區(qū)域船閘群統(tǒng)一運行調(diào)度管理系統(tǒng)的構(gòu)建

引言

船閘屬通航建筑物,是調(diào)節(jié)水位的重要航運基礎(chǔ)設(shè)施,也是內(nèi)河航道網(wǎng)的重要節(jié)點。江蘇省屬平原水網(wǎng)地區(qū),內(nèi)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn),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(zhuǎn)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(diào)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(nèi)容是船舶過閘調(diào)度,其直接反映了船閘為民服務(wù)水平的高低和運行效能的優(yōu)劣,關(guān)乎船舶安全、高效、有序進出船閘,甚至影響一定范圍內(nèi)的航道網(wǎng)運行狀況。只有充分運用現(xiàn)代信息技術(shù),實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的人性化科學(xué)調(diào)度,才能保障船閘設(shè)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(nèi)代表性船閘運行調(diào)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(wù)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(shù),實現(xiàn)不上岸、不見面便捷過閘服務(wù),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(yīng)用水上ETC系統(tǒng),推動了"互聯(lián)網(wǎng)+內(nèi)河航運"發(fā)展,在行業(yè)內(nèi)外形成一定示范效應(yīng),引領(lǐng)了全國各地過閘服務(wù)模式創(chuàng)新變革風(fēng)潮。水上ETC已成為江蘇內(nèi)河船舶過閘"主打"方式和交通部門為民服務(wù)"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(wù)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(diào)度模式,優(yōu)化工作流程,建立數(shù)學(xué)模型,綜合運用計算機、自動控制、運籌決策等技術(shù),建立數(shù)字化、自動化通航調(diào)度系統(tǒng),使各級管理人員能夠全面、準(zhǔn)確、迅速地獲取信息,優(yōu)化調(diào)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(diào)度的管理需求,確保三峽通航"安全、有序、暢通"。其中聯(lián)合調(diào)度的實質(zhì),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(yīng)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(diào)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(yīng)國家加快西江黃金水道建設(shè)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(diào)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(shù),建成西江船閘調(diào)度中心,開發(fā)船閘聯(lián)合調(diào)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(diào)度打下堅實基礎(chǔ)。西江船閘聯(lián)合調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)度管理系統(tǒng)

2.1背景與建設(shè)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(nèi)航道縱橫,航運資源豐富,素有舟楫之利。市轄寶應(yīng)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(yīng)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(zé)所管船閘的運行調(diào)度,市港航發(fā)展機構(gòu)負責(zé)總體協(xié)調(diào)和應(yīng)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(wù)效能的提升,各閘也根據(jù)自身特點形成了相應(yīng)的運調(diào)規(guī)則,對全市船閘服務(wù)規(guī)范化和統(tǒng)一管理提出了挑戰(zhàn)。隨著信息技術(shù)在船閘領(lǐng)域的深化應(yīng)用,結(jié)合國內(nèi)船閘運行管理趨勢分析,建立集中統(tǒng)一的調(diào)度、服務(wù)模式,推動船閘管理和服務(wù)轉(zhuǎn)型已逐漸成為行業(yè)共識。

揚州港航發(fā)展機構(gòu)順應(yīng)新時代航運轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展要求,在前期深入研究的基礎(chǔ)上,于2021年在江蘇率先開展區(qū)域船閘運行調(diào)度中心建設(shè),開發(fā)船閘集中控制和統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng),實現(xiàn)同一套統(tǒng)一調(diào)度軟件管理全市所有船閘運行調(diào)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(wù),調(diào)度與控制數(shù)據(jù)聯(lián)動,市級與省級應(yīng)用協(xié)同。通過將揚州轄區(qū)六座交通船閘全部接入運調(diào)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(yīng)用,構(gòu)建了全市船閘"遠程集中控制、區(qū)域統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一信息服務(wù)"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(diào)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(wù)"一個號"。

2.2運行調(diào)度服務(wù)流程

區(qū)域性船閘群統(tǒng)一運行調(diào)度管理系統(tǒng)是揚州市船閘運行調(diào)度中心的主要業(yè)務(wù)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(yīng)的閘船交互通信功能,實現(xiàn)了中心調(diào)度人員在運調(diào)中心應(yīng)用一套系統(tǒng)對六座船閘進行統(tǒng)一運行調(diào)度。

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

(1)自助申報及審核確認(rèn)。

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(diào)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(diào)度系統(tǒng)確認(rèn)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(diào)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(jié)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(diào)度進閘。

已繳費成功的船舶收到調(diào)度指令后方可進閘。統(tǒng)一調(diào)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(diào)度船舶進閘。調(diào)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(yù)留手機進行通知,船員接收到調(diào)度指令后,駛?cè)胍降赖却齾^(qū)準(zhǔn)備進閘或直接進閘。

(4)過閘確認(rèn)。

船舶過閘后,工作人員對船舶進行過閘確認(rèn),確認(rèn)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(diào)度系統(tǒng)的主要功能包括區(qū)域總覽、調(diào)度服務(wù)、運行服務(wù)、信息發(fā)布、閘費服務(wù)、報表統(tǒng)計、調(diào)度分析、運調(diào)助手等,全面支撐揚州區(qū)域性船閘群統(tǒng)一運行調(diào)度。

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

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

運行服務(wù)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(wù)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(diào)度分析圍繞運調(diào)中心定位,通過數(shù)據(jù)匯聚、轉(zhuǎn)換與自動加工,實現(xiàn)可視化、智能化的運行調(diào)度大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

運調(diào)助手是面向船閘工作人員的管理App,實現(xiàn)運調(diào)業(yè)務(wù)特別是現(xiàn)場管理的移動化應(yīng)用。

為實現(xiàn)多座船閘的遠程統(tǒng)一調(diào)度目標(biāo),揚州港航發(fā)展機構(gòu)在建設(shè)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(shù)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(diào)度。

2.4系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)特點

區(qū)域性船閘群統(tǒng)一運行調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建及其在揚州市的成功試點,在技術(shù)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(gòu),并充分利用已建系統(tǒng)成果,避免了低效的重復(fù)建設(shè)和反復(fù)開發(fā)。按照省、市級應(yīng)用模塊協(xié)同化運作的思路構(gòu)建適用于區(qū)域船閘群統(tǒng)一管理的智能化運行調(diào)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(wù)。

(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(dǎo)、信息溝通和數(shù)據(jù)分析。

(2)軟件對外服務(wù)依托全省統(tǒng)一過閘App,與省級公共信息服務(wù)平臺無縫集成,實現(xiàn)調(diào)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(gòu)、封裝省級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)船舶、登記、繳費數(shù)據(jù)服務(wù),在滿足個性化應(yīng)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(yīng)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(diào)度情況實時監(jiān)視和預(yù)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(nèi)交通船閘相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行綜合監(jiān)測分析,全面反映揚州境內(nèi)及相關(guān)聯(lián)船閘運行和內(nèi)河航運態(tài)勢。

(5)通過建設(shè)揚州區(qū)域統(tǒng)一調(diào)度軟件,構(gòu)建揚州區(qū)域內(nèi)交通船閘統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)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(wù)。

圖4所示為船舶進閘檔位圖推送。

2.5系統(tǒng)應(yīng)用成效

揚州市六座交通船閘全部接入運調(diào)中心,區(qū)域內(nèi)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(wù)渠道,同時系統(tǒng)也兼顧了各船閘運調(diào)和控制特點。

(1)運行調(diào)度中心的建設(shè)形成了與之配套適應(yīng)的管理機構(gòu)、人員、運行等管理和服務(wù)制度體系,支撐了船閘高效、安全運行。全新構(gòu)建的船民信息服務(wù)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(dǎo)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(yù)約登記、語音客服等信息服務(wù),船閘為民服務(wù)水平得到明顯提升。

(2)船閘運行調(diào)度中心的建成投用節(jié)約了船閘人力資源投入,通過技術(shù)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(diào)度、操作等崗位人員集中到運行調(diào)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(diào)度管理系統(tǒng)等軟件的使用,通過業(yè)務(wù)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(shù)支撐管理模式轉(zhuǎn)變,優(yōu)化運調(diào)服務(wù)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(diào)度目標(biāo),在繼承改進和集成融合的基礎(chǔ)上,船閘運行調(diào)度中心在應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)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(diào)度控制跨領(lǐng)域信息實時互通,以數(shù)據(jù)應(yīng)用價值的最大化支撐新的運行模式、服務(wù)模式的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。采用設(shè)備和鏈路冗余、報文傳遞加密、國產(chǎn)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全達標(biāo)加固等技術(shù)手段,為運行調(diào)度中心系統(tǒng)運行提供堅實保障。

3結(jié)語

基于集中統(tǒng)一管理模式創(chuàng)新的智慧船閘建設(shè)在揚州成功試點,精準(zhǔn)切中業(yè)務(wù)痛點,建立了統(tǒng)一遠程控制、統(tǒng)一船舶調(diào)度、統(tǒng)一信息服務(wù)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(wù)提升,在江蘇乃至全國都具有典型示范意義。