第20卷 第10期 中 国 水 运 Vol.20 No.10 2020年 10月 China Water Transport October 2020 船闸通航调度系统框架设计 赵显峰，房延军 （交通运输部规划研究院，北京 100028） 摘 要：近年来，随着我国内河航道等级的不断提升和扩展，内河水路运输货运量的持续发展，地方船闸的建设也越来越多。本文旨在研究船闸通航调度系统，为缓解船闸通航压力，保障内河航运的通航秩序和通航效率提供技术支撑。 关键词：船闸；通航；调度 中图分类号：U691 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）10-0026-02 一、背景 2019年，交通运输经济运行总体平稳，投资规模高位运行，水路货运量实现较快增长，全年水路完成货运量74.7亿吨，同比增长6.3%。为了提升内河航运的通过能力，缓解船闸通航压力，建设船闸通航指挥调度管理的综合信息系统是很有必要的。通过系统的建设与实施，为科学、高效的利用好枢纽船闸航运设施，保障内河航运的通航秩序，促进船闸枢纽通航效率的提升是有重要意义的。 二、需求分析 1．船舶动态信息 船舶通过船闸通航调度系统需要按照预先制定的调度计划有序进行，要制定船舶调度计划首先需要掌握船舶的动态以及船舶报到等相关信息，因此调度系统需通过统一的数据访问平台，按照相关的协议标准实时动态接收船舶位置信息，并通过访问船舶基础信息库，对相关船舶类型进行判定，将符合通过调度系统要求的船舶放入待调度队列中等待调度。 2．船舶申报安检 当船舶进入待闸区域时，海事安检部门可以根据来船情况逐一对船舶进行安检，核实船舶申报的真实性、核实船舶真实性等。如果船舶属于诚信企业或诚信船舶，且属于已安检过船舶（其他航段安检），可适当采取抽查方式进行安检。 3．制定调度计划 系统针对已经进入待调度队列的船舶、根据锚地或待闸区使用、调度系统运行状态等实际情况，结合船舶类别信息以及相关通航调度规则等约束条件，实现自动生成调度系统调度计划，并将调度计划信息通过统一数据访问平台发送至船闸调度，以便船闸进行相应的计划编制及调整。 4．船舶通过记录 系统通过统一的数据访问平台接收来自船闸调度系统反馈信息，当船舶通过调度系统后实现对船舶通过信息的记录，然后对于已通过调度系统船舶的记录能够通过统一的数据访问平台发送至船闸调度，同时需实现针对船舶类型、货种、流向、调度系统运行次数等进行多维度的统计分析。 收稿日期：2020-04-03 作者简介：赵显峰，交通运输部规划研究院。 图1 物理架构 三、框架设计 1．系统要求 系统应在对相关重要通航设施建模的基础上，分析各枢纽通航的业务需求，构建科学的调度算法，实现以智能化过坝计划生成为核心，囊括远程申报、申报安检、计划管理、违章管理、信息发布、统计分析、基础信息管理、日志管理、权限管理、联合调度等业务功能，并依托AIS系统、手机终端系统、公众服务门户网站等建设，解决船舶定位与过坝申报、船岸通信和信息发布问题，为实现航运调度管理的整体优化提供信息化支撑。 2．物理架构 船闸通航调度系统具有应用地域范围较大、整合系统较多、涉及部门较大、用户角色较为复杂等特点。因此，必须选择能够满足多枢纽多建设单位等调度特点的物理框架。考虑到B/S模式较之于C/S模式，具备部署灵活、升级成本低、易于维护、可扩展性好、便于集成等优点，且B/S模式在传输效率、用户体验等方面取得了长足的进展，适用于船闸调度系统的具体特点，拟用B/S模式作为本项目的主体物理架构，具体物理结构参见图1。 第10期 赵显峰等：船闸通航调度系统框架设计 27 3．逻辑架构 （1）表示层 表示层直接面向用户，为用户提供功能操作接口，主要采用B/S模式实现。为了降低系统带宽浪费，增强系统用户体验，对表示层重要数据获取采用异步数据传输实现。 （2）业务管理层 业务管理层主要通过流程图、状态图等方式描述、定义信息管理系统中业务所具有的行为及其相关属性，并依靠统一的业务描述语言，整合、封装业务逻辑。 （3）实体功能层 实体功能层面向系统设计员，用于封装业务无关独立功能块。通过对业务层所描述业务的分析，将业务细分为一系列的功能块，通过功能块的组合实现业务操作。 （4）数据访问层 数据访问层实现系统内所有负责数据库的访问功能。该层是系统持久化的唯一通道，还应负责新产生数据的保存、更新、删除等工作。 （5）数据存储层 数据存储层为系统提供安全、稳定的数据存储、查询保障，主要依靠数据库管理系统进行实现。 图2 逻辑架构 4．软件功能 （1）远程申报 船舶过闸申报过程中必须根据其起始港、目的港、过闸方式、申报过闸时间、申报尺寸等信息进行差异性校核，有利于规范过闸申报，减少由于错误报闸引起的计划调整及降低过闸闸室面积利用率。 （2）申报安检 安检主要针对船舶过闸申报信息进行核实，核实申报数据准确性、核实船舶是否超载、是否影响通航。申报安检主要根据实际需求通过多种选择（如：指定船舶安检、抽查船舶、自动筛选船舶）进行安全检查。 （3）计划管理 系统提供涵盖各枢纽调度基础条件初始化、计划自动生成、查询与导出等功能。各枢纽调度指挥室通过调度计划并下发至各枢纽船闸运行中心，各船闸运行中心根据过坝计划顺序执行，快速安排船舶过闸。 （4）违章管理 系统提供对船舶过坝过程中违章行为及其处理结果的记录、查询、修改等管理功能。违章管理应提供黑名单管理功能，与过坝申报、调度计划生成、调度管理进行联动，与船检登记系统进行数据共享。 （5）信息发布 系统面向社会公众和上级航运主管机关，提供基于手机APP终端发布、互联网发布多种调度计划和调度记录的发布功能。 （6）统计分析 系统应以调度计划和过坝记录为主要数据源，基于图表形式，提供针对船舶类型、客货运、船闸运行次数等多维度的统计分析功能，并对航运信息进行分析加工处理，提供高效、便捷的航运统计信息服务。 （7）基础信息 系统针对一旦被设定在相对较长的时间内不会变动并且在各功能模块中将被频繁使用的基础信息，提供增加、修改、删除、查询等功能。 （8）日志管理 系统针对计划制定、调度实际、接口日志、过坝申报等重要操作的操作日志自动记录和查询管理功能。为了确保系统操作的可溯性，操作日志不允许修改和删除。 （9）权限管理 按航运调度指挥部门具体工作分工及其权责，通过系统对人员分级授权，使得每个用户都只能进行其相应权责范围内的操作，在应用级别上保证了数据的安全性。 （10）联合调度 联合调度主要包含联合申报、联合安检、联合计划、联合违章管理、联合规章制度。通过联合申报、联合安检、联合计划、联合违章管理、联合执法实现通航统一管控、有效调度船舶快速通过各枢纽，实现多梯级枢纽联合调度运行，确保船舶安全通航。 四、建议 （1）数据集成 由于船闸通航调度系统与AIS系统、船检登记系统、公众服务门户网站、手机终端等多个系统存在工程接口，因此在实施的过程中，要协调相关系统实现数据的接入和集成。 （2）规章制度 船闸通航有关管理制度必须与系统建设同步出台，通过管理与技术手段配套执行，规范过闸船舶航行，提高船舶通行效率，确保船舶航行安全。 参考文献 [1] 陈明辉，盛黎.苏北运河船闸智能排档调度研究及应用[J].中国水运（下半月），2016，（04）. [2] 钱江，张桂荣，何平等.高港船闸智能化调度管理系统的设计与研制[J].中国水运（下半月），2018，（11）. [3] 余锦超.基于AIS的船闸调度关键技术在清远水利枢纽中的应用[J].航海技术，2017，（04）.