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摘 要：电子航道图系统GPS功能在航道维护管理中得到广泛应用，通过长江电子航道图及数字航道遥测遥控终端GPS功能应用实例，分析系统应用中存在的问题及解决对策。GPS功能在电子航道图系统在航道管理中实现了电子航道图GPS功能在航道维护定点设标导航应用、可视距离信息显示等功能，为航道维护提供更加丰富、实用的助航及管理服务。
关键词：电子航道图；GPS功能；航道管理及应用
前言
长江电子航道图系统的研发采用GPS功能研发经历了长江电子航道图1.0版系统、2.0版系统和3.0版系统是由计算机硬件、软件和GPS功能不同方法组成的系统，是支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示的技术系统。
航道维护管理，是指通过科学合理的航标配置、航道整治工程和航道应急救援来满足与航道等级相对应的通航尺度计算、通航保证率，确保船舶安全航行、航道安全畅通的维护管理工作。
1 GPS在航道维护管理中可实现的应用
通过数字航道图信息系统对航道空间数据进行处理和分析后直接使用的数字航道图。该数字航道图可显示查询水深点、滩险、礁石、助航标志、所有临河和跨河建筑、沿河地质情况、植被等与航道相关的地物的地理数据，且能随比例尺在一定比例范围内任意放大或缩小，来显示不同图层的数据。
2 航道维护管理
2.1 航标配布设置应用
航标配布是航道维护管理中的重要内容，是根据江河、湖泊、水库的具体航行条件，简单明了地指出安全、经济而又便于船舶航行的航道。配布航标应注意岸标与浮标之间的有效结合，使每一个标志发挥最大作用。航标设置位置的确定，可以通过GPS分析查询模型快速实现。空间数据库中的地理空间数据记录着每一个地物准确的数字描述。
分析查询模型可以提取数据库中与航标相关空间数据供航标选址分析查询。输入查询条件（航标设置的最小最大距离、设置航标的高程、设标要求的地质情况、水流方向和流速等），就可以选择、抽取符合条件的数据，进而确定符合航标设置条件的精确地理坐标。
2.2 航标维护管理方面的应用
利用3.0电子航道图终端设备读取航标运行状况的相关数据，通过无线传送数据，数据最终到达并存储至GPS系统服务器数据库，之后将航标位置定位的数据反馈到终端设备发回的数据在电子航道图中进行显示，这就能实现对航标工作状态的实时监控。
2.3 航道维护管理应用
三峡库区蓄水后，辖区雾情增多、江面宽、大多岸线看不到凸咀和岸形。特别是夜间航标灯熄灭后不好找标志船，浮标流失还原设置不好定位。通过船用终端电子航道图3.0版本系统设备消除以往凭经验定位移设航标，抛锚水域水深不均钢缆长度不容易精确掌握，设标作业时遇到突发不良气候、风浪大、本船摇摆倾斜颠簸大，水下碍航物难以精确到位。为减少抛锚过程重复返工定位和抛锚时间过长，同时利用3.0电子航道图船用终端GPS系统为航标失常快捷安全精确定位恢复设标，消除不良气候条件下航道维护安全隐患。
3 长江航道电子航道图GPS功能应用实例
3.1 电子航道图数字航道系统
该系统利用实测CAD航道图，将图中的各种物标按照点、线、面分为3类，并制作成数字航道图。该数字航道图能显示航道中的水深、滩险、等高线、过河管线、临河建筑等地物及其属性数据。
航道的相关地理数据实时变化，需要对数字航道图进行编辑和修改。完整的航道图是由许多个图幅组成的，编辑时工作量比较大，所以电子航道图GPS功能在数字航道图系统的编辑和修改是以任务的形式来分派的，指定的图幅分派给指定的人员来完成。
电子航道图系统结合GPS系统的应用。安装在航标上的GPS终端将航标实时工作状态数据回收并存入航道GPS系统数据库，最终实现在数字航道图中显示航标实时工作状态。
航标监控系统所监测的航标实时状态数据包括：灯器运行状态数据、灯质数据、太阳能板的工作电压电流数据。当这些被监测的航标数据出现错误时，在监控系统显示界面发出警报，提示出错类型，显示出错的具体数据，并帮助选择合适的解决方法。
3.2 电子航道图终端GPS功能应用中存在的问题及对策
3.2.1 存在的问题
（1）系统应用维护的技术力量薄弱。系统操作应用人员知识水平有限，特别是运营船舶缺乏专业知识，在社会船舶中还未得到全面推广。（2）电子航道图系统GPS功能单一。长江航运船舶对电子航道图应用认识不够，基本还停留在直观纸质航道图，且对系统故障无法排除。（3）大家对电子航道图GPS功能只局限最基本的定位功能，而其中的查询及导航、测距、险情救援、碍航物标注、航道维护中远程定点指挥、抛锚设标还未得到有效应用。
3.2.2 对策分析
（1）引进专业人才，加强系统维护能力，提高系统应用水平，挖掘系统应用潜能；加强应用人员培训，培养一批业务能力过硬的操作人员，确保系统的正常运行，及时解决系统问题。（2）从航道维护管理工作实际出发，开发适合航道工作开展的系统功能，丰富系统数据类型，优化数据结构，建立适用于航道管理的系统模型，实现航道工作的全面信息化、系统化。（3）优化系统数据结构，增加系统尚未对立的航道相关数据结构，增强系统显示功能，细化航道图标显示，使电子航道图上GPS功能更形象、直观。
3.2 应用前景
3.2.1 动态数据自动更新
航道维护管理中频繁变化的河床淤积碍航变化位置在显示过程中应该将这一变化自动反应出来。长江电子航道图系统GPS系统相关功能有助于最大限度利用航道的“水深、水面、水流”。“水深”指航道深度，“水面”指航道宽度，“水流”指水的流速。“水深、水面、水流”的最大限度利用可以从根本上提升长江航道服务于沿江经济社会发展的质量，同时最大限度利用航道自然尺度，有利于提高航道通过能力。
3.2.2 实现对河流、河床演变的监测预测收集河流演变的相关数据（河床地质、流量流速、河底流沙情况等），通过电子航道图GPS发展预测模型，可以分析预测河流、河床未来的形态变化。
3.2.3 由专题航道导航功能，逐步完善成为综合型服务社会船舶根据需求，逐步由GPS转换为北斗导航等系统，将长江电子航道图系统GPS导航系统向北斗卫星逐渐转变完善，不仅可以用于航道维护管理，还可以用于城市规划建设、环境污染防汛分析、地质灾害分析等各个领域。
4 結束语
当前，GPS便捷、强大的分析定位、辅助决策功能也越来越突显优势。GPS在航道维护管理中的应用将加快推动航道事业的发展，真正体现了航道事业“科学发展”和“又好又快发展”的理念。
参考文献
[1]《长江电子航道图制作规范》（JT/T765-2009）
[2]《长江电子航道图生产系统数据库标准》
[3]《长江干线电子航道图公共服务平台标准》
[4]《长江电子航道图管理规定及维护规程》
[5]《长江电子航道图应用服务管理办法》
[6]《长江电子航道图系统运行条件下航道维护管理规定（试行）》
[7]《长江电子航道图系统运行条件下航道维护技术规范》
[8]GB5863-93.内河助航标志[S].
关键词：电子航道图；GPS功能；航道管理及应用
前言
长江电子航道图系统的研发采用GPS功能研发经历了长江电子航道图1.0版系统、2.0版系统和3.0版系统是由计算机硬件、软件和GPS功能不同方法组成的系统，是支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示的技术系统。
航道维护管理，是指通过科学合理的航标配置、航道整治工程和航道应急救援来满足与航道等级相对应的通航尺度计算、通航保证率，确保船舶安全航行、航道安全畅通的维护管理工作。
1 GPS在航道维护管理中可实现的应用
通过数字航道图信息系统对航道空间数据进行处理和分析后直接使用的数字航道图。该数字航道图可显示查询水深点、滩险、礁石、助航标志、所有临河和跨河建筑、沿河地质情况、植被等与航道相关的地物的地理数据，且能随比例尺在一定比例范围内任意放大或缩小，来显示不同图层的数据。
2 航道维护管理
2.1 航标配布设置应用
航标配布是航道维护管理中的重要内容，是根据江河、湖泊、水库的具体航行条件，简单明了地指出安全、经济而又便于船舶航行的航道。配布航标应注意岸标与浮标之间的有效结合，使每一个标志发挥最大作用。航标设置位置的确定，可以通过GPS分析查询模型快速实现。空间数据库中的地理空间数据记录着每一个地物准确的数字描述。
分析查询模型可以提取数据库中与航标相关空间数据供航标选址分析查询。输入查询条件（航标设置的最小最大距离、设置航标的高程、设标要求的地质情况、水流方向和流速等），就可以选择、抽取符合条件的数据，进而确定符合航标设置条件的精确地理坐标。
2.2 航标维护管理方面的应用
利用3.0电子航道图终端设备读取航标运行状况的相关数据，通过无线传送数据，数据最终到达并存储至GPS系统服务器数据库，之后将航标位置定位的数据反馈到终端设备发回的数据在电子航道图中进行显示，这就能实现对航标工作状态的实时监控。
2.3 航道维护管理应用
三峡库区蓄水后，辖区雾情增多、江面宽、大多岸线看不到凸咀和岸形。特别是夜间航标灯熄灭后不好找标志船，浮标流失还原设置不好定位。通过船用终端电子航道图3.0版本系统设备消除以往凭经验定位移设航标，抛锚水域水深不均钢缆长度不容易精确掌握，设标作业时遇到突发不良气候、风浪大、本船摇摆倾斜颠簸大，水下碍航物难以精确到位。为减少抛锚过程重复返工定位和抛锚时间过长，同时利用3.0电子航道图船用终端GPS系统为航标失常快捷安全精确定位恢复设标，消除不良气候条件下航道维护安全隐患。
3 长江航道电子航道图GPS功能应用实例
3.1 电子航道图数字航道系统
该系统利用实测CAD航道图，将图中的各种物标按照点、线、面分为3类，并制作成数字航道图。该数字航道图能显示航道中的水深、滩险、等高线、过河管线、临河建筑等地物及其属性数据。
航道的相关地理数据实时变化，需要对数字航道图进行编辑和修改。完整的航道图是由许多个图幅组成的，编辑时工作量比较大，所以电子航道图GPS功能在数字航道图系统的编辑和修改是以任务的形式来分派的，指定的图幅分派给指定的人员来完成。
电子航道图系统结合GPS系统的应用。安装在航标上的GPS终端将航标实时工作状态数据回收并存入航道GPS系统数据库，最终实现在数字航道图中显示航标实时工作状态。
航标监控系统所监测的航标实时状态数据包括：灯器运行状态数据、灯质数据、太阳能板的工作电压电流数据。当这些被监测的航标数据出现错误时，在监控系统显示界面发出警报，提示出错类型，显示出错的具体数据，并帮助选择合适的解决方法。
3.2 电子航道图终端GPS功能应用中存在的问题及对策
3.2.1 存在的问题
（1）系统应用维护的技术力量薄弱。系统操作应用人员知识水平有限，特别是运营船舶缺乏专业知识，在社会船舶中还未得到全面推广。（2）电子航道图系统GPS功能单一。长江航运船舶对电子航道图应用认识不够，基本还停留在直观纸质航道图，且对系统故障无法排除。（3）大家对电子航道图GPS功能只局限最基本的定位功能，而其中的查询及导航、测距、险情救援、碍航物标注、航道维护中远程定点指挥、抛锚设标还未得到有效应用。
3.2.2 对策分析
（1）引进专业人才，加强系统维护能力，提高系统应用水平，挖掘系统应用潜能；加强应用人员培训，培养一批业务能力过硬的操作人员，确保系统的正常运行，及时解决系统问题。（2）从航道维护管理工作实际出发，开发适合航道工作开展的系统功能，丰富系统数据类型，优化数据结构，建立适用于航道管理的系统模型，实现航道工作的全面信息化、系统化。（3）优化系统数据结构，增加系统尚未对立的航道相关数据结构，增强系统显示功能，细化航道图标显示，使电子航道图上GPS功能更形象、直观。
3.2 应用前景
3.2.1 动态数据自动更新
航道维护管理中频繁变化的河床淤积碍航变化位置在显示过程中应该将这一变化自动反应出来。长江电子航道图系统GPS系统相关功能有助于最大限度利用航道的“水深、水面、水流”。“水深”指航道深度，“水面”指航道宽度，“水流”指水的流速。“水深、水面、水流”的最大限度利用可以从根本上提升长江航道服务于沿江经济社会发展的质量，同时最大限度利用航道自然尺度，有利于提高航道通过能力。
3.2.2 实现对河流、河床演变的监测预测收集河流演变的相关数据（河床地质、流量流速、河底流沙情况等），通过电子航道图GPS发展预测模型，可以分析预测河流、河床未来的形态变化。
3.2.3 由专题航道导航功能，逐步完善成为综合型服务社会船舶根据需求，逐步由GPS转换为北斗导航等系统，将长江电子航道图系统GPS导航系统向北斗卫星逐渐转变完善，不仅可以用于航道维护管理，还可以用于城市规划建设、环境污染防汛分析、地质灾害分析等各个领域。
4 結束语
当前，GPS便捷、强大的分析定位、辅助决策功能也越来越突显优势。GPS在航道维护管理中的应用将加快推动航道事业的发展，真正体现了航道事业“科学发展”和“又好又快发展”的理念。
参考文献
[1]《长江电子航道图制作规范》（JT/T765-2009）
[2]《长江电子航道图生产系统数据库标准》
[3]《长江干线电子航道图公共服务平台标准》
[4]《长江电子航道图管理规定及维护规程》
[5]《长江电子航道图应用服务管理办法》
[6]《长江电子航道图系统运行条件下航道维护管理规定（试行）》
[7]《长江电子航道图系统运行条件下航道维护技术规范》
[8]GB5863-93.内河助航标志[S].