卜９月 水运工程 Ｐｍ’ｔ＆ Ｗａｔｍ ｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎ（Ｊ．９ ＰＩ，２（）ｉ ｉ ¨ｌ Ｎｔ１．４５７ ｊ 总第４５７期 宗刃 合口’’・ 国家水运物联网建设情况及发展构想 胡国丹，刘 杨 （中交水运规划设计院有限公司，北京１００００７） 萄要：在研究我国国民经济发展对建设国家水运物联网的主要需求基础上，分析了目前国家水运物联网建设已经具备 ｂ条件，提出了国家水运物联网的总体发展构想，分别从概念设计、建设思路、主要建设和研究内容，以及我国开展 运物联网建设的前景等方面展开论述，对我国国家水运物联网的整体发展提出了总体思路和构想 ∈键词：水路运输；物联网；发展构想 中图分类号：｝ ５５２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１Ｏ０２—４９７２（２０ｌ ｌ Ｊ０９—００２０—０６ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｄｅａｓ ｏｎ ＥＰＣ ｓｙｓｔｅｍ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ＨＵ Ｇｕｏ—ｄａｎ．１ Ｉ ＬＪ Ｙａｎｇ ｆＣＣＣＣ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ＣｏｎｓｕｌＩａｎｔｓ（ＩＩ）．，Ｉ ｔｄ．．Ｂｅｉｊｉｎｇ １００００７，ＣｈｉｔｌａＪ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ０ｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍａｉｎ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｎａｔｉｏｎａｌ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ＥＰＣ ｓｙｓｔｅ ｒｎ ｎｅｔｕｘＩＩ’ｋ ・ｅ（￣（）ｎｏｉｌｌｉ（：ｄｅｖｅｈ）ｐｍｅｎｔ．ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｅｘｉｓｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓ［ｒＬｌ（‘ｌｉｏｎ ｏｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｍ’１ ＥＰＣ ｓｙｓｔｅｍ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｉｄｅａｓ ｏｎ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｔ ｉｌ．ａｌｌ（Ｉ ｐｕｔｓ ）ｒｗａＩ（ｊ ＨｌｅＩ‘ａｌ ｉｄｅａ ｏｎ ｔｈｅ ｉ ｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｔ ｆｌ＇ｏｍ ｓｕｃｈ ａｒｅａｓ ａｓ ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｄｅｓｉｇｎ．ｔｒａｉｎ ｏｆ ｔｈ（，ｕｇｈｔ ｆ ｔｌ ’ｕｃｌｌｏｔ１．ｍａｉｎ（・（ｍｓｔｒｕｃｔｉ￣）１３ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ａｓ ｗｅｌ１ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｒｅＩ’Ｉ｜’ａｎｓｐｏｒｌ Ｅｔ’ｆ： Ｉ／ｎｅｌｗｏｒｋ．Ｔ１（ ｝１ｉａｌ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ＥＰＣ ｓｙｓｔｅｍ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｄｅａｓ 近 来，我 水路运输运量人、占地少、成 、面向世界、面向未米、服务全国经济社会发腱 的总体需要。 能耗小、污染少的比较优势不断显现，对 民经济发展具有重要的支撑作用，占全社 量的比重逐步 升．．目前，水运货物运输 货物周转量存综合运输体系中分别占１２％和 水运承担ｒｌ十】闰９０％以上的外贸货物运输 港口接卸ｒ９０％的进口原油和９９％的进口铁 ，存国内社会经济发展趋势卜，我 水路运输 的需求结构将发生深刻变化，增长 式将发 转 变，ｆ｝ｆ“数量扩张型”向“质量效益型”转变 在这个发展趋势下，水路运输主要将面对两人ｆ－一 要矛盾：一是水路运输需求增长与水运能力供给 不足之间的矛盾；二是加快水运能力供给与臼限 的环境资源承载能力之问的矛盾… 这两个主要矛盾在实际发展过程 １，具体表 现为以下３点： 在我闰对外贸易运输中发挥着核心与枢纽 在内贸运输方面，海运承担了８０％以上的 煤南运”量和５０％的“北粮南运”量，形成 铁路协调发展的格局，在保障国内煤炭和粮 给方面具有不可替代的作用，体现了水运发 收稿日期：２０１ １—０８—０２ １）水路运输的系统能力和效率小足，船舶、 作者简介：胡国丹【Ｉ９６４一），男，高级工程师，从事交通行业信息化项目建设规划、设计、实施和管理工作 第９期 胡国丹，刘杨：国家水运物联网建设情况及发展构想 港口、通航环境等个体要素的协调配合运行能力 不足； ２）水运要素资源信息数字化程度不高，获取 及时ｌ生、准确性不高，要素资源的利用效率不高； ３）水路运输的安全保障能力和服务质量不 足，不能满足两型社会（环境友好型、资源节约 型）对安全、环保、出行服务等方面的新要求和 新期待。 为适应十二五期国民经济发展趋势，水路运 输必须在需求结构和发展方式发生深刻转变的情 况下，针对发展中面临的主要矛盾和问题，进一 步提高服务效率和运输能力。 传统的解决途径主要是加大交通基础设施建 设的投入，但水运要素、环境资源的有限性是不 可能无限扩展和利用的。因此，必须通过运用先进 的信息技术手段提高水运运力效能和环境资源利 用率。也即以物联网技术应用为引领，构筑数字 化、一体化、智能化的国家水运物联网，提高水运 交易效率，提高船舶航行效率，提高环境资源利 用率，提高水运应急反应能力，从而系统性地解 决我国水运行业在十二五期面临的问题和挑战。 １我国水运物联网的建设和发展具有良好的基础 条件和应用前景 水路运输涉及的要素主要有主管部门、 港航企业、船舶、船员、通航环境、货物、旅客 等。这些水运要素信息感知处理的准确性、及时 性在很大程度上决定了各要素之间信息交互的效 率，进而影响水路运输整体的服务效率和运输能 力。虽然直到近年国际和国内才系统性地提出物 联网的理念和技术体系，但交通运输部从２Ｏ世纪 ９０年代起，就非常重视水运要素信息采集手段的 建设，经过近十多年的发展，实际上已经初步具 备了水运物联网一些的典型特征【２】。 １．１典型应用系统初具规模，为国家水运物联网 的进一步应用研究和发展提供了良好的基础条件 目前交通运输部已在水运领域的要素感知、 信息传输、数据处理和行业服务等方面建设了一 批具有物联征的典型应用系统，取得了良好 的应用效果，为国家水运物联网的进一步发展和 应用研究提供了良好的基础条件。 １．１．１感知技术手段具备一定的水平和规模：对 船舶、通航环境和集装箱货物等要素的主要信息 已初步实现静态信息采集和动态跟踪监测 １）船舶信息感知。 ①接触式船舶ＩＣ卡。 为准确掌握我国船舶的基础静态信息和准动 态信息，交通运输部于２００６年采用接触式Ｉｃ卡技 术，建设了全国船舶一卡通工程，截至２０１０年年 底，全国范围内共发放船￣ｆｔＩＣ卡２２万余张，实现 了我国船舶基本信息的数字化，有效地提高了我 国船舶信息的采集效率和准确性。 ②船舶自动识别终端（ＡＩＳ）、中国船舶远程 识别与跟踪终端（ＬＲＩＴ）。 结合履约要求，目前我国建有岸基ＡＩＳ基站 ９７座，基本建成了覆盖沿海和长江江苏段的岸基 ＡＩＳ骨干网，基本实现了岸基ＡＩＳ对渤海湾、长江 口、珠江口和琼州海峡区域等高风险水域的无缝 覆盖，能够对我国沿海的航运船舶进行全程、全 天候监控和识别。２０１２年起，还将实现长江全线 的船舶自动识别和监测。 ２００９年，为有效地履行国际公约，也为了提 高我国水上应急搜救、防污染、反恐、防盗等能 力，交通运输部开展了ＬＲＩＴ系统的建设，以ＡＩＳ系 统和卫星通信技术等为基础，能够实现对中国籍 船舶的全球性识别和跟踪，并能通过与其他国家 数据中心的信息交换，掌握航经我国沿岸和停靠 我国港口船舶的相关信息。 ③船舶交通管理系统（ＶＴＳ）、工业电视监 控系统（ＣＣＴＶ）。 目前，我国沿海的成山头、老铁山水道、长 江口、海峡、珠江口、琼州海峡等高风险水 域和大多数重点港口，长江上的三峡坝区、浏河 口等重点河段，均已建设了ＶＴＳ和ＣＣＴＶ系统，能 够对监控区域内的船舶进行实施动态指挥和视频 监控。 ④差分全球卫星定位系统（ＤＧＰＳ）。 为了精确采集和掌握我国沿海航行船舶的动 水运工程 态位置信息，在全球卫星定位系统（ＧＰＳ）的体 系Ｆ，我国积极开展ｒＤＧＰＳ的建设和应用。截止 ２０１０年底，中国沿海共建有２１个ＤＧＰ台站，已基 本实现对我国沿海的完全覆盖。该系统作用距离 １６０ １３ ｍｉｌｅ，可全部覆盖沿海海域和港口水域，定 位精度优ｔ：５ ｍ ２）通航环境监测 ①航道水＿Ｆ地形信息采集：多波束扫测。 目前全国沿海３个海测大队、长江航道局、 ＝ 峡通航管理局均已配备多波束扫测设备，借助 该设备，基本完成全国沿海和长江十线的电子海 、电子航道图的绘制工作。 ②航标数据采集：航标遥测遥控。 目前全罔沿海航标的遥测遥控覆盖率已经达 ￣１４５％，重点灯塔、浮标和导标覆盖率达８０％，预 计到十二五期末，整体覆盖率将达到７５％，重点 助航设施将实现全覆盖。 ⑧水文气象信息采集：水文白测自报、气象 动监测， 目前，交通运输部在长江口、珠江口、琼州 海峡、： 峡坝区等重要的水域和河段已经布设了 水情白测自报系统和气象自动监测系统，同时通 过 国家水利部和国家气象局的合作，交通运输 部已能够比较及时地掌握我国内陆及沿海主要通 航水域的水位、流速、流态、温度、雾况等水文 气象要素的主要信息 ３）货物物流数据采集：集装箱电子标签。 ２００８年， “集装箱运输实时在线监控”科技 艾撑计划正式立项，利用ＲＦＩＤ的电子标签技术， 我闫目前已经在中美、中加两条航线上实现了集 装箱物流的实时在线跟踪监控，能够实时掌握集 装箱的位置信息和安全状态信息，极大地提高了 集装箱运输的物流效率和服务能力。 ４）水』＝．应急搜救：落水人员主动定位技术。 为保障人民出行安全，构建和谐社会，也为 积极履行《ＳＯｌ ＡＳ海上人命安全公约》，我国交 通运输部¨自２００６年起开始研究建设全国水上应 急搜救系统，在综合船舶、通航环境等信息感知 的基础上，积极研发落水人员主动定位技术，通 过集成数学建模计算、尢线通信技术、 岛频 标技术、射频识别技术和智能分析技术 现Ｊ ｊ 急搜救力量对落水人员的主动定位。Ｕ胁此技小． 已应用到海事水上应急搜救辅助指挥试点系统 下一一步将向全围推１ｒ 应用 １．１．２水运要素的专项信息传感传输Ｉ）１）ｃＩ＿络已具备 一定基础 经过近１０年的建设和发腱，Ｉｌｌ１前我Ｈ 建 ｒ多个水运要素的专项信息采集传输 络，妯令 困船舶ＩＣ卡传感网、全同ＡＩＳ数据传输刚、全 ｝ 海航标遥测遥控专网等，为相关水运要素信息的 传感处理提供ｌｒ稳定的传输环境 此外．依托我 国快速发展的２Ｇ￣Ｈ３Ｇ网络，船岸尤线通信 络也 已基本覆盖了沿海和内河的大部分重受水域和 段。良好的有线和无线传输网络为物联 感知ｆ｛。 水运要素信息能够可靠、高效、安伞地传输提供 了良好的基础条件 ？ ｌ－１．３积累了丰富的水运 素数据信启、，信息 源开发利用已取得初步成果 １）交通信息资源目录体系 “十一直”期问，交通运输部组织升腮ｊ 交通信息资源日录体系币¨交通信息基硎；数据 已策 的研究丁作，目前已编制完成并发布Ｊ 公路水路 信息资源｝Ｊ录体系，以及公路、港口、航道、船 舶、船员等ｌ３４数据元集，为水运要素数据的处 理和交换准备ｒ良好的技术标准基础条件 ２）电子数据交换（ＥＤＩ） 自２０世纪９０年代起，随着我 电ｆ口岸建波 的不断推进，我国水运行业的ＥＤＩ中心建 进八 快速发展阶段。交通运输部Ｅ＿ｊ前已确定Ｊ ２３种电 子报义用以替代相 的纸向单让，采川 ｝；－ｌ际 准、国标、行标等，覆盖ｒ海运基础设施、海造 船舶、货物等数据范围，在运输方向， 形成舆 穿 代理、码头、船公司、监管部¨之川的数 传输标准化体系。全２０１０年底， 经实现ｒＩｊ．犬 连、天津、青岛、ｆ 海、广 ０，ｔ、Ｉ等２０家港航 ＤＩ『ｌ｛ｌ 心的网络联接，实现了集装箱进口舱单信息、砌 态生产数据信息（主要包含煤、矿、油等重点物 资）的实时采集和共享。 第９期 胡国丹，刘 杨：国家水运物联网建设情况及发展构想 ３）ＡＩＳ数据处理中心。 为全面、准确、及时地掌握我国沿海船舶的 动态航行信息，交通运输部建立了满足国际海事 组织ＩＡＬＡ—ＮＥＴ的要求的国家ＡＩＳ数据处理中心， 实现了对全国ＡＩＳ数据的统一管理、统一存储、统 一监控。目前，ＡＩＳ中心每年处理全国船舶ＡＩＳ监 控数据已超过５ ０００万条。 １．１．４水运物流信息服务已取得初步成果 交通运输是推动我国物流业调整和振兴的重 要基础，物流公共信息服务也是交通行业实现产 业转型升级的主要内容。自２００８年起，我国水运 物流信息服务根据社会物流发展需求，积极在物 流公共信息服务、货物跟踪、多式联运等方面开 展工作，目前交通运输部正在开展长江航运物流 公共信息服务平台的建设工作；上海、大连、青 岛、重庆等港口企业正在开展货物跟踪、物流信 息服务等工作。 １．２作为国际海事组织Ａ类理事国，我国水运行 业法律法规体系与国际海事组织（ＩＭＯ）的国际 公约体系是衔接和对应的，具有较强的规范性， 为国家水运物联网的建设发展提供了良好的 法规环境 目前我国已加入国际海事组织（ＩＭＯ）的３９ 个公约及其修正案；同时，交通运输部作为水运 行业的主管部门，十分重视相关法律法规体系的 建设，根据我国水运行业的实际特点，不断制订 和完善了我国的水运领域关于各类水运要素的管 理、运行和控制的法律法规体系。 ２国家水运物联网总体框架及主要研究内容 ２．１国家水运物联网概念 水运物联网是物联网技术在水路交通运输领 域的系统性应用，是基于ＲＦＩＤ技术、传感器技 术、泛在通信与网络等物联网技术，将水路交通 的船舶、通航环境、货物、交易对象等要素数字 ，通过多样化的采集手段及时、准确获取要素 静态和动态信息，通过专业传输网接入互联网络 的一体化，通过多级数据中心实现交通要素信息 的互联互通、共享，实现面向要素和需求的智能 分析和服务，促使水路交通要素问的互动和协同 运作，实现整个水路交通系统的智能化管理和高 效运行，从而提升水路交通运输行业运行效率和 服务水平，推进产业升级。 ２．２国家水运物联网建设和研究的思路 根据我国国民经济的总体发展要求，围绕水 路运输产业升级和行业发展主线，建设数字化、 一体化、智能化的国家水运物联网，既要系统性 地解决我国水路运输在运力效能、资源利用、应 急保障、运行管理等方面的核心关键问题；又要 以点带面，推动交通物联网和国家物联网的建设 研究；还能够以此为突破，引领国际水运物联网 的发 。 ２．３国家水运物联网的主要研究内容 目前我国水运领域的感知、传输、处理和服 务系统已具备一定基础，但从水运物联网的角度 审视，则在系统性、体系性和一些基础传感技术 上还有所不足，还没有真正形成物联网技术体系 所要求的自治、智能、互联的“全面感知”。目 前，水运物联网的建设和研究在国际上也正刚刚 起步，可资借鉴的经验很少，欧洲的ＲＩＳ系统，美 国的ＭＴＳ系统等基本还是着重于服务层或感知层 的局部系统，并未从物联网的４Ｕ角度（随时、随 地、任何物体、任何人均可连接的泛在感知）来 进行整体构想和规划 ］。 因此，我国国家水运物联网的建设研究，应以 总体体系架构为核心，重点从关键技术、标准体系 和应用服务模式等方面开展研究工作（图１）。 ２．３．１国家水运物联网的体系架构 １）研究水运物联网的演进升级模式，即水运 行业从目前“采集一传输一存储一应用”的传统架构 向“全面感知一可靠传输一智能处理一优质服务”的 新型架构升级和转型的演进路径。 ２）研究水运要素的物联网各组成域模型和关 联接口协议。 ３）研究水运要素的物联网标识体系。 ４）研究水运物联网的安全、控制、管理架构。 ２．３．２ 国家水运物联网的关键技术 １）船舶动态信息立体感知集成技术：集成应 第９期 胡国丹，刘杨：国家水运物联网建设情况及发展构想 ・２５・ 的努力，已经具备了良好的研究建设基础条件和 Ｃａｔａｍａｒａｎ Ｒｅｓｏａ Ｈｏｔｅｌ Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，２００２：４８７—４９５． 环境，在要素感知、数据传输、信息处理和行业 ［２】王晓静，张晋．物联网研究综述［Ｊ］．辽宁大学学报：自然 服务等方面建设了许多具有物联征的典型应 科学版，２０１０（１）：６３—６６． 用，取得了良好的建设效果；水运行业整体的规 【３］刘强，崔莉，陈海明．物联网关键技术与应用［ＪＪ．计算机 范性和集约性等特点，也十分适合研究和发展物 科学，２０１０（６）：１２—１４． 联网技术。 ［４］刘化君．物联网体系结构研究［Ｊ］．中国新通信，２０１０（５）： ３７－３９． 我国作为世界上首屈一指的航运大国，也是 【５］交通运输部．中荷合作中国（长江）内河航运综合信息服 国际海事组织的Ａ类理事国，有责任，也有条件， 务发展总体框架ＪＲ］．北京：交通运输部，２００７． 通过国家水运物联网的建设研究，解决我国水运 ［６］韩玲冰，杨斌，于杰，等．欧洲内河信息服务ｌＪＩ．中国水 的发展性问题，同时引领和带动世界水运物联网 运，２００７（５）：４８—４９． 的全面发展。 ［７］刘克中，谭钦文，严新平，等．海事监控传感网络系统结 构及功能研究ｆＪ］．中国航海，２００９（１）：１－５． 参考文献： ［８］杨涛．现代船岸通信技术及应用［Ｊｌ＿交通信息与安全， 【１］Ｓｐａｌｄｉｎｇ Ｊ，Ｓｈｅａ Ｋ，Ｌｅｗ Ａｎｄｏｗｉｓｋ Ｍ．Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｗａｔｅｒｗａｙ ２００９（２）：１５０—１５１． ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｗａｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗ０ｒｋ［Ｃ】／／Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎａ￣ｇａｆｉｏｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｃａｌｉｆｏｒ ｎｉａ： （本文编辑武亚庆） ・消 电・ 温州加快建设临港产业岛 浙江省温州市正加快建设大小门岛临港产业岛，大小门岛投资开发主体日前已由瓯江口新区管委会 向温州港集团与洞头县移交。 作为温州市三大核心港区之一，大小门岛是温州港唯一具备建设３０万吨级大型深水码头的港区，临 港产业发展空间巨大，在温州港建设中具有举足轻重的地位。、市近期出台的《温州港开发建 设改革实施方案》明确了大小门岛港区的发展方向，即依托洞头“大门海洋经济示范区都市型功能 区”规划方案，按照“一体化开发，洞头县与温州港集团联动”的模式，由温州港集团与洞头县共 同成立投资开发公司负责大小门岛投资开发建设。 该公司注册资金１３亿元，由温州港集团控股，具体负责洞头大门海洋经济示范区范围内的围涂造 地、基础设施配套建设、现有与新增土地开发、临港产业引进、港口深水岸线利用等投资开发建设任 务，并通过市场化运作加快推进大小门岛一体化的整体开发，发展临港产业，建设温州临港产业岛 摘编自《中国交通报》
