显示与应用4、长江电子航道图的应用船舶导助航服务海事电子巡航水上指挥调度航道养护管理电子航道图航运规划、船舶调度船舶交通管理（VTS）港口管理搜救指挥航道维护管理渔业引水生态环境保护研究成果应用：长江电子航道图广泛服务于长江涉水行业应用五、长江智能航道研发展望全航道要素大范围、快速、一体化感知技术航道条件仿真模拟研判技术航道条件预测预报技术内河电子航道图系列技术标准规范1、全航道要素大范围、快速、一体化感知技术突破洲滩岸线、水深、河床地形等航道要素感知技术。低空无人遥感遥测接触式无人多要素快速测量高清卫星遥感遥测基于在航船舶动态的航道要素感知航道整治建筑物实时监测与在线诊断控制河段交通流实时监测与控制2、航道条件仿真模拟研判技术全面突破航道尺度、水流、河床、整治建筑物等模拟研判技术。河床地形建模与模拟航道尺度建模与模拟航道横断面、纵剖面流场建模与模拟航道可视化建模与仿真3、航道条件预测预报技术全面突破泥沙冲淤、水流、航道尺度等刻画航道条件的要素信息技术。自然与人工双重影响下的航道枯水洪水即时刻画的航道条件4、内河电子航道图系列技术标准规范网络传输数据发布航道要素数据采集助航设施水文气象航道互联网无线通信网公共服务平台数据中心专用无线短程通信产品生产数据库存储管理多用户编辑电子航道图产品定制应用服务航道信息服务助航导航服务辅助决策服务管理监控服务逐步完善内河电子航道图等系列标准规范。