摘要：当前我国的科学技术发展水平有了非常显著的提升，智能航道技术发展也非常迅速。在大数据的条件下，采用多项电子技术，例如多视觉传感器数据融合技术对智能航道控制系统进行建设也成为了非常重要的一个发展趋势，这对我国内河的航道智能化和信息化的建设与发展有着十分重要的意义。
关键词：智能航道，大数据，网络信息，交互
一、前言
所谓的智能航道，是指在利用智能传感器、物联网、自动控制、人工智能等技术在数字信道的基础上，自动获取信道系统要素的信息，并且通过融合处理数据和深度挖掘，实现航道规划的科学化、智能化、管理现代化。日后的道路运输需要朝着高效、安全、节能的方向发展，而智能航道能够提供实时、准确、便捷的渠道服务，是道路运输发展不可或缺的一部分。从智能信道的定义可以看出，航道数字化只是基础。智能航道的核心是从综合数据中挖掘和分析所处航线的海量数据，然后实现数据到信息、信息到知识、知识和INS的整个完整过程。“力”与“悟”的过程是“智”这两个词的具体表现。而大数据是一种从大量数据中挖掘知识的技术，然后帮助决策和洞察未来。大数据是实现“智能”两大特征的核心，是智能渠道发展的引擎。例如，江河水流的监测方法很多，如声纳探测器、超声波探测器、视频探测技术等。其中的声纳传感器必须设置在船目标的5到25m的距离处。同时，由于其自身的连接，距离在使用过程中会受到限制。由于视频检测的方法和范围比较广，而且提供的信息也非常多，安装方法非常方便，因此也成为最常见的检测方式。
二、关于智能航道中的网络信息交互相关技术分析
（一）加强数据库顶层设计研究
智能航道的核心在于“智能”两个字。“智能”的表现是将所处航道的要素数据转化为一种预判和洞察力，从而为航道的维护和管理提供研究和决策，并预测航道要素的未来发展趋势。为了实现“智能”的两个特点，我们需要大量的信道元素数据作为支持，并通过数据融合和挖掘技术实现智能化。对于海量的航道元素数据，必须做好数据库顶层设计，以达到文档化、规范化、集中化管理和方便交换的要求。
一个好的顶层设计有助于存储、融合、提取、分析和挖掘通道数据。数据库的顶层设计不仅涉及到数据本身，还涉及到数据管理系统的建立。数据收集系统平台本身就基于各种基本的IT设施而产生。该平台将其虚拟化为设备资源服务，为航道元素数据的分析和挖掘所需的计算能力提供了基本支持。数据管理系统的核心是各种航道元素的数据，并将数据进行融合和集成，以形成符合预定数据规范的数据库。在设备资源和数据库的基础上，结合各种专家数学模型，对所获得的航道要素数据进行实时分析处理，并对航道演变趋势预测和导航导航状态预测的智能函数进行预测，同时实现了PC机、平板电脑、智能手机等终端的分析结果。用户根据不同的需求，利用分析结果进行综合评价或获取所需的数据。同时，该系统可以获取用户的使用内容、使用习惯等，进而为用户提供个性化定制服务。
（二）加强航道要素智能感知研究
航道动态监测平台是数字航道建设工程的重要建设内容，航道动态监测平台全面、实时掌握航道各类动静态信息监测与控制，是航道部门开展各类业务应用的基础，平台基于统一的电子航道图数据和GIS平台，辅助航道管理部门实现航标遥测遥控、水位遥测遥报、航道维护尺度监测等功能。航道动态监测平台包含航标动态监测、水位动态监测、工作船舶动态监测等功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆航道动态监测平台解决了航标、水位、工作船舶等航道要素信息的实时采集和展示，但是仅仅以上三种航道要素的智能感知远远不能满足智能航道的需求，智能航道需要建立包含多种航道要素数据的大数据平台，用于数据融合处理和数据挖掘，从而从数据中获得数据变化的规律。要建立航道要素数据的大数据，需要能够及时获取当前航道要素信息的瞬时值。为此，需要进一步加强航道要素智能感知研究，在数字航道建设成果的基础上，扩大感知航道要素的范围，提高航道要素感知的实时性、准确性以及稳定性。智能航道需要的感知航道要素不仅仅是航标、水位、工作船舶等，还需要包含水流、洲滩岸线、河床地形、雾情、能见度、典型河段监控、航道整治建筑物、控制河段交通流等航道要素数据，实现航道要素的数字化采集以及预处理的能力，形成各类要素数据的统一管理。完成各类感知系统的整合，航道要素的感知还要体现出智能化，各类航道要素数据包括用户行为建立相应的数据库。与航道相关的文档数据、图片数据、音视频数据等结构化、半结构化、非结构化数据都要录入航道要素数据库。数据的全面性非常重要，只有感知全部数据，才可能掌控航道状态，预测航道状态和发展趋势。
（三）改进传统的航道河床演变研究
传统的航道河床研究是基于所测得的航道水文（流速、流量、泥沙）、水深、岸线等相关要素数据，依据水流泥沙运动规律，结合该航道的历史河床结构数据，构建相应的物理模型和数学模型来对航道河床的演变进行分析，其数据来源是小量具有典型特征的数据。而在智能航道中，航道的水文、水深、岸线等要素数据，是实时监测和实时获取的，其数据量不是小部分数据，而是所有数据。大数据的核心，其数据分析面对的是全部数据。依据所获得的实时全部数据，可以对航道河床演变的趋势进行分析和预测。如可依据实时获取的水文和岸线数据，结合水流泥沙运动规律以及崩塌临界值，可以预测岸线的变化及崩塌情况。依据实时获取的水深数据，结合水流泥沙运动规律，可预测水下地形地貌变化的趋势，进而分析河床的演变。这正是航道河床演变中“洞察力”的具体体现，依据河床的演变趋势的预测，航道管理部门可以采取相应的措施来对航道进行维护整治，进而稳定航槽。
（四）对信息系统进行联动设计，保证联合调度的公平性与效率
对信息系统进行联动，主要是分为两个方面：与船闸监控系统的联动、与短信系统的联动。
船闸联合调度系统应预留与船闸监控系统的联动接口，一方面获取闸室水位、上下游水位等信息，以便在调度员指定排挡策略的时候直观地在图形界面上显示。另一方面，考虑到后期排挡过程有可能逐渐自动化，在排挡策略发布时自动将相关指令发给船闸监控系统；调度中心可主动通过短信向船只发布管理通知或其他信息，同时船主可以通过短信对调度情况进行咨询和投诉，可有效提高船闸调度的透明度，增强管理部门与船主的互动。在船闸联合调度作业中，涉及到公平性、安全性、效率性等方面的问题。系统的公平性是指对于所有过闸船舶而言，先到达的船舶理应优先服务；系统效率往往用平均等待时间衡量，等待时间越短，系统效率越高。而现实中这三个指标之间存在背反效应：追求公平性则可能需要牺牲系统的效率。因此瓯江船闸联合调度中心系统在保证安全的前提下，应达成系统的公平性与效率性之间的某种均衡。
三、结束语
智能航道技术将会推动我国内河水运的加速发展，大大地提升我国相关航道的信息化和科技水平，将我国航道的传统维护管理方式转变为智能服务模式。智能航道的建设离不开网络信息交互技术和航道科技，网络信息交互技术为我国的航道提供了大量的实时数据，航道科技为智能航道建设起到技术支撑和引领的作用，两者都为智能航道提供信息化基础设施建设思路，也为智能航道关键技术研究提供技术支持。
参考文献：
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[2]张杰勇，滕培俊，易侃，王珩.网络构建成本约束下信息交互关系设计[J].指挥信息系统与技术，2015，6（06）：83-89.
论文作者:李小波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/17
标签：航道论文; 数据论文; 智能论文; 要素论文; 河床论文; 船闸论文; 信息论文; 《基层建设》2018年第21期论文;