长江智能航道研发与应用现状及展望课件
船舶智能化技术的应用与发展趋势研究与探讨
船舶智能化技术的应用与发展趋势研究与探讨在当今科技飞速发展的时代，船舶智能化技术正逐渐成为航运领域的关键驱动力。
船舶智能化不仅能够提高船舶的运营效率和安全性，还能为海洋运输带来前所未有的变革。
本文将深入探讨船舶智能化技术的应用现状以及未来的发展趋势。
一、船舶智能化技术的应用1、智能导航系统智能导航系统是船舶智能化的核心组成部分。
通过融合全球定位系统（GPS）、北斗导航系统、电子海图显示与信息系统（ECDIS）等多种技术，船舶能够实现精确的航线规划和实时导航。
这些系统可以自动避开障碍物、优化航行路线，减少燃料消耗和航行时间。
例如，在恶劣天气条件下，智能导航系统能够根据风浪情况及时调整航线，确保船舶的安全航行。
2、智能动力系统船舶的动力系统也在朝着智能化方向发展。
智能动力系统可以实时监测主机、辅机的运行状态，提前预警潜在的故障，并根据船舶的负载和航行条件自动调整动力输出。
例如，采用智能控制技术的船舶发动机能够根据负载变化自动调整燃油喷射量和进气量，提高燃油利用率，降低排放。
3、智能监控与检测系统智能监控与检测系统能够对船舶的各个关键部位进行实时监测，包括船体结构、设备运行状态、货物状态等。
利用传感器技术和数据分析，这些系统可以及时发现潜在的问题，如船体裂缝、设备故障等，并提供相应的维修建议。
例如，通过在船体上安装应力传感器，可以实时监测船体的受力情况，提前发现结构疲劳问题。
4、智能通信系统高效的通信对于船舶的安全运营至关重要。
智能通信系统整合了卫星通信、短波通信、无线局域网等多种通信方式，实现了船舶与岸基、船舶之间的高速、稳定的数据传输。
船员可以通过智能通信系统及时获取气象信息、港口动态等，同时岸基管理人员也能够实时监控船舶的运行状态。
二、船舶智能化技术的发展趋势1、自主航行技术的突破自主航行是船舶智能化的重要发展方向。
未来，船舶有望实现更高程度的自主决策和控制，减少船员的操作负担，提高航行的安全性和效率。
BIM在长江航道整治工程应用现状及前景展望
BIM在长江航道整治工程应用现状及前景展望发表时间：2018-05-11T11:11:58.367Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第3期作者：阎成栋[导读] 优化设计流程，转变设计重心，设计成果能够贯穿整个项目管理及维护生命周期，数十倍的提高了生产力。
长江南京航道工程局江苏南京 210000 摘要：航道整治BIM技术已经广泛运用在长江、黄河等众多航道整治设计项目中，经过多年的探索实践和发展，慢慢完善并在设计工作中得到推广，已取得了很好的反响。
本文以长江项目为依托，总结了BIM技术在水运设计中的应用方法及流程，为类似工程提供可鉴经验。
关键词：BIM；长江航道整治工程；应用现状；前景1BIM在航道整治中应用现状BIM在公路水运基础建设项目中应用日渐增多，BIM在长江航道整治工程建设中已悄然发力。
长江南京以下12.5m深水航道二期工程中不同阶段的设计工作和项目管理中通过应用BIM技术，高质高效地完成了设计任务和工程项目管理工作。
在建的长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程、长江下游安庆河段航道整治二期工程，实践应用BIM技术，包括建立BIM施工管控平台，完成施工BIM模型、竣工BIM模型以及施工中各重大节点工期阶段BIM模型的更新及维护，利用平台基于BIM模型进行进度、费用、质量、安全、档案管理和培训等，开启了BIM应用的新阶段。
“十三五”长江航道整治重点建设项目从前期工作开始大力推广应用BIM技术，例如，2017年11月8日，作为“645”工程先导项目的长江中游蕲春航道整治工程开工建设。
工程开工伊始，长江航道整治中心在工程交底会和第一次工地例会上专项安排了BIM技术交底，明确要求在蕲春工程中全面推广运用BIM技术进行施工全过程管理，确保施工过程管理更加精细化、程序化、规范化；长江干线武汉至安庆段6.0米水深航道整治工程工可阶段研究中试点使用BIM技术。
特别是长江上游铜鼓滩-宜宾大桥河段航道整治工程前期工作中，四川省交通运输厅交通勘察设计研究院自主研发的BIM设计平台，实现了模型创建、智能三维航线可视化设计、整治建筑物设计、工程量统计和出图等，大幅提高了航道整治工程的设计效率和品质。
2023年智慧航道行业市场发展现状
2023年智慧航道行业市场发展现状智慧航道是一种以信息技术、智能感知技术以及大数据分析等为基础的新兴技术，可以为船舶和航运企业提供全方位的信息化服务，实现智能化航道调度、风险预警、安全管理等功能，从而提高航道安全和经济效益。
自智慧航道的提出以来，随着智能科技的快速发展和海洋运输的日益发展，智慧航道行业的市场前景越来越广阔，正在逐步成为新的增长点。
一、市场规模和发展现状目前，智慧航道行业市场规模已经达到了数百亿元，未来几年还将继续保持高速增长，据有关部门预测，到2025年，智慧航道行业市场规模将达到2000亿元以上。
同时，智慧航道行业的技术已经具备成熟性，主流企业已完成了技术储备、平台建设和应用推广等步骤，正在进入成熟的市场推广阶段。
智慧航道行业也引起了一些跨界企业的关注，他们借助技术和资源，并以船舶、船厂、码头、金融等线下供应链为依托，推出智慧航运产品和服务，从而扩大智慧航运业务的市场份额。
二、市场需求和趋势智慧航道行业在航道安全、航运服务、文化旅游等方面存在广泛的需求。
随着航运业的不断发展，需求持续增加，其中涉及到的主要领域如下：（1）安全管理：智慧航道可以为航行中的船舶提供实时的状态监测和安全风险预警，防范船舶碰撞、搁浅等风险，实现航道交通的智能化管理。
（2）节能环保：智慧航道通过海洋数据的全面收集和分析，能够提供作业路线优化、燃油消耗监测等服务，从而降低船舶排放，实现节能环保。
（3）文化旅游：智慧航道可以为游客提供航线推荐、预定服务等服务，挖掘海洋文化资源，长远来看，将为海洋旅游业带来更多的潜在商机。
三、发展机遇和挑战在智慧航道行业快速发展的背景下，也面临着一些机遇和挑战。
（1）政策支持：国家政策的支持是智慧航道行业快速发展的重要保障，要为智慧航道行业提供技术支持、资金扶持和政策引导等多方面支持，对于行业的发展具有至关重要的作用。
（2）技术竞争：目前，智慧航道行业的技术方案和应用场景已经相对成熟，也吸引了很多企业的关注，但随着市场的逐步开放和竞争的加剧，技术创新和应用升级仍面临很大的挑战。
长江电子航道图虚拟航标的类别与显示研究
长江电子航道图虚拟航标的类别与显示研究1. 引言1.1 研究背景长江是中国最大的河流，是中国重要的水运干线。
长江航道航标的设置和维护对保障船舶航行安全至关重要。
随着科技的发展，传统的实体航标逐渐被电子航标所取代，而虚拟航标作为电子航标的一种，正在逐渐成为长江航道的一种重要组成部分。
随着长江电子航道图虚拟航标技术的发展，传统的实体航标已经不能完全满足船舶导航的需求。
电子航标的优势在于可以实现远程监控、自动报警等功能，为船舶提供更为准确和及时的导航信息。
电子航标的使用也能够减少对环境的影响，降低维护成本。
对长江电子航道图虚拟航标的类别和显示方式进行研究具有重要的现实意义。
通过深入了解虚拟航标的定义、类别和显示方式，可以更好地指导长江航道的建设和管理，提升长江船舶导航的安全性和效率。
随着长江电子航道图虚拟航标技术的不断创新和完善，未来将为长江航运业的发展带来更多机遇和挑战。
1.2 研究目的研究目的是为了探究长江电子航道图虚拟航标的类别与显示研究，进一步完善航道图信息，提高航行安全性和效率。
通过对虚拟航标的定义、分类、显示方式以及研究现状进行深入分析，可以更好地理解航标在航道图中的作用和应用，为船舶航行提供更准确、实用的指引。
研究长江电子航道图虚拟航标的发展趋势，可以为未来航道图信息更新和升级提供重要参考，推动电子航标技术的发展和应用。
本研究旨在为海事领域提供更先进、更智能的航道信息服务，促进航运行业的发展和进步。
1.3 研究意义长江是中国最重要的内河航道之一，拥有长江电子航道图虚拟航标的研究对提高长江航道的安全性和效率具有重要的意义。
长江电子航道图虚拟航标的研究可以有效帮助船舶实现精准航行。
传统的实体航标可能受限于地理位置、天气等因素造成不易观测，而虚拟航标通过数字化技术可以在电子航道图上清晰显示，为船舶提供更直观、准确的导航信息，有助于避免航道交通事故的发生。
长江电子航道图虚拟航标的研究还可以为长江航道的智能化管理提供技术支持。
长江的开发与治理课件
02
长江的开发历程与现状
古代长江的开发与利用
水利工程建设
古代长江流域的水利工程以灌溉和防洪为主，如都江堰、灵渠等 著名水利工程。
航运发展
长江作为古代重要的水上交通要道，促进了沿岸地区的经济交流和 发展。
农业开发与土地利用
古代长江流域的农业开发以水稻种植为主，形成了独特的农耕文化 和土地利用方式。
04
长江开发的机遇与前景
长江经济带发展战略的提出与实施
长江经济带发展战略的提出
长江经济带覆盖上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重庆、四川、云南、贵州等11省市，面积约205 万平方公里，人口和生产总值均超过全国的40%。2014年9月，国务院发布《关于依托黄金水道推动长江经济带 发展的指导意见》，标志着长江经济带正式上升为国家战略。
近现代长江的开发与治理
01
02
03
工业化进程
近现代以来，长江流域成 为中国工业发展的重要区 域，沿江地区布局了大量 工业企业。
水利枢纽建设
三峡工程等水利枢纽的建 设，在防洪、发电、航运 等方面发挥了重要作用。
生态环境问题
随着工业化和城市化的快 速发展，长江流域生态环 境问题日益突出，如水土 流失、水污染等。
当代长江的开发战略与规划
长江经济带发展战略
国家提出长江经济带发展战略，旨在 推动沿江地区经济高质量发展。
生态优先、绿色发展
在长江开发与治理中，坚持生态优先、 绿色发展理念，加强生态环境保护和 修复。
综合立体交通走廊建设
构建长江综合立体交通走廊，提升长 江黄金水道的通航能力和运输效率。
创新驱动产业转型升级
加强长江开发与治理的建议和措施
加强水资源保护
面向长江数字航道的关键航道要素智能感知研究
面向长江数字航道的关键航道要素智能感知研究面向长江数字航道的关键航道要素智能感知研究摘要：随着航运业务的发展和技术的进步，数字化航道建设已经成为现代水运领域的重要发展趋势。
为了实现水上航道的智能化管理与运营，本文针对长江数字航道，开展了关键航道要素智能感知研究。
首先，对长江数字航道的背景及发展现状进行了分析，并指出了数字化航道建设的必要性。
其次，重点研究了关键航道要素的智能感知技术，包括水文要素、地理要素、气象要素、船舶信息等。
最后，基于智能感知技术，构建了长江数字航道的智能管理系统，并进行了实证研究，展示了其在航道管理与运营中的效果。
关键词：长江数字航道；智能感知；航道要素；智能管理系统第一章引言1.1 研究背景长江作为中国重要的内河航道，对于地区的经济发展和人民生活起到了至关重要的作用。
然而，随着经济的不断发展，长江航运量逐年增加，航道管理与运营面临着巨大的压力和挑战。
为了提高长江航道的管理水平和运营效率，数字化航道建设成为了必然的选择。
1.2 研究目的本文旨在通过对长江数字航道的关键航道要素进行智能感知研究，构建智能管理系统，实现航道的智能化管理和运营。
第二章长江数字航道的发展现状及必要性分析2.1 长江数字航道的发展现状2.1.1 长江航道管理的挑战2.1.2 数字化航道建设的必要性2.2 长江数字航道的关键航道要素2.2.1 水文要素的重要性及智能感知技术2.2.2 地理要素的重要性及智能感知技术2.2.3 气象要素的重要性及智能感知技术2.2.4 船舶信息的重要性及智能感知技术第三章关键航道要素智能感知技术研究3.1 水文要素的智能感知技术研究3.1.1 水位感知技术的研究与应用3.1.2 水质感知技术的研究与应用3.2 地理要素的智能感知技术研究3.2.1 地形感知技术的研究与应用3.2.2 水下障碍物感知技术的研究与应用3.3 气象要素的智能感知技术研究3.3.1 天气感知技术的研究与应用3.3.2 气象预测技术的研究与应用3.4 船舶信息的智能感知技术研究3.4.1 船舶识别技术的研究与应用3.4.2 船舶状态监测技术的研究与应用第四章长江数字航道智能管理系统的构建4.1 系统结构设计4.2 数据采集与处理模块4.3 监测与预警模块4.4 决策与调度模块第五章实证研究及效果展示5.1 数据采集与处理实验5.2 监测与预警实验5.3 决策与调度实验5.4 效果展示与分析第六章结论与展望6.1 研究结论6.2 研究展望通过对长江数字航道关键要素的智能感知研究，本文构建了智能管理系统，可实现航道的智能化管理与运营。
船舶智能化技术的现状与未来发展
船舶智能化技术的现状与未来发展在当今科技飞速发展的时代，船舶智能化技术正逐渐成为航运领域的关键焦点。
从提高航行效率到增强安全性，从优化能源管理到降低环境影响，智能化技术的应用正在重塑船舶行业的面貌。
一、船舶智能化技术的现状1、自动化导航与控制系统当前，船舶的自动化导航与控制系统取得了显著进步。
全球定位系统（GPS）、北斗卫星导航系统等高精度导航技术的应用，使得船舶能够更加精确地确定自身位置和航线。
同时，自动舵系统能够根据预设航线和实时环境条件自动调整船舶的航向和航速，大大减轻了船员的工作负担，提高了航行的准确性和稳定性。
2、智能通信与信息处理船舶上的通信设备也日益智能化。
高速卫星通信技术的普及，使得船舶能够实时获取气象、海况等信息，与岸基指挥中心和其他船舶保持畅通的通信。
此外，船上的信息处理系统能够对大量的数据进行快速分析和处理，为船舶的运营决策提供支持。
3、智能监测与故障诊断各种传感器和监测设备的广泛应用，实现了对船舶设备和系统的实时监测。
通过对发动机、推进系统、电力系统等关键部件的运行参数进行采集和分析，能够及时发现潜在的故障隐患，并进行预警和诊断。
这有助于减少设备故障带来的损失，提高船舶的可靠性和可用性。
4、能源管理与优化在能源管理方面，智能化技术也发挥着重要作用。
船舶的能源消耗可以通过智能系统进行实时监测和分析，从而优化主机和辅机的运行模式，提高能源利用效率。
此外，一些新型船舶还采用了可再生能源技术，如太阳能、风能等，进一步降低了能源成本和对环境的影响。
二、船舶智能化技术面临的挑战1、技术复杂性与可靠性尽管船舶智能化技术取得了一定的成果，但仍面临着技术复杂性和可靠性的挑战。
复杂的系统集成和大量的传感器、控制器等设备增加了系统故障的风险。
此外，软件漏洞和网络安全问题也可能导致船舶运行出现故障甚至遭受恶意攻击。
2、法规与标准的滞后随着船舶智能化技术的快速发展，相关的法规和标准往往滞后于实际应用。
数字航道与智能航运系统方案PPT课件
电子航标终端设备研制
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11
数据库系统
增加1：业务流程数据库 各种标准工作流程、处理 方式，特别是应急处理方 案。
增加2：数据仓库，便于 事后分析，如航行航迹记 录。
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12
系统组成
长江电子航道图系统（数字航道） 长江航标遥测遥控系统 智能航运数据服务平台 内河运输船舶导航系统 长江船舶动态监控系统 船舶交通管理系统（VTS） 水上应急系统（110、搜救） 增：开放式接口（导入/导出）
数字航道与智能航运 系统方案
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1
项目背景
扩大开放是实现“314”总体部署的必由之路，长江黄金水 道成为西部内陆出海主通道
努力激活长江黄金水道。目前长江运能潜力仅开发了1／ 10。在长江干流3640公里通航里程中，重庆占了16．5％， 但水上货运量不到5％。三峡水库蓄水到175米水位，万吨 级船队可直达重庆主城。要发挥大运力、低成本的水运优 势，争取2012年港口实际吞吐量达到200万标箱，为西部 省区借船出海提供方便。要推动水铁联运、江海联运，争 取全市水运货运量5年翻一番。
实时更新船舶端的航道信息。
.
14
智能航运数据服务支撑平台
主要功能是向通航船舶、船舶动态监控中心、VTS中心、水
上应急指挥中心、长江电子航道图系统、航标遥测遥控系
统等提供所需的一切静态及动态信息服务，实现一体化应
用。
船舶动态跟踪服务
港口信息查询服务
气象信息发布与查询服务
电子航道图信息发布
电子航道图改正与航行通告查询服务
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5
重庆数字航道与智能航运的框架
航道处
卫星
航标
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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
3、长江智能航道的内涵
：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。
卫星通信
全方位的数据感知
质量监控
信息汇总平台 航标灯
（集成流速仪）
水位信息采集 水下信息采集
静态数字化 动态数据获取
气象数字化
动态数据获取 走行机构 动力系统 承载体
工务工程数字化 轨道应力变化监测 牵引供电数字化 接触网拉力检测
地理环境数字化
感 知
车载数据中心研制
列控数字化 列控设备状态监测 人文经济数字化 层
车载智能网
移动装备
固定设施
环境
•公路
•铁路
•航空
•航道
4、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
。
习总书记视察武汉新港
李克强总理在长江进行实地考察
张德江委员长视察长江航道
杨部长出席水运发展协调大会
2、长江航道信息化的发展需求
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
长江智能航道研发与应用现状及展望
1. 长江智能航道提出背景 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
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
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。
铁 路 智 能 运 输 系 统智
能 铁 路
客运
客票预售 客运服务 客运营销
货运
大货主管理 货运服务 货运营销
应用平台
电子商务
外
电子商务
部
多式联运
服
务
层
运输组织调度
运输计划
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。
4、长江智能航道业务、数据、传输模型
：构建了“ 划分为
”三级层次结构的航道业务模型，
：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
先进长江航道信息 服务域
长江航道智能助航 服务域
1、长江智能航道的概念
长江智能航道（Intelligent Waterway）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
1609
5、长江智能航道顶层设计的应用
成果应用：广泛应用于 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
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。
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
2、长江干线航道沿程水位感知与预测预报关键技术
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
1、长江智能航道的关键技术体系及支撑关系
从 构建长江智能航道技术体系，包括
三个方面，
关键技术。
的角度，
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
桥梁净空监测 气象信息采集
岸边流速 采集设备
信息获取
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
：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。
• 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
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。
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 转型方面发挥了重要作用，为长江航道智能化发展奠定了
向 。
航道动态监测
通信传输网络
航道维护管理
日常业务管理
航道信息服务
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
。
山区河段
枢纽河段
平原河段
潮汐河段
上游
宜宾
中游
宜昌
武汉
长江干线航道示意图
下游
浏河口
2、长江航道信息化的发展需求
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 。
数字 航道
？
数字 地球
智慧
数字
地球
城市
智慧 城市
3、长江航道信息化的发展趋势
长江航道智能应急 服务域
对外服务
长江航道规划与建设 服务域
长江智能航道
长江航道智能管理与养护 服务域
对内服务
长江航道安全管理 服务领域
长江航道智能机务 服务域
职能域
行政管理 航道建设 航道维护 船舶机务
合计
创建数据元素的 业务活动 46 106 164 105 421
产生的数据 项 265 474 563 307
调度指挥 调度集中
生产组织
安全监测控制
安全监测 列车控制 决策支持
应用平台
内
经营管理
部
运力资源
资
经营资源
源
电子政务
管
理
层
大规模数据融合与表达
集
海量数据融合与集成
海量数据存储与管理
海量数据处理与挖掘
成
元数据模型
数据互操作机制
层
数
车载传输网络
车地传输网络
地面传输通信网络
传
字 铁
大容量通信网络
输
层
路
静态数字化