数字航道技术在内河航道管理中的应用探讨

数字航道技术在内河航道管理中的应用探讨

胡子浩  朱康

河南省交通规划设计研究院股份有限公司  450000

摘要：随着科学技术的发展，我国的数字巷道技术有了很大进展，并在内河航道管理中得到了广泛的应用。随着我国内河航道管理模式的不断发展和变化，对数字化技术的要求也越来越高。因此，本文首先分析数字航道技术的概念，其次探讨数字航道技术在内河航道管理中的应用，加强内河航道数字化技术的运用，可以充分发挥数字化优势，有助于促进我国内河航道中各项航运业务的可持续发展。

关键词：内河航道；数字航道；航道管理

引言

内河航道建设及治理是一个涉及水运、交通、环境等多个领域的综合性问题。在中国,内河航道的建设和治理一直以来都是政府的重要工作之一。随着经济的快速发展,内河航道的重要性越来越凸显出来。因此,我们需要采取一系列措施来推动内河航道的建设和治理,以满足经济发展的需要,同时也要保护环境,保障人民群众的生命财产安全。

1数字航道技术的概念

数字航线源自于“数字地球”这一概念,它的目标是呈现真实航线,在地理位置及空间坐标的基础上,通过多维度、多尺度、多分辨率的方式,由计算机、遥感数据、多维数据等技术,实现航道的规划设计、建设维护、航道管理及其他综合运用。建设数字航道技术的关键点在于：（1）航道服务管理系统主要负责管理航道信息、对航道位置及空间坐标呈现可视化展示,将该系统进行数字化升级。在航道管理系统的基础上,利用数字化航道所得到的数据资源,结合航道养护管理的实际需求,实现全天候、全方位的数字化、可视化航道管理,以此极大地提高了船舶运输的经济效益和社会效益。（2）对航道信息资源进行数字化处理。处理内容包括河床位置及距离、航道的演变过程、区域水文信息、其他航标辅助设备、自动采集、分析处理后的水位变化数字建模等,这些内容都是建设数字航道系统的基础支撑。

2数字航道技术在内河航道管理中的应用

2.1倾斜摄影数据显示

倾斜摄影测量生产的数据格式目前较多采用OSGB，这种数据格式不宜在系统中直接打开，需要对其进行格式转换，转化为3DTiles（瓦片）数据。3DTiles数据集包含两个部分：瓦片集数据和瓦片数据。瓦片集数据是一个JSON文件，相当于瓦片数据的元数据（头文件），是对瓦片数据的说明；瓦片数据是存储纹理、几何体等信息的数据文件。将OSGB转化为3DTiles进行组织管理的优点为：（1）便于发布标准的三维模型数据服务。可将倾斜模型、手工模型、BIM模型在内的多源模型数据转换为三维模型服务，通过数据服务的方式，将海量实景三维模型快速、便捷地发布到不同地域、不同部门、不同设备的客户端。（2）便于数据库化管理。3D瓦片可使用CesiumLab进行数据处理，采用Oracle、PostgreSQL、SQL等实现数据库化管理。（3）数据安全。直接采用原始数据OSGB文件管理方式，存在数据安全问题，易被修改、删除、破坏和非法拷贝。

2.2电子航道信息处理系统

电子航道地图系统以GIS技术为基础,呈现电子化地图,利用网上管理的方式处理信息。该系统主要由航路生成、路线分析、路线模拟演示三部分组成,能够有效处理数据信息,并实时传输数据内容。同时,该系统可利用二维矢量化技术,为内河航道管理系统提供可视化窗口,以此来实现电子航道的展示界面。电子账台系统可以实现对电子文件的快速查询,在科学的管理下实现信息共享,将现代科技应用于内河航道的管理中。利用信息采集系统对基本数据进行管理,通过统一高效的实时信息处理,对基础的动态数据进行分类和剖析,形成一个综合性的内河航道信息处理中心。因此,建立健全的内河航道管理制度,是促进我国航运事业迅速发展的重要举措。例如,国外电子航道信息处理系统的应用情况有法国的内河航运信息网络系统（VNF2000系统）、德国的航程及货运报关的航运信息系统（MIB/MOVES系统）；国内长江部分大型航运企业实现了基于GPS定位的船舶监控系统、综合物流系统和财务管理系统等,部分航运企业还实现了与通航管理部门的信息互联。

2.3系统Web发布及展示

借鉴VirtualGlobe技术架构和J2EE架构模型设计系统架构及SOA(面向服务的架构)，利用JWS技术、Servlet技术、JNLP协议实现系统Web部署模式及系统Http访问机制，采用J2EE体系结构实现系统安全体系。最终实现应用数据Web发布、数据异步线程下载、基于Web方式应用程序部署和基于Http协议访问功能。用户连接到Internet网，在浏览器地址栏输入平台Web发布的网址，就可以登陆页面。以湘江长沙枢纽下游端为起点向上游湘江大桥的航段选取10公里左右河段为实施水域，搭建多维数字航道示范段展示平台。

2.4建立完善的航道管理体系和技术保障系统

在航道管理方面,应该建立起专业的航道管理机构,加强航道的监管和管理,确保航道畅通和安全。同时,应该建立航道建设、维护、疏浚、安全等全流程管理制度,完善相关法律法规和标准,规范航道管理工作。在技术保障方面,可以采用先进的技术手段来提高航道建设和治理的效率和质量。例如,采用先进的航道测量、航道疏浚和航道安全监测技术,对航道的深度、宽度、水流、水质等进行实时监测和数据分析,及时发现问题和隐患,做出科学、准确的决策。此外,应该加强对内河航道建设和治理人员的培训和技能提升,提高他们的专业水平和技术能力,确保内河航道建设和治理工作的高效实施。总之,建立完善的航道管理体系和技术保障系统,是内河航道建设和治理工作不可或缺的重要环节,有利于提高内河航道的质量和效率,促进内河航运的发展。

2.5 3D打印数字建造

3D打印混凝土建造技术实现了基础设施建设的全周期数字化集成,建造过程可分为虚拟建造及实物打印建造两部分。虚拟建造即为计算机的建造过程设计,形成数字信息流。实物打印建造以虚拟建造形成的数字信息流为依据,开展部件加工与现场施工,同时与虚拟建造的数字信息交互、持续优化已有数字信息,丰富数字信息流至项目建成交付。建造过程中连续的数字信息流及物质性建造流相辅相成,形成了一体化智能建造流程。3D打印技术在工程领域的应用需要不同行业参与,包括基于算法生成的结构创意设计、路径规划及控制软件的开发、机器人及打印设备的集成制造、打印材料的混合生产、建筑施工的数字工地等。3D打印技术使传统的工程建设模式转变为数字建造,使结构设计、功能集成、施工质量控制、后续管养等工程建设全过程规范可控,为传统工程行业的转型升级提供一种新的技术手段。

结语

随着现代技术的进步,内河航道的规划设计不断优化,具有减轻陆运交通压力的现实意义及日益提高航道管理的经济价值。本文介绍数字航道技术的基本概念,分析目前国内河道管理的状况,建立数字航道体系架构,对其工作流程进行梳理,并对该技术在我国的实际运用进行简要阐述。期望通过健全管理制度,运用现代科技手段,可以确保内河航道运行安全,逐步提高我国航运行业的经济效益和社会效益。

参考文献

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