交通运输部南海航海保障中心汕头航标处广东汕头515041
摘要：航标是一种重要的助航设施，在航道中对船舶具有助航、引航和导航的作用，特别是在比较复杂的山区河流等航行区域，由于河床形势复杂，河道变迁频繁，维护航道航行安全除了进行必要的航道建设和整治之外，正确布置和配备航标也是不可缺少的重要手段，要保证内河船舶在航道中安全航行更是严重依赖于航标的正确设置和正常运转。因此，本文就航标位置准确性智能校核技术应用进行分析和探讨。
关键词：航标位置；智能校核技术；应用
1研究河段概况
研究河段为长江航道局辖区河段，系典型的山区航道，两岸山峦叠嶂，河道弯、窄、浅、险，且礁石密布，汛期水位涨落幅度大、流速变化大、流态十分紊乱，航道条件极其恶劣。三峡水利枢纽成库后，长江上游红花碛（上游航道里程720km）以下航道情况发生了显著变化，形成天然航道、变动回水区航道及常年库区航道相互并存、相互转化的三段式全新特征，其中常年库区（大坝至丰都段）航道条件明显改善，航道拓宽、流速减缓、水深增加；变动回水区（丰都至红花碛段）在175米蓄水稳定期（非汛期）航道条件有所改善，呈现为库区航道特征；而在三峡水库消落期和汛期，该河段又自上而下逐步恢复到蓄水前的天然航道状态，另外该河段受三峡水库调度的影响，成为季节性库区，改变了原有“洪淤枯冲”的自然河演规律，河床稳定性变差，出现深弘线摆动明显、泥沙累积性淤积现象加剧等不良现象，严重影响了船舶的通航安全；天然航道段（红花碛以上）受蓄水影响较小，依然保持天然状态，航道呈现弯曲、狭窄、礁石密布、浅区纵横等特征。
2航标位置准确性智能校核技术应用研究的必要性
航标遥测遥控技术的应用，可以及时监控航标的工作状态，同时发现航标是否发生了位置上的改变，并提供相应的报警。但是它并不能解决航标本身所处的位置及灯型是否合理和合规的问题。特别是三峡库区内，航道水位会由于涨、落水，库区水位调节等原因发生改变，从而导致航道航行区域随之做相应的改变，另外也有根据实际需要进行航标增减等，比如航道改造治理引起的航标变化等，这些情况下就要求航标管理部门及时根据水位信息调整航标的位置，保证航道安全。这些工作通常都是由基层航标管理人员来完成的，由于受工作态度、本身业务技能的限制，这些人员往往无法准确判断工作完成的质量，及其布置的航标位置是否合理、是否安全，目前解决这一问题的办法就是航标管理人员在进行航标位置调整过后，通过将航标的类型及航标新的位置人工上报给长江重庆航道局航道处来人工完成审核，以最终确定航标位置及类型的合法性。这一过程有以下三个缺陷：其一、时效性问题。显而易见上述工程中从航标移位或者增配完成到最终校核通过，中间会产生较长的时间滞后，如果航标位置和类型配备不对，期间的航行安全保障会出现一个真空期，容易导致航行安全事故发生；其二，由于航标校核是通过人工完成的，对本来人手就比较紧张的航道处来说，无疑会增加较大的负担；其三，航标校核要靠业务技能非常好的人员来完成，这类人员原本就比较紧张。如果校核人员业务技能不是非常熟悉，就很容易造成校核结果本身就不可靠，即便熟练人员也可能由于疏忽导致校核结果出现遗漏情况。基于以上三点原因，我们提出通过编制软件系统来自动完成航标位置的校核工作，可以有效避免上述三个方面的问题，进一步解放劳动力，提高航标管理效率和可靠性
3国内外航标位置准确性智能校核技术发展概况
将信息技术用于航标管理不是一个新的话题，早在90年代初英、法、美、日等航运大国就利用现代电子技术和通讯技术建立起了航标遥测遥控系统，为海运事业提供了高效服务，目前国外科学技术发达的国家已经实现了对航标的遥测遥控，其主要应用于航标灯器的监控、供电设备的自动控制，航标工作状态报警等方面。在本世纪初，国内也广泛开展了航标遥测遥控技术相关研究和进行了大量的工程应用并取得了较好的效果。航标遥测遥控系统主要用于监控航标是否处于正常工作状态，是否发生意外的位置飘移，但针对航标位置合法移动是否符合航标设置规定及航标设置是否合理方面的信息化研究目前还处于空白状态。
4航标位置准确性智能校核技术研究内容
4.1电子江图复核业务需求研究
为了保证本项研究工作具有针对性，最终形成的成果满足用户的需求，有必要对业务需求进行详细梳理，通过现场分析现有的人工航标复核操作流程和规则，形成业务需求分析报告。
4.2电子江图复核规则研究
本项研究主要是根据航标管理人员日常航标复核的流程，形成航标自动复核规则。这一过程必须尽可能考虑到航标复核中各种规则的完备性，不能出现遗漏现象导致降低复核结果可靠性。
4.3电子江图水深点水位计算方法研究
由于现有的电子江图的水深点是以高程的方式标注的，因此在具体应用中还必须将水深点的高程信息根据船舶日常引用习惯将水位信息转换为水深信息，其中主要用到了线性插值技术，且计算量较大。因此如何快速准确地计算电子江图水深信息是本研究的一个重要内容。
4.4电子江图复核软件架构技术研究
一个好的软件架构可以提高软件执行效率，可实现性强，易于修改维护，人机友好。因此必须把软件架构作为一个重要方面加以研究，做好软件功能模块划分，优化模块间的通信接口，以便于提高系统的效率、稳定性、可维护性和可重用性。
4.5航标复核算法研究
本项研究的核心工作就是进行航标位置复核，因此，如何进行航标复核以保证航标复核结果快速和可靠是本项研究的重点研究内容。
4.6通信技术研究
由于本软件系统需要和长江重庆航道局现有的其他系统进行接口通信，因此，高效的通信手段和通信机制以及通信协议都是本项研究的重要研究内容。
4.7航标复核结果报警方法和机制研究
作为航标复核的结果就是要针对出现异常情况的航标提供及时有效的报警，以供航标管理人员采取及时的措施进行补救，最终达到提高航标设置精度、保障船舶安全航行的目的。
5研究开发软件的功能
研究开发的软件提供人工精确定位检索校核和自动校核两种工作模式，其中人工精确定位检索校核方式主要用于对某一特定的航标位置进行复核，比如独浅标位、礁石标位、浅区标位等；自动校核方式则用于系统自动的对全部航标进行日常的在线循环的位置复核。
5.1自动校核方式
复核系统自动根据航标索引表提供的对应关系逐个从数字航道平台中提取航标实时位置，将其纳入电子江图数据库。同时根据自动水尺上报的水位信息，自动将电子江图中的高程数据转换为水深数据，并根据航标连线内的水深情况，按照复核规则逐条进行复核，检测出连线内可能出现的水深不足、尺度不够等问题。软件通过实时在线告警模块触发报警提示，并给出合理性的建议。
5.2人工精确定位检索校核方式
复核系统根据人工输入的航标坐标形式自动选择所需要的自动水尺数据和电子江图数据，通过水位数据的转换，监测航标连线内是否具有不符合符合规则的情况，发现异常及时提供报警。
总之，航标位置准确性智能校核技术应用研究仍处于起步阶段，系统在后续研发中将结合长江数字航道建设深入开展航标精准性设置技术研究，从而为航标养护工作提供参照。
参考文献：
[1]龚燕峰.航标位置合理性智能校核技术研究[D].重庆交通大学，2016.
[2]邱云.航标位置准确性智能校核技术应用研究[J].中国水运，2017，（03）：25-26.