数字航道智能航运
智慧航道工程解决方案
智慧航道工程解决方案引言航道工程是航运业中非常重要的一环，它直接影响着船舶航行的安全和效率。
随着科技的不断发展，智慧航道工程逐渐成为了行业的发展趋势。
智慧航道工程结合了先进的信息技术和智能化设备，可以更好地实现航道交通管理、导航引导、环境监测等功能，为船舶的安全航行、环境保护和能源节约提供了重要的支持。
本文将从智慧航道工程的背景、目标、关键技术和未来发展等方面进行探讨，同时结合实际案例和应用实践，探讨智慧航道工程的解决方案。
一、智慧航道工程的背景航道工程作为航运业中的重要基础设施，一直扮演着关键的角色。
然而，传统的航道管理方式存在着一些问题，如信息不足、管理手段单一、环境监测不够全面等。
这些问题已经不再适应航运业的发展和船舶运行的需求。
随着信息技术和智能设备的广泛应用，智慧航道工程应运而生。
通过将信息技术与航道管理相结合，智慧航道工程可以实现对航道的全面监测、管理和预警，为船舶提供更加安全、高效的航行环境。
二、智慧航道工程的目标1. 安全导航：智慧航道工程利用高精度定位系统和智能引导设备，可以实现对船舶的安全导航和引导。
通过实时监测航道情况、设置航向指示、发出预警信息等手段，可以帮助船舶避免碰撞、搁浅等事故，确保船舶的安全航行。
2. 环境保护：智慧航道工程可以实现对航道环境的全面监测和管理。
通过水质监测、污染物排放监测等手段，可以及时发现和处理污染源，保护海洋环境，确保航道的清洁和安全。
3. 能源节约：智慧航道工程可以通过智能调度、航速优化等手段，提高船舶的能源利用效率，减少燃油消耗，降低碳排放，实现绿色航运。
4. 信息化管理：智慧航道工程可以实现对航道运行情况的实时监测和预警，提高航道管理的科学化、智能化水平，为航道的安全管理和运营提供更多数据支持。
三、智慧航道工程的核心技术1. 高精度定位系统：采用GPS、北斗卫星导航等先进的全球卫星定位系统，实现对船舶位置的实时监测和精确定位。
2. 智能导航设备：通过安装智能导航装置和航标灯光等设备，为船舶提供安全导航和引导服务，减少碰撞、搁浅等事故发生的可能性。
数字航道及智能航运一体化应用关键技术
第1095662号
大连海事大学
陈荣、孙向伟、宋英杰
有效
主要完成人情况
姓名
赵德鹏
排名
1
技术职
教授
行政职务
-
工作单位
大连海事大学
完成单位
大连海大船舶导航国家工程研究中心有限责任公司
对本项目技术创造性贡献:
项目总负责人，全过程组织领导并实施完成了项目建设任务，对本项目的创新成果一做出贡献，包括：参与建设中国首个数字航道示范工程；参与编制交通部行业标准《长江电子航道图制作规范》；取得发明专利：一种基于长江标准的电子航道图生产方法、一种一体化智能船桥系统。
三、2014年，中国航海学会召开了“中国内河智能航运现代化水运体系创新技术研究”项目科技成果鉴定会，形成鉴定意见如下：“集成应用移动互联网技术、船岸一体化系统技术，以及多源数据融合和模型变换等多维显示技术，在国内首次建成一个融合内河航运相关要素综合的内河航运互联互通智能系统，为中国内河智能航运现代化水运体系的建设提供了关键平台；自主研发了航标遥测遥控终端和水位遥测终端，航标遥测遥控终端和水位遥测终端可完全替代进口产品，并在长江、珠江等内河数字航道建设中广泛应用，占有60%以上的中国市场份额。”鉴定委员会认为：“成果与国内外同类研究相比，总体技术水平处于国际领先行列”
2010-11-17
第699910号
大连海事大学
陈荣
杜振军
有效
发明专利
一种基于GPS的精确授时方法
中国
ZL201410306188.2
2018-03-23
第2853687号
福建吉星智能科技股份有限公司
刘华松、吴允平
有效
发明专利
一种灯器的同步闪快速控制实现方法
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。
数字航道与智能航运系统方案
数字航道与智能航运系统方案在当今全球化的经济格局中，航运业作为国际贸易的重要支柱，其高效、安全和可持续发展至关重要。
随着科技的迅猛发展，数字航道与智能航运系统逐渐成为提升航运效能、保障航行安全的关键手段。
数字航道，简单来说，是通过数字化技术对航道进行全面的感知、监测和管理。
它利用先进的传感器、卫星定位、通信技术等手段，实时获取航道的水深、水流、气象等信息，并将这些信息进行整合和分析，为船舶航行提供精准的导航服务。
相比传统的航道管理方式，数字航道能够大大提高航道的利用效率，减少船舶的航行风险。
智能航运系统则是在数字航道的基础上，进一步融合了人工智能、大数据、自动化控制等先进技术，实现船舶的自主航行、智能调度和高效运营。
在智能航运系统中，船舶配备了高精度的导航设备、自动化的操控系统和智能的通信模块，能够实时感知周围环境，自动规划最优航线，并与港口、岸基设施等进行高效的信息交互。
为了构建一个完善的数字航道与智能航运系统，我们需要从以下几个方面入手：首先，基础设施建设是关键。
这包括在航道沿线布置密集的传感器网络，用于监测水文、气象等数据；建设高速稳定的通信网络，确保信息的实时传输；以及打造高精度的卫星定位系统，为船舶提供精确的位置信息。
例如，可以在重要的航段安装水流测速仪、水深探测器等设备，实时监测水流速度和水深变化，并通过无线通信技术将数据传输到岸基控制中心。
其次，数据的整合与分析至关重要。
从各种传感器和监测设备获取到的大量数据需要进行有效的整合和分析，以提取有价值的信息。
通过建立大数据平台，运用数据挖掘、机器学习等技术，对航道的通航条件、船舶的航行规律等进行深入研究，为航道管理和船舶运营提供科学依据。
比如，利用历史数据预测航道的拥堵情况，提前进行调度安排，避免船舶滞留。
再者，智能船舶的研发是核心环节。
智能船舶应具备自主感知、决策和控制的能力。
通过安装先进的雷达、摄像头、激光测距仪等设备，实现对周围环境的全方位感知；利用人工智能算法，对感知到的信息进行分析和处理，自主制定航行策略；同时，配备自动化的操控系统，能够精确执行航行指令。
数字航道与智能航运系统方案
未来，数字航道与智能航运系统将进 一步集成物联网、大数据、云计算和 人工智能等技术，实现更高程度的智 能化和自动化，为航运业带来更大的 变革和发展。
02
数字航道与智能航运系统的关键技术
物联网技术
总结词
物联网技术是实现数字航道与智能航运系统的关键，通过传感器、RFID等技术，实现船舶、货物、人员等信息的 实时采集和传输。
详细描述
云计算技术可以通过虚拟化技术将硬件资源（如服务器、存 储设备等）虚拟化为云平台，实现数据存储、处理和分析的 动态扩展和服务化。这有助于提高系统的可扩展性和可靠性 ，降低运维成本和难度。
5G通信技术
总结词
5G通信技术是数字航道与智能航运系统的通信保障，提供高速、低延迟的数据传输服 务。
详细描述
数字航道与智能航运系统方案
汇报人：
202X-01-05
CONTENTS
• 数字航道与智能航运系统概述 • 数字航道与智能航运系统的关
键技术 • 数字航道与智能航运系统的应
用场景 • 数字航道与智能航运系统的实
施方案 • 数字航道与智能航运系统的效
01
数字航道与智能航运系统概述
定义与特点
定义
数字航道与智能航运系统是一种集成了先进的信息技术、通信技术、传感器技 术和自动化控制技术的综合系统，旨在提高航运安全、效率和可持续性。
02
03
提高应急响应能力
通过实时监控和信息共享，系统能够 快速响应紧急情况，缩短应急响应时 间，降低事故损失。
促进绿色发展
减少排放
通过优化航行规划和减少不必要的等待时间，系统能够有效减少 船舶的排放，降低对环境的影响。
节能减排技术应用
系统采用先进的节能减排技术，如能效管理、废气处理等，进一 步降低船舶对环境的影响。
智慧航运系统建设方案
降低航运成本
提高船舶运行效率，减少 空驶和等待时间
优化航线规划，降低燃料 消耗和排放
实现自动化和智能化管理， 减少人工成本
提高货物运输安全和可靠 性，降低事故损失
提升航运管理智能化水平
实现船舶航行自动化
提高航运安全性能
降低航运成本
提高航运效率
智慧航运系统的建设内容
智慧航运系统架构设计
感知层：负责收集船舶、货物、人员等实时信息，通过传感器、GPS等技术实现。 传输层：将感知层收集的数据通过卫星、互联网等途径传输至数据中心。 数据中心：集中处理传输过来的数据，进行存储、分析、挖掘等工作，提供决策支持。 应用层：根据数据中心的输出结果，提供智能调度、智能监控、智能导航等服务。
平台功能：提供船舶调度、货 物跟踪、航运监管等一体化服 务
数据处理：高效整合航运相关 数据，实现数据共享与交换
技术架构：采用云计算、大数 据、人工智能等技术构建
安全性：保障平台数据和系统 的安全可靠运行
智慧航运系统数据资源建设
数据存储：建立数据中心， 对海量数据进行高效存储和 备份
数据采集：利用物联网、传 感器等技术，实时采集船舶、 货物、人员等数据
组织分工：明确各参与单位的职责和分工，建立有效的沟通协调机制， 确保实施过程中的信息传递和任务协调
实施风险和应对措施
安全风险：智慧航运系统涉 及大量数据和信息，需加强 安全保障措施
技术风险：智慧航运系统技 术复杂，需确保技术成熟可 靠
人才风险：智慧航运系统需 要专业人才进行维护和管理，
需加强人才培养和引进
数据处理：运用云计算、大 数据等技术，对数据进行处
理、分析和挖掘
数据安全：采用加密、备份、 容灾等技术，确保数据安全 可靠
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。
智慧航道、绿色航道及智能绿色航运建设方案(二)
智慧航道、绿色航道及智能绿色航运建设方案1. 实施背景随着全球经济的快速发展，航运业的需求持续增长。
然而，传统的航道管理方式与航运业的发展趋势已不匹配，存在效率低下、安全隐患等问题。
同时，环境问题也日益严重，需要采取更环保、可持续的航道建设和管理方式。
因此，从产业结构改革的角度出发，我们提出了智慧航道、绿色航道及智能绿色航运的建设方案。
2. 工作原理智慧航道主要是利用物联网、大数据、人工智能等技术，对航道进行实时监控和预测，提高航道的运营效率和管理水平。
例如，通过布置传感器在航道周边，可以实时收集水位、流速等信息，为船舶提供最优的航行路线和航行速度。
绿色航道主要是推广清洁能源，减少航道运营对环境的影响。
例如，使用太阳能或风能等可再生能源为航道设施供电，减少碳排放。
同时，优化航道设计，提高航道的水流速度和自净能力，减少污染物对水体的影响。
智能绿色航运则是将智慧航道和绿色航道相结合，实现航道的智能化和绿色化。
通过使用先进的航道管理系统和清洁能源，提高航道的运营效率，减少对环境的影响，同时降低运营成本。
3. 实施计划步骤(1) 调研阶段：对现有航道情况进行详细调研，包括航道设施、运营情况、环境影响等。
(2) 方案设计阶段：根据调研结果，制定智慧航道、绿色航道及智能绿色航运的具体设计方案。
(3) 实施阶段：按照设计方案进行航道改造和设施建设。
(4) 测试阶段：对改造后的航道进行测试，确保各项指标达到预期效果。
(5) 推广阶段：根据测试结果，对成功实施的方案进行推广。
4. 适用范围本方案适用于各类大、中、小型水域的航道建设与管理，包括河流、湖泊、水库等。
同时，也可适用于其他具有类似特点的航道，如运河、港口等。
5. 创新要点(1) 结合物联网、大数据、人工智能等技术，实现航道的智能化管理。
(2) 引入清洁能源，减少航道运营对环境的影响。
(3) 优化航道设计，提高航道的自净能力和运营效率。
6. 预期效果(1) 提高航道的运营效率和管理水平，降低运营成本。
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数字航道智能航运
“看，它正在晴川桥附近。
”16日，登陆全球卫星定位系统（GPS），武汉海事局监管中心副主任张春迅速找到了海巡31303号船的准确方位。
眼下，武汉海事局已为38艘客渡船免费安装了GPS监控设备，24小时实时监控。
船舶一旦发生航行异常，系统会自动报警，武汉海事局将迅速采取应急措施。
“GPS是数字航道运用的先进技术之一。
交通部投资1650万元，在武汉建设船舶交通管理系统（VTS）。
届时，武汉长江二桥与长江三桥之间水域的水上交通信息直观显示在电脑屏上，我们可实时掌握该水域内船舶的任何情况。
”谈起数字航道的先进，张春语气激动。
长江航务管理局科教处副处长曾越介绍，“数字长江”是一项内容丰富的宏伟工程，数字航道和智能航运的建设则是重中之重。
“大幅提高长江航运安全系数，便于加强长江运输船舶的管理；提高航道维护管理质量；实现了长江航务信息资源的整合共享；进一步挖掘长江航道的通航潜力，全面释放长江能量。
”曾越描述“数字长江”建设将给“黄金水道”带来的美好前景。
据悉，国内首条数字航道已在南京至浏河口300公里江段初步建成。
“十一五”期间，长江数字航道总体框架将形成，并分段投入试运行。
（记者周芳、通讯员胡利民、宁晓东）
[链接]
揭密国内首条数字航道
记者周芳实习生汪东芳左建
南京至浏河口(南浏段)300多公里的数字航道，是我国首条数字航道，堪称水运信息化建设的里程碑，它神奇在哪？且听长江航务管理局和长江航道局的专家揭开其中奥秘。
“过去船舶只能购买人工绘制的纸质航道图，数据难以及时更新，而现在，南浏段全部用上了电子航道图。
”曾越解释，电子航道图可以显示整条航道，再根据需要点击放大或缩小，航标配置、水位、水深、码头建筑物、障碍物、海事情况、当时的最大水位、码头尺寸、吨位、装卸指标、码头联系人与联系方式等信息都可显示，数据还可随时更新。
当然，电子航道图的意义不仅仅是一个可无限装载信息的“大地图”，作为智能航运的基础平台，它可以开发出多种应用。
如，过去完全用人工方式管理航标，航标工作船定期在江上巡查发现航标灯是否损坏，再进行人工恢复，及时性差，效率低。
而现在，通过遥测遥报技术与航标的GPS监控终端，可以实现航标与中心控制室的无线连接，如果航标灯损坏或偏离方向，系统会自动报警。
数字航道上的新武器还有AIS(船舶自动识别系统），行轮通过这套系统，可在驾驶台的电脑上实时观测航行水域内的航道情况和周围船舶情况，避免碰撞，实现真正意义上的安全自动导航。
[解读]
当梦想一步步靠近
记者周芳通讯员宁晓东周樱
激动人心的宏伟工程
谁能抗拒信息化激越澎湃的浪潮？随着“数字地球”美丽梦想的提出，“数字长江”、“数字城市”、“数字流域”等时尚词汇也纷纷闯入人们的视野。
“‘数字长江’是‘数字地球’计划的重要组成部分，是一项激动人心的宏伟工程。
”长江航务管理局科教处副处长曾越介绍。
什么是“数字长江”？在曾越看来，也许正是因为其内容的宏大，所以“数字长江”至今还没有一个确切的官方定义。
他所理解的“数字长江”，将是数字化三维显示的虚拟的长江流域、城市和乡村，它将海量的有关长江流域各种信息与各种应用模型联系起来，在计算机网络中重现长江原貌。
“至少要包含长江的航运体系、水利体系、农田灌溉体系、防护林体系、沿江经济体系等内容。
”畅想“数字长江”的框架体系，长江航道局高级工程师俞建林感叹，那是一个跨学科、综合性强的浩大系统，但数字航道和智能航运的建设将是系统里的重中之重。
数字浪潮奔涌入江
点开电脑，曾越能看到数百公里外三峡大坝的过闸实况；打开监控系统，武汉海事局的张春能查询武汉港区客渡船的行踪。
“这就是数字化的神奇！”曾越笑言，虽然“数字长江”的建设刚刚起步，但古老的长江正迅速被现代、时尚的气息包围，“数字航道”日显雏形。
他介绍，长江干线航道测量已部分实现了数字化，长江上引进了国际上最先进的多波束测量装备，它可同时发出数十道波束全方位测量航道变化，随时更新测量数据。
眼下，国内首条数字航道已在南京至浏河口300公里江段初步建成；三峡库区和武汉桥区航标遥测监控系统已投入试运行；电子航道图、航道航标信息管理系统、水位遥测遥报系统等现代化手段的应用，突破了过去仅仅靠有形标志指示航行的平面模式。
在通信方面，重庆至武汉已建成了专门服务于航运部门的光缆数字传输系统，武汉至南京的光传输系统即将付诸实施。
“航道数字化，航运智能化。
”今年初，交通部提出了长江航运工作的努力方向。
曾越介绍，下一步他们将重点推进南浏段数字航道示范工程建设，完成武汉、芜湖段的VTS工程，加快启动三峡库区数字航道建设，统一搭建长江航运电子政务平台和电子商务平台，启动长江航运数据交换中心和长航局指挥中心建设。
据悉，“十一五”期间，一个集航道维护、测绘、指挥调度和信息发布等多种功能为一体的“数字航道”系统将初步成型，长江航运管理将真正迈入信息化时代。
全面释放“黄金水道”的能量
作为横贯中国东、中、西部的“黄金水道”，长江已是世界上运量最大、水运最繁忙的内河。
长江航道沿岸的7省2市，占据着中国40％的经济总量，40％的人口和60％的国民生产总值。
沿江大型企业生产所需80%的铁矿石、72%的原油、83%的电煤由长江航道运输。
“由于航道整体等级不高，长江航道的整体运输效率仍然较低。
”曾越认为，依靠科技进步、以信息化带动长江航运升级，建设“数字长江”将是提高长江航运能力的关键。
“‘数字长江’的实施，将使我们站在新的高度和起点上，以全新的视野，以更优的目标、更快捷的速度开发、治理长江，‘黄金水道’的能量将得到更好的释放。
”曾越评价。
俞建林则激动分析，“数字长江”建设对促进长三角经济的新飞跃，对促进上海国际航运中心的建设，对促进西部开发和中部崛起战略有不可估量的意义。
因为，一批基础性产业和特色产业正在中西部地区崛起，中西部地区的发展需要长江沿江港口发挥连接国内国外两个市场的纽带作用，”数字长江”会让“黄金水道”更富活力。