長(zhǎng)江智能航道研發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀和展望專題培訓(xùn)課件

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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,長(zhǎng)江智能航道研發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀和展望,2.,長(zhǎng)江智能航道頂層設(shè)計(jì)與應(yīng)用,3.,長(zhǎng)江智能航道關(guān)鍵技術(shù),匯報(bào),提綱,1.,長(zhǎng)江智能航道提出背景,4.,長(zhǎng)江電子航道圖研發(fā)與應(yīng)用,5.,長(zhǎng)江智能航道研發(fā)展望,一、長(zhǎng)江智能航道提出背景,長(zhǎng)江航道的戰(zhàn)略地位與作用,長(zhǎng)江航道信息化的發(fā)展需求,長(zhǎng)江航道信息化的發(fā)展趨勢(shì),長(zhǎng)江航道信息化的發(fā)展基礎(chǔ),1,、長(zhǎng)江航道的戰(zhàn)略地位與作用,依托黃金水道，建設(shè)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶已上升為,國(guó)家戰(zhàn)略,。,李克強(qiáng)總理在長(zhǎng)江

2、進(jìn)行實(shí)地考察,習(xí)總書(shū)記視察武漢新港,楊部長(zhǎng)出席水運(yùn)發(fā)展協(xié)調(diào)大會(huì),張德江委員長(zhǎng)視察長(zhǎng)江航道,武漢,宜昌,瀏河口,宜賓,中游,山區(qū)河段,樞紐河段,平原河段,潮汐河段,長(zhǎng)江干線航道是沿江綜合立體交通走廊的,主骨架,，建設(shè)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶對(duì)進(jìn)一步提高長(zhǎng)江航道通過(guò)能力，提升長(zhǎng)江航道服務(wù)水平提出了,新要求,。,長(zhǎng)江干線航道示意圖,上游,下游,2,、長(zhǎng)江航道信息化的發(fā)展需求,數(shù)字,地球,數(shù)字,航道,智慧,地球,數(shù)字,城市,智慧,城市,？,現(xiàn)代信息技術(shù),日新月異,，數(shù)字化、智能化日益崛起，將,延伸,至經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的每一個(gè)角落，長(zhǎng)江航道是長(zhǎng)江水運(yùn)的,基礎(chǔ),，運(yùn)用智能技術(shù)推進(jìn)長(zhǎng)江航道,發(fā)展轉(zhuǎn)型,勢(shì)在必行,。,2,、長(zhǎng)江

3、航道信息化的發(fā)展需求,公路,鐵路,航空,航道,利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)，形成信息化、自動(dòng)化、智能化的,新型交通運(yùn)輸系統(tǒng),是當(dāng)前及今后交通運(yùn)輸發(fā)展的趨勢(shì)，,數(shù)字化、智能化,也是長(zhǎng)江航道信息化發(fā)展必然的發(fā)展趨勢(shì)。,3,、長(zhǎng)江航道信息化的發(fā)展趨勢(shì),長(zhǎng)江數(shù)字航道技術(shù)研究和工程應(yīng)用在推動(dòng)長(zhǎng)江航道由傳統(tǒng)的,人工管理,向,數(shù)字化服務(wù),轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮了重要作用，為長(zhǎng)江航道智能化發(fā)展奠定了,技術(shù)、實(shí)踐基礎(chǔ),。,4,、長(zhǎng)江航道信息化的發(fā)展基礎(chǔ),航道信息服務(wù),通信傳輸網(wǎng)絡(luò),日常業(yè)務(wù)管理,航道維護(hù)管理,二、長(zhǎng)江智能航道頂層設(shè)計(jì)與應(yīng)用,長(zhǎng)江智能航道的概念,長(zhǎng)江智能航道的總體架構(gòu),長(zhǎng)江智能航道的內(nèi)涵,長(zhǎng)江智能航道的

4、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、傳輸模型,長(zhǎng)江智能航道頂層設(shè)計(jì)的應(yīng)用,1,、長(zhǎng)江智能航道的概念,長(zhǎng)江智能航道（,Intelligent Waterway,）是指在,數(shù)字航道基礎(chǔ),上，利用智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)控制、人工智能等技術(shù)，自動(dòng)獲取航道系統(tǒng)要素信息，通過(guò)融合處理與深度挖掘，實(shí)現(xiàn),航道規(guī)劃科學(xué)化、建養(yǎng)智能化、管理現(xiàn)代化,，為水路運(yùn)輸高效、安全、節(jié)能提供,實(shí)時(shí)、精確、便捷的航道服務(wù),。,智慧,地球,智慧,城市,智能,交通,智能,航運(yùn),智能,航道,數(shù)字,航道,2,、長(zhǎng)江智能航道的總體框架,運(yùn)用自頂向下分析方法對(duì)長(zhǎng)江智能航道,總體架構(gòu),進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。,航道,與船舶感知層,數(shù)據(jù)傳輸與融合層,航道,服務(wù)與應(yīng)用層,全方

5、位的數(shù)據(jù)感知,橋梁凈空監(jiān)測(cè),信息匯總平臺(tái),水下信息采集,水位信息采集,氣象信息采集,信息獲取,質(zhì)量監(jiān)控,衛(wèi)星通信,航標(biāo)燈,（集成流速儀）,岸邊流速,采集設(shè)備,全面感知,：應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)和機(jī)器人等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶動(dòng)、靜態(tài)信息、通航環(huán)境信息的全面實(shí)時(shí)感知,。,3,、長(zhǎng)江智能航道的內(nèi)涵,廣泛互聯(lián),：建立和完善船,-,標(biāo),-,岸一體化航道要素傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。,3,、長(zhǎng)江智能航道的內(nèi)涵,深度融合,：整合信息資源，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理、智能數(shù)據(jù)分析，提升信息資源的深度開(kāi)發(fā)與綜合利用水平，促進(jìn)信息技術(shù)與航道管理及服務(wù)的深度融合,。,3,、長(zhǎng)江智能航道的內(nèi)涵,智能應(yīng)用,：以長(zhǎng)江航道業(yè)務(wù)對(duì)

6、象為核心，以管理職能和流程為主線，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江航道內(nèi)、外部用戶管理和服務(wù)的按需定制和長(zhǎng)江航道維護(hù)作業(yè)的智能控制。,3,、長(zhǎng)江智能航道的內(nèi)涵,機(jī)制完善,：建立適應(yīng)長(zhǎng)江智能航道維護(hù)、管理、服務(wù)所需的標(biāo)準(zhǔn)體系及運(yùn)行機(jī)制。,3,、長(zhǎng)江智能航道的內(nèi)涵,4,、長(zhǎng)江智能航道業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、傳輸模型,業(yè)務(wù)模型,：,構(gòu)建了“,服務(wù)域,-,業(yè)務(wù)過(guò)程,-,業(yè)務(wù)活動(dòng),”三級(jí)層次結(jié)構(gòu)的航道業(yè)務(wù)模型，劃分為,7,個(gè)服務(wù)域，,25,項(xiàng)服務(wù)，,50,項(xiàng)子服務(wù)，,421,項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng),數(shù)據(jù)模型,：創(chuàng)立了,航道業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)元素識(shí)別方法,，抽象出,11,類數(shù)據(jù),、,1609,個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)項(xiàng),，制定,航道要素編碼,，形成內(nèi)河航道數(shù)據(jù)模型,

7、傳輸模型,：,提出了多層次、全天候、無(wú)縫連接、信息安全,廣域通信網(wǎng)絡(luò)總體框架,職能域,創(chuàng)建數(shù)據(jù)元素的業(yè)務(wù)活動(dòng),產(chǎn)生的數(shù)據(jù)項(xiàng),行政管理,46,265,航道建設(shè),106,474,航道維護(hù),164,563,船舶機(jī)務(wù),105,307,合計(jì),421,1609,成果應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于,交通運(yùn)輸部?jī)?nèi)河航道管理與養(yǎng)護(hù)發(fā)展決策、,長(zhǎng)江航道局“十三五”期,信息化建設(shè)規(guī)劃,以及,智能航道示范工程建設(shè),。,5,、長(zhǎng)江智能航道頂層設(shè)計(jì)的應(yīng)用,三、長(zhǎng)江智能航道關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江智能航道的關(guān)鍵技術(shù)體系,長(zhǎng)江干線航道沿程水位感知與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江干線航道條件的模擬與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江干線航道數(shù)據(jù)交互關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江干線航道

8、智能導(dǎo)助航關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江航道要素智能感知與融合技術(shù),1,、長(zhǎng)江智能航道的關(guān)鍵技術(shù)體系及支撐關(guān)系,從,現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用與航道服務(wù)業(yè)務(wù)融合、航道服務(wù)業(yè)務(wù)與航運(yùn)業(yè)務(wù)融合,的角度，構(gòu)建長(zhǎng)江智能航道技術(shù)體系，包括,航道變化監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)感知、航道智能融合與演變模擬、航道信息智能服務(wù)與綜合應(yīng)用,三個(gè)方面，,20,項(xiàng),關(guān)鍵技術(shù)。,提供豐富的、實(shí)時(shí)的航道數(shù)據(jù)源。,提供多時(shí)空尺度、完整的航道數(shù)據(jù)資源，支撐各層級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸與交換。,提供全方位、實(shí)時(shí)、精確、便捷、可定制航道信息服務(wù)及多種應(yīng)用。,2,、長(zhǎng)江干線航道沿程水位感知與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),岷江入?yún)R,沱江入?yún)R,嘉陵江入?yún)R,漢江匯合,洞庭湖聯(lián)動(dòng),鄱陽(yáng)湖聯(lián)動(dòng),梯級(jí)樞紐調(diào)

9、度,流域降水,航道水位是,最為基礎(chǔ)、最為重要,的航道要素，揭示了,自然演變,及,人類活動(dòng),雙重影響下的長(zhǎng)江干線航道水位,時(shí)空變化,規(guī)律。,提出了長(zhǎng)江干線航道水位,感知點(diǎn)布設(shè)方法,，研制了基于物聯(lián)網(wǎng)的水位感知裝備，構(gòu)建長(zhǎng)江干線,航道水位短期預(yù)測(cè)技術(shù)體系,，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)江干線水位感知,由點(diǎn)到線、由線到面的時(shí)空重構(gòu),。,水位感知點(diǎn)數(shù)目與水面線誤差關(guān)系圖,水位感知點(diǎn)平均間距與水面線誤差關(guān)系圖,長(zhǎng)江干線航道水位模擬預(yù)測(cè)技術(shù)體系,“線水位”預(yù)測(cè)成果圖,“面水位”預(yù)測(cè)成果圖,航道水位遙測(cè)終端,2,、長(zhǎng)江干線航道沿程水位感知與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江干線水位（潮位）預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)水位預(yù)測(cè)界面,基于船舶終端的短期預(yù)測(cè)服

10、務(wù),基于公共服務(wù)平臺(tái)的短期預(yù)測(cè)服務(wù),基于外網(wǎng)門戶的短期預(yù)測(cè)服務(wù),水位感知點(diǎn)布設(shè)與水位采集,成果應(yīng)用：,長(zhǎng)江干線航道水位站、長(zhǎng)江電子航道圖、外網(wǎng)服務(wù)門戶,等設(shè)計(jì)與建設(shè)。,2,、長(zhǎng)江干線航道沿程水位感知與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),3,、長(zhǎng)江干線航道條件的模擬與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),初步建立了長(zhǎng)江干線重點(diǎn)河段的,水流數(shù)學(xué)模型,，研發(fā)了,水流實(shí)時(shí)模擬系統(tǒng),，開(kāi)展了航道水流條件模擬。,航道水流模擬,三維顯示,模塊,航道水流模擬計(jì)算,分析航道內(nèi)水流條件及洲灘形態(tài)變化,測(cè)量分析,航路分析,電子行道圖水流實(shí)時(shí)模擬信息發(fā)布,航路規(guī)劃及船舶航行預(yù)警,電子航道圖船舶運(yùn)行信息采集,3,、長(zhǎng)江干線航道條件的模擬與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù),

11、二維模型計(jì)算,三維地形仿真,通過(guò)對(duì),典型,水沙過(guò)程,的選擇、,一、二維數(shù)學(xué)模型,等研究成果,的集成整合，完成枯水礙航預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，形成,基于數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),技術(shù),的操作,系統(tǒng)。,航道條件預(yù)測(cè),4,、長(zhǎng)江干線航道數(shù)據(jù)交互關(guān)鍵技術(shù),長(zhǎng)江航道數(shù)據(jù)交換總體框架,管理流,業(yè)務(wù)流并行模式,管理流,業(yè)務(wù)流分離模式,長(zhǎng)江航道外場(chǎng)采集終端技術(shù)要求,長(zhǎng)江航道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信息傳輸流程及格式技術(shù)要求,長(zhǎng)江航道數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)信息傳輸流程及格式技術(shù)要求,船載交互設(shè)備,針對(duì)長(zhǎng)江航道數(shù)據(jù)采集、管理、服務(wù)三個(gè)環(huán)節(jié)交互問(wèn)題，提出了長(zhǎng)江航道數(shù)據(jù)交換,總體框架,，數(shù)據(jù),交換模式,，數(shù)據(jù),交換承載協(xié)議,和通訊,數(shù)據(jù)格式,及,工作

12、機(jī)制,，研制了長(zhǎng)江航道數(shù)據(jù),交互終端,。,航道水位采集系統(tǒng),可視距離采集系統(tǒng),長(zhǎng)江智能航道交互,體系結(jié)構(gòu),實(shí)體航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng),航標(biāo)遙測(cè)遙控終端,成果應(yīng)用：,航道要素智能感知、航道數(shù)據(jù)資源管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),等設(shè)計(jì)與建設(shè)。,4,、長(zhǎng)江干線航道數(shù)據(jù)交互關(guān)鍵技術(shù),針對(duì)航運(yùn)船舶,大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化,下的導(dǎo)助航需求，編制了橋區(qū)航標(biāo)與航道整治建筑物,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，研制了,太陽(yáng)能一體化航標(biāo)（燈）,，解決了,多功能航標(biāo)成套技術(shù),。,5,、長(zhǎng)江干線航道智能導(dǎo)助航關(guān)鍵技術(shù),太陽(yáng)能一體化航標(biāo)（燈）,多功能航標(biāo)及管理系統(tǒng),成果應(yīng)用：開(kāi)展了交通運(yùn)輸部,科技成果推廣,項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能一體化航標(biāo)（燈）,產(chǎn)品化,生產(chǎn)，并廣

13、泛應(yīng)用于,長(zhǎng)江航道、西江航道及沿海航道,。,太陽(yáng)能一體化航標(biāo)（燈）生產(chǎn)與應(yīng)用,5,、長(zhǎng)江干線航道智能導(dǎo)助航關(guān)鍵技術(shù),航道整治建筑物標(biāo)志,6,、長(zhǎng)江航道要素智能感知與融合技術(shù),交通運(yùn)輸部,2013,年信息化重大專項(xiàng)：,長(zhǎng)江航道要素智能感知與融合技術(shù)研究及綜合應(yīng)用,課題一：航道要素智能感知及傳輸技術(shù),課題二：航道要素信息智能融合技術(shù),課題四：綜合服務(wù)與應(yīng)用,課題三：航道要素感知與應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),傳 輸,智 能 技 術(shù),系統(tǒng)研究要素智能感知及傳輸技術(shù)，解決多源多態(tài)異構(gòu)航道要素信息的融合處理，制定感知、融合系列標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，研發(fā)航道要素智能感知和快速融合處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江電子航道圖要素信息的快速采集和

14、及時(shí)更新。,四、長(zhǎng)江電子航道圖研發(fā)與應(yīng)用,長(zhǎng)江電子航道圖的概念與框架,長(zhǎng)江電子航道圖的研發(fā)歷程,長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的主要功能,長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的應(yīng)用,數(shù)據(jù)生產(chǎn)與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系,基礎(chǔ)設(shè)施,1,、長(zhǎng)江電子航道圖概念與總體框架,用數(shù)字化的形式直觀準(zhǔn)確地展現(xiàn)長(zhǎng)江航道及兩岸地物要素的，既符合國(guó)際相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，又突出長(zhǎng)江特色的,綜合性數(shù)字地圖產(chǎn)品,，以及基于電子航道圖所開(kāi)發(fā)的,各類應(yīng)用系統(tǒng),。,2,、長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)研發(fā)歷程,1.0,版,航道要素,數(shù)字化,2009,年,2012,年,2.0,版,航道要素,功能化,2013,年,3.0,版,功能服務(wù)多樣化,電子航道圖系統(tǒng)研發(fā)歷程,3,、長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的

15、主要功能,把長(zhǎng)江最大可利用的航道資源展現(xiàn)給了用戶,這些實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)的航道條件信息有助于船舶充分利用航道資源，選擇經(jīng)濟(jì)航路，減少運(yùn)輸能耗，降低運(yùn)輸成本，促進(jìn)節(jié)能減排。,3,、長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的主要功能,航道短期水位預(yù)測(cè)與應(yīng)用功能,這些信息可為用戶設(shè)計(jì)航線，編制航次計(jì)劃，合理安排船舶配載等提供決策參考,。,實(shí)時(shí)實(shí)測(cè)水位,7,天預(yù)測(cè)水位,3,、長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的主要功能,山區(qū)及重點(diǎn)河段可視距離信息顯示與應(yīng)用,大霧區(qū)域，,可視距離,480,米,主要作用,實(shí)時(shí)顯示霧情和可視距離，為船舶安全航行提供保障,。,3,、長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的主要功能,數(shù)字雷達(dá)掃描信息集成應(yīng)用,以圖形化方式，直觀顯示數(shù)字雷達(dá)掃描

16、到的礙航物信息,數(shù)字雷達(dá)掃描信息與,AIS,目標(biāo)進(jìn)行融合疊加,AIS,目標(biāo),雷達(dá)掃描跟蹤目標(biāo),雷達(dá)掃描與,AIS,融合目標(biāo),3,、長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的主要功能,控制河段智能通行指揮以及通行信號(hào)顯示與應(yīng)用,控制河段,上行指令,與信號(hào)旗同步,4,、長(zhǎng)江電子航道圖的應(yīng)用,船舶導(dǎo)助航服務(wù),海事電子巡航,水上指揮調(diào)度,航道養(yǎng)護(hù)管理,成果應(yīng)用：長(zhǎng)江電子航道圖廣泛服務(wù)于長(zhǎng)江涉水行業(yè)應(yīng)用,五、長(zhǎng)江智能航道研發(fā)展望,全航道要素大范圍、快速、一體化感知技術(shù),航道條件仿真模擬研判技術(shù),航道條件預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù),內(nèi)河電子航道圖系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,1,、全航道要素大范圍、快速、一體化感知技術(shù),突破洲灘岸線、水深、河床地形等航道要素,大范圍、快速、一體化,感知技術(shù)。,低空無(wú)人遙感遙測(cè),接觸式無(wú)人多要素快速測(cè)量,高清衛(wèi)星遙感遙測(cè),基于在航船舶動(dòng)態(tài)的航道要素感知,航道整治建筑物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與在線診斷,控制河段交通流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制,2,、航道條件仿真模擬研判技術(shù),全面突破航道尺度、水流、河床、整治建筑物等,多維、高精度、仿真,模擬研判技術(shù)。,河床地形建模與模擬,航道尺度建模與模擬,航道橫斷面、縱剖面流場(chǎng)建模與模擬,航道可視化建模