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交通运输部长江航务管理局

基于无人值守的智能信号台关键技术研究及应用——2024年长航局科技创新奖创新项目成果奖一等奖

来源:科信处 日期:2024-12-02 20:08

项目简介

    针对川江航道信号台目前存在的需派人长期驻守、指挥发布方式相对落后、通行效率较低等问题,项目组2018年以来开展了交通运输部层面、长航局层面、长江航道局层面等十余项各层级科研项目,攻克了船舶航行状态识别、船舶航行轨迹预测、船舶调度指挥算法、指挥信号揭示与发布等方面的关键技术难题,研发了成套软硬件设备并进行了多次迭代升级,先后应用于长江干线及乌江等十余段控制河段,并在此基础上归纳总结编制了相关技术标准和管理制度,为“智慧长江方案”向全国内河的推广奠定了基础。

创新成果

    (1)在交通流监测方面:构建了基于AIS、雷达及CCTV组成的船舶动态数据采集系统,实现了船舶准确识别和动态监测,为智能信号台提供良好数据基础。

    (2)在通行指挥智能决策方面:通过IOT与强化学习的动态可变模型优化了通行指挥策略;针对通航环境复杂的控制河段,在机器智能指挥决策算法基础上增加了船舶状态人机交互智能辅助识别模块,通过船舶状态智能识别、人工复核标注,提高了指挥算法在复杂控制河段的适应性。

    (3)在远程信号指挥发布方面:实现了基于长江e+的通行信号及通行队列查看及推送,构建了号旗/灯、VHF语音和长江e+“三位一体”的信号揭示和指挥模式,方便船舶引用信号,提前调整通行计划,提高公共服务水平。

    (4)在应急保障方面:按照“设备冗余、功能冗余、网络冗余”原则设计“三级”应急工作模式,具有内网有线、内网无线(4G)、外网应急及短信四种指挥模式,确保系统在服务器、设备和网络故障等场景下的正常运行,2019年9月四川泸县发生6.0级地震,在网络瘫痪的情况下系统自动切换至物联网模式后依然正常运行。

实施应用效果

    项目成果已推广应用于长江宜宾段筲箕背、铜鼓滩、香炉滩等控制河段,长江泸州段冰盘碛、神背嘴、莲石滩控制河段和长江重庆段莲花背等控制河段,实现了长江干线四川段智能信号台全覆盖,并推广至贵州乌江段猫滩控制河段,实现了“长江方案”向全国内河的推广,累计将四十余名信号员从偏远的信号台解放了出来,显著降低了航道维护成本。实际成果应用表明,船舶通过控制河段的通行效率较之前提高了近17%,下行船舶掉头等让频次降低45%,提高了有限航道条件下的通行效率及安全保障能力,同时还可依托长江e+向通航船舶提供实时的通行指挥信号及通行排序,进一步提高了航道服务水平。

主要完成单位

    长江航道工程局有限责任公司、长江重庆航运工程勘察设计院、长江航道局、长江宜宾航道局、长江泸州航道局、长江重庆航道局

主要完成人

    刘思凯、李 晶、夏贵林、颜洪斌、杨 俊、许津玲、李 明、罗 晟、许根平、梁 山、张 梅、熊 林


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