「編者按」你聽說過“船聯網”嗎？在我國，以船舶為主體的內河航運，每年完成運量大約40億噸，佔全國貨運總量的10%。每天都有大量船舶，在狹窄的內流河面上行駛，因此用於實現航運安全和高效管理的“船聯網”顯示出了獨特價值。
3月9日，中國電子科技集團高級工程師吳紅光，帶來了一節題為《基於北斗高精度定位的運河航道安全導航解決方案》的線上公開課，分享了他的團隊在“船聯網”領域的實踐成果。
吳紅光，中國電子科技集團公司第三十六研究所高級工程師，長期從事智慧航道、智慧海事等總體設計工作。
吳老師公開課的核心內容如下：
“天生缺陷”VS“潛在優勢”
我國內河水域豐富，全國內河航道通航里程超過12萬公里，由於相比公路運輸運量大、佔地少、成本低、能耗小、汙染少，目前仍是超越鐵路運輸的第二大運輸方式，每年由內河航運運送的貨物，約佔全國貨運總量的10%。
我國浙江省、江蘇省等地，都有縱橫交錯的內河航道網，相當於水中的“高速公路”，每天承載大量的船舶通行。
但是，相比於完善配套設施撐起的公路運輸體系，內河航運存在著明顯的安全管理痛點：
- 水路導航技術落後：大家常用的百度、高德等地圖軟件，都不支持水路航運信息，這也間接導致了水路導航的缺乏。
- 內河航道“天生缺陷”：內河河面較窄，橋樑眾多，貨運船舶行駛通過，佔用的河面面積較大，在觸碰河岸、橋身等方面存在著較大安全隱患。
- 船舶智能化水平低：內河船舶大部分無雷達、無導航，也鮮見智能駕駛技術應用，整體信息化水平低，船舶依靠自身能力躲避障礙，規避安全風險的能力差。
不過，目前內河船舶都強制安裝了自動上傳定位數據的AIS終端，船舶之間能夠做到位置共享，這一點優於公路，是“船聯網”建設的潛在優勢。
高精度定位支撐“船聯網”落地
中國電子科技集團公司率先推出了集成北斗高精度定位能力的導航解決方案，在提高內河航運安全性的同時，也為數據增值服務提供了可能。
▲ 方案總體架構
這份方案由雲端、傳輸和船端三個部分組成，主要有兩個特點，一是高精度定位地圖服務，另一個是船端的高精度定位，兩者相結合就是船隻領域的“車聯網”，它將帶來在河道運輸中的更多應用場景。
雲端部署在岸上，是導航服務中心，通過移動互聯網與船舶上的終端相連。導航服務中心包含了導航地圖以及定位解算需要使用的各類數據。
為了更準確的呈現橋樑信息、船與船間的信息，方案中的導航地圖是一張高精度航道圖。
通過高精度測量設備，我們先獲取航道上的特徵點，然後再去與公有地圖進行匹配。由於河道是線狀分佈，所以只要對航道以及岸邊的地圖進行處理，其他行政區域的圖保持原狀，這相當於在雲服務中心建立了一個高精度修正數據庫。
▲ 建立在普通地圖上的修正數據
在船端設備中，我們通過集成千尋跬步Pro亞米級高精度定位服務，獲得船舶在運行過程中的精準位置數據。這能很好的改善一般衛星導航動輒5、6米的定位誤差，真正在系統中實現船和橋相撞、船和船相碰的安全告警。
船端定位數據的解算方法
- 實時獲取船舶的高精度定位數據，從航道圖高精度修正數據庫中查詢相鄰航道堤岸的突變點
- 通過雲端的定位解算，得到船舶在航道圖中實時顯示的精確座標，並反饋給船載導航終端顯示
船端設備還包括AIS接收部件。AIS是船舶的專用系統，按照國際標準所有船舶必須安裝，主要作用是向海事管理本部門播報船舶的位置。
未來，隨著我國石油資源相對不足的矛盾越來越突出，內河航運能耗低的比較優勢會更加凸顯，基於北斗高精度定位的“船聯網”有更廣闊的應用空間。
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