長江電子航道圖

整體介紹編輯

長江電子航道圖是指利用計算機、地理信息等技術,將長江航道各要素信息按照《長江電子航道圖製作規範》[1][6-7]進行技術處理,製作而成的標準化、數位化的專題地圖。[8]
長江電子航道圖系統由生產編輯系統、公共服務平台和套用系統組成。其中,生產編輯系統以空間地理信息資料庫為核心,整合長江全線航標、水深、礙航物等航道基礎地理信息數據,實現了長江電子航道圖數據的快速製作和更新;公共服務平台採用WebService等開放式標準協定,按照面向服務架構(SOA)的理念,將長江電子航道圖的數據製作方、數據使用方和數據管理方集成於一體,通過網路向管理單位、航運企業和社會公眾提供長江電子航道圖的服務、更新與運行管理;套用系統主要指為長江航行船舶量身打造的一套終端軟、硬體系統,該系統通過與G PS系統、AIS系統、雷達系統等多系統相融合,為船舶用戶提供形象、直觀、高效、精確的導航、助航功能和便捷的通信功能[9]。
長江電子航道圖系統是長江航道信息化建設的基礎,是“數字航道”和“智慧型航道”的核心和關鍵,對全面提升航道的公共服務能力和水平,促進航運管理的轉型升級具有重大的作用和意義[10] 。

套用領域

一、生態環保

●長江電子航道圖系統相關功能有助於最大限度利用航道的“水深、水面、水流”。“水深”指航道深度,“水 面”指航道寬度,“水流”指水的流速。“水深、水面、水流”的最大限度利用可以從根本上提升長江航道服務於沿江經濟社會發展的質量[11],同時最大限度利用航道自然尺度,有利於提高航道通過能力,減少或避免對航道生態的破壞[12]。
●航行船舶可以最大限度利用長江電子航道圖系統標示的航道水深,提升單船配載量;通過流速顯示功能,選擇適航的水流航行,有效減少燃料消耗,實現節能減排[13]。
●環保部門可基於電子航道圖開發相關的業務套用系統,有效保護長江水生態環境。

二、輔助決策

●航運企業可通過長江電子航道圖系統中7天水位預測預報功能,結合貨源、船舶噸位以及營運周期等因素,可以合理安排船舶裝載,極大提升營運效率[14]。
●港口、碼頭等管理單位可通過長江電子航道圖系統準確掌握與長江幹線航道之間河段的尺度信息,採取有效措施對船舶進出港和靠離碼頭進行合理安排,從而提高港口的裝卸效率和經濟效益。
●造船行業可通過對長江電子航道圖系統提供的各類信息進行認真分析,適時調整造船輔助決策[15]。
●港口單位通過對長江電子航道圖系統提供的各類信息進行綜合分析,對港口、碼頭的選址、建設噸位等進行更加科學合理的選擇,也有助於港口、碼頭建成後效益的發揮。
●軍交運輸部門以長江電子航道圖系統為基礎,合理進行水上軍事運輸安排,有助於更加靈活、主動地安排軍用裝備運輸、新老兵運輸等任務。
●長江物流企業可利用長江電子航道圖系統提供的相關信息進行物資運輸輔助決策[16]。

三、監控管理[17]

●海事部門可利用長江電子航道圖系統實現電子巡航,強化對重點船舶如危化品船的實時監管,對於船舶執行航行規則等情況也可以從圖上得知並進行管理。
●公安部門可以長江電子航道圖系統為基礎,結合水上治安監管工作實際,實現水上船舶治安秩序監管的電子化。
●航運管理部門可通過長江電子航道圖系統為船舶提供物流信息服務,也可以對重點船舶運行狀態進行監管。
●水利部門可要求采砂船配備GPS或北斗導航等設備,並在長江電子航道圖系統基礎上進行開發,實現遠程對采砂船的監管,也有利於有的放矢開展打擊非法采砂執法行動;還可通過長江電子航道圖系統提供的水深尺度等信息對水位變化情況進行實時了解,便於安排防汛工作。
●漁業部門可要求漁船配備GPS或北斗導航等設備,並以長江電子航道圖系統為基礎開發新的系統,實現遠程對漁船情況的實時監管,特別是禁漁期漁船的監管工作。

功能介紹

長江電子航道圖系統具有AIS信號顯示、本船信息顯示、測深儀信息顯示、航道圖顯示查詢、航道圖更新、網路服務檢索、計畫維護水深顯示、安全航行預警、航線設計、虛擬航標顯示套用、手工標繪、日誌記錄、當日水位及未來7天水位預測顯示、不同水深航道顯示、碼頭前沿水深顯示、主緩流信息套用等功能[18]。
(1)AIS信號顯示功能:在接入船舶AIS信號後,可在電子航道圖上顯示周邊船舶位置[19],並可查詢這些船舶相關信息[16]。
(2)本船信息顯示功能:可自動接入定位系統的定位信息,並在電子航道圖上顯示定位信號接入狀態及本船位置(所在航道里程、水道)、航向、航速等狀態信息,可通過箭頭方向和長度實時反映船舶航行狀況的變化[20]。
(3)測深儀信息顯示功能:可接入本船上安裝的測深儀的測深數據,在電子航道圖上顯示實時測量水深[16]。
(4)航道圖顯示查詢功能:可對船用終端上顯示的電子航道圖進行距離、方位的量算;通過將航道里程與地名對照,實現通過里程或地名查詢進行圖上快速定位;具有靈活的物標查詢方式,顯示物標屬性[16]。
(5)航道圖更新功能:通過網路服務獲取圖幅列表信息,可自動檢測並下載新的航道圖,也可根據需要選擇圖幅進行下載[16]。
(6)網路服務檢索功能:通過網路獲取公共服務平台發布的多種助航信息,包括月度維護水深、航道通告、安全預警、最新航標信息、天氣查詢及顯示等[16]。
(7)計畫維護水深顯示功能:通過網路自動獲取計畫維護水深的航道邊界線,並在電子航道圖上顯示[16]。
(8)安全航行預警功能:用戶根據自己的需求輸入安全報警距離後,可對安全報警距離內所遇的淺區、不良流態、橋樑淨空高度、控制河段、逆向航行、接近(駛離)航道、穿越安全等深線、危險物避讓、航標避讓、錨地、警戒區等進行語音自動報警[16]。
(9)航線設計功能:可編輯、調用和刪除航線,建立簡單的航線庫[16]。
(10)虛擬航標顯示套用功能:可實時獲取航道公共服務平台發布的虛擬航標信息,並可在電子航道圖上顯示[21-22]。
(11)手工標繪功能:可根據用戶的需要,在電子航道圖上新建、修改、移動和刪除物標,並可按類型、時間查找手工標繪的物標。
(12)日誌記錄功能:可記錄電子航道圖操作日誌,並可進行相關查詢[23]。
(13)當日水位及未來7天水位預測顯示功能:可查詢並顯示各水位站當日水位及未來7天預測水位值[24]。
(14)不同水深航道顯示功能:當用戶輸入所需的可航水深值,系統會根據當日水位及未來7天預測水位值,自動計算並在電子航道圖上靈活顯示當天及未來七天滿足輸入可航水深值的航行區域[24-25]。
(15)碼頭前沿水深顯示功能:當船舶行駛到碼頭前沿一定區域時,系統可自動切換並顯示碼頭前沿水域的局部水下地形擴大圖[24]。
(16)主緩流信息套用功能:可顯示主、緩流流速信息。[26]

研發歷程

長江電子航道圖系統的研發採用“需求引導、總體規劃、分步實施、逐步完善”的原則,系統的研發經歷了長江電子航道圖1.0版系統、2.0版系統和3.0版系統[24]。

(1)長江電子航道圖(1.0版)系統[8]

長江電子航道圖(1.0版)製作主要遵循國際海事組織制定的IHOS-57電子海圖技術標準,並參考了《長江電子航道圖製作規範[28]》及《水運工程測量規範》等行業標準,產品符合IHOS-57產品規範、IHOS-58電子海圖驗證檢查推薦標準。
1.0版電子航道圖可提供相對簡單的助航服務功能,屬於傳統紙質航行參考圖的數位化,但在數據更新、數據保密、數據發布等方面還未進行深入研究,不能很好的滿足社會各界對長江電子航道圖數據服務的迫切需求。

(2)長江電子航道圖(2.0版)系統[12]

為滿足航行船舶、港行企業和航道支持保障系統單位對電子航道圖數據及航道信息服務的迫切需求,長江航道局於2010年9月開展了長江電子航道圖(2.0版)系統建設工作。
長江電子航道圖(2.0版)系統是一套先進的、擁有自主智慧財產權的電子航道圖生產、服務與套用系統。系統建設通過建立通信網路平台,開發軟體系統,實現整個系統的研發與集成。系統以資料庫為核心,通過整合長江全線航道基礎地理信息數據、航標數據、水位數據、航道實際維護尺度數據等,實現航道地理信息數據的統一管理。通過開發電子航道圖生產編輯系統軟體,實現符合《長江電子航道圖製作規範》數據的快速生產與更新。在此基礎上,搭建長江電子航道圖公共服務平台,為用戶提供電子航道圖更新數據下載、最新的航標更新數據[30]、水位信息及最新航道實際維護尺度等信息,輔助用戶安全航行,以提高長江航道的通航能力。2.0版電子航道圖初步實現了航道要素功能化。
2012年10月1日,電子航道圖(2.0版)系統面向社會全面試運行 [31]。

(3)長江電子航道圖(3.0版)系統[32][22-23]

為滿足用戶更高的需求,長江航道局在長江電子航道圖(2.0版) 系統的基礎上[32],繼續拓展電子航道圖系統的套用服務能力,實現了流速信息顯示與套用、數字雷達掃描信息顯示與套用、可視距離信息顯示與套用等功能,為用戶提供更加豐富、實用的助航及管理服務[33-34]。3.0版電子航道圖初步探索了電子航道圖的智慧型化服務[23]
2015年1月1日,長江電子航道圖(3.0版)正式對社會推廣套用[23]。

獲獎情況

2010年度中國測繪學會頒發的優秀地圖作品裴秀獎金獎[35]
2013年度長江航務管理局科技獎特等獎[4][2]
2013年度ESRI公司年度特殊成就獎[36-37]
2015年度ESRI最佳套用獎[38]

技術創新

1、初步建立了長江電子航道圖系統的標準體系,結合長江特點對《長江電子航道圖製作規範》(JT/T765—2009)進行了修訂[28],並首次將其套用於實踐;
2、建立了完善的數據生產[39-40]、發布、服務及系統運行維護標準[41]體系[42][43-44]及規範[45];
3、建立了具有長江航道特色的數據模型,並實現了快速擴展[46];
4、實現了“數據採集——產品生產——數據發布——套用服務”的一體化流程[47];
5、建立了先進的航道信息推算及分析模型[23]。

標準規範

●《長江電子航道圖製作規範》(JT/T765-2009)
●《水運工程測量規範》[48]
●《長江電子航道圖生產系統資料庫標準》[42]
●《長江幹線電子航道圖公共服務平台標準》
●《長江電子航道圖數據預處理規範》
●《長江電子航道圖管理規定及維護規程》
●《長江電子航道圖系統建設工程質量檢驗標準》
●《長江電子航道圖系統維護技術規範》
●《長江電子航道圖套用服務管理辦法》
●《長江電子航道圖系統運行條件下航道維護管理規定(試行)》
●《長江電子航道圖系統運行條件下航道維護技術規範》

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