长江智能航道研发与应用现状及展望.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,长江智能航道研发与应用现状及展望,1,2.,长江智能航道顶层设计与应用,3.,长江智能航道关键技术,汇报,提纲,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,国家战略,。,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,主骨架,，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,新要求,。,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,日新月异,，数字化、智能化日益崛起，将,延伸,至经济社会发展的每一个角落，长江航道是长江水运的,基础,，运用智能技术推进长江航道,发展转型,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,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,新型交通运输系统,是当前及今后交通运输发展的趋势，,数字化、智能化,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,人工管理,向,数字化服务,转型方面发挥了重要作用，为长江航道智能化发展奠定了,技术、实践基础,。,4,、长江航道信息化的发展基础,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（,Intelligent Waterway,）是指在,数字航道基础,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,航道规划科学化、建养智能化、管理现代化,，为水路运输高效、安全、节能提供,实时、精确、便捷的航道服务,。,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,总体架构,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,全面感知,：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,广泛互联,：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,深度融合,：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,智能应用,：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,机制完善,：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,业务模型,：,构建了“,服务域,-,业务过程,-,业务活动,”三级层次结构的航道业务模型，划分为,7,个服务域，,25,项服务，,50,项子服务，,421,项业务活动,数据模型,：创立了,航道业务数据模型及数据元素识别方法,，抽象出,11,类数据,、,1609,个业务数据项,，制定,航道要素编码,，形成内河航道数据模型,传输模型,：,提出了多层次、全天候、无缝连接、信息安全,广域通信网络总体框架,职能域,创建数据元素的业务活动,产生的数据项,行政管理,46,265,航道建设,106,474,航道维护,164,563,船舶机务,105,307,合计,421,1609,成果应用：广泛应用于,交通运输部内河航道管理与养护发展决策、,长江航道局“十三五”期,信息化建设规划,以及,智能航道示范工程建设,。,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,现代信息技术应用与航道服务业务融合、航道服务业务与航运业务融合,的角度，构建长江智能航道技术体系，包括,航道变化监测与动态感知、航道智能融合与演变模拟、航道信息智能服务与综合应用,三个方面，,20,项,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,最为基础、最为重要,的航道要素，揭示了,自然演变,及,人类活动,双重影响下的长江干线航道水位,时空变化,规律。,提出了长江干线航道水位,感知点布设方法,，研制了基于物联网的水位感知装备，构建长江干线,航道水位短期预测技术体系,，实现了长江干线水位感知,由点到线、由线到面的时空重构,。,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,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：,长江干线航道水位站、长江电子航道图、外网服务门户,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,水流数学模型,，研发了,水流实时模拟系统,，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,水沙过程,的选择、,一、二维数学模型,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,基于数学模型预测预报,技术,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,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,总体框架,，数据,交换模式,，数据,交换承载协议,和通讯,数据格式,及,工作机制,，研制了长江航道数据,交互终端,。,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：,航道要素智能感知、航道数据资源管理、业务应用系统,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,大型化、标准化、信息化,下的导助航需求，编制了桥区航标与航道整治建筑物,行业标准,，研制了,太阳能一体化航标（灯）,，解决了,多功能航标成套技术,。,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,科技成果推广,项目，实现了太阳能一体化航标（灯）,产品化,生产，并广泛应用于,长江航道、西江航道及沿海航道,。,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,系统研究要素智能感知及传输技术，解决多源多态异构航道要素信息的融合处理，制定感知、融合系列标准和技术规范，研发航道要素智能感知和快速融合处理系统，实现长江电子航道图要素信息的快速采集和及时更新。,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,数据生产与服务标准体系,基础设施,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,综合性数字地图产品,，以及基于电子航道图所开发的,各类应用系统,。,2,、长江电子航道图系统研发历程,1.0,版,航道要素,数字化,2009,年,2012,年,2.0,版,航道要素,功能化,2013,年,3.0,版,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,这些实测与预测的航道条件信息有助于船舶充分利用航道资源，选择经济航路，减少运输能耗，降低运输成本，促进节能减排。,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,这些信息可为用户设计航线，编制航次计划，合理安排船舶配载等提供决策参考,。,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,大雾区域，,可视距离,480,米,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,AIS,目标,雷达扫描跟踪目标,雷达扫描与,AIS,融合目标,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,控制河段,上行指令,与信号旗同步,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,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,大范围、快速、一体化,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,多维、高精度、仿真,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,中短期预测预报,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,数据库存储管理,多用户编辑,电子航道图产品定制,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,生产、更新、发布、服务、显示、应用,等系列标准规范。,谢谢！,