探索鐵路輪渡一體化智慧指揮中心建設(shè)新模式

黎 巍 曾朝峰

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0 引言

隨著海南自由貿(mào)易港建設(shè)的推進(jìn)，中央加快對(duì)海南發(fā)展建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)步伐，推出了一系列重大決策部署。2020年6月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《海南自由貿(mào)易港建設(shè)總體方案》，提出統(tǒng)籌融合、銜接高效、安全綠色、智慧便捷、改革創(chuàng)新，以高標(biāo)準(zhǔn)、高定位為基本要求，強(qiáng)化科技賦能，運(yùn)用現(xiàn)代通信信息技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)輸組織協(xié)同，發(fā)展一體化、便捷化、多樣化和智能化運(yùn)輸服務(wù)。基于此背景，創(chuàng)建海南鐵路輪渡一體化智慧指揮中心是大勢(shì)所趨。

1 背景與現(xiàn)狀分析

目前，海南鐵路輪渡面臨瓊州海峽輪渡運(yùn)輸市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，以及港口自身基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施智能化水平落后帶來的安全、質(zhì)量、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)壓力。海南鐵路輪渡港口與船舶、港口與車站調(diào)度指揮依靠電臺(tái)、電話等原始、低效、落后的信息通信技術(shù)，無法適應(yīng)國(guó)家發(fā)展改革委、交通運(yùn)輸部、國(guó)鐵集團(tuán)以及地方政府、海關(guān)等部門的要求，制約和阻礙了鐵路輪渡運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)與發(fā)展。為此，建設(shè)一體化智慧指揮中心，對(duì)實(shí)現(xiàn)港航資源全面整合、信息高度共享、數(shù)據(jù)價(jià)值充分體現(xiàn)、業(yè)務(wù)場(chǎng)景深度融合具有十分重要的意義。

2 探索創(chuàng)新模式

一體化智慧指揮中心將港口、船舶兩個(gè)層面涉及的生產(chǎn)組織、調(diào)度指揮、安全管理和反恐防暴4個(gè)功能接入，形成調(diào)度指揮決策信息化的“智慧大腦”，創(chuàng)建以“生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮處置、安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、過程管理控制、數(shù)據(jù)分析決策”為主的一體化平臺(tái)，平臺(tái)通過港口、船舶各主要生產(chǎn)崗位的信息系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施對(duì)日常安全管理、生產(chǎn)組織和現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)全過程集中控制、統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)運(yùn)作。指揮中心創(chuàng)新模式詳述如下。

2.1 指揮中心整體技術(shù)構(gòu)架

為探索海南鐵路輪渡一體化智慧指揮中心建設(shè)新模式，結(jié)合鐵路輪渡運(yùn)輸生產(chǎn)現(xiàn)狀，規(guī)劃“四橫四縱”的總體技術(shù)架構(gòu)藍(lán)圖?！八臋M”主要由精準(zhǔn)感知的端層、可靠鏈接的基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)融合的平臺(tái)層、智慧業(yè)務(wù)應(yīng)用、決策變現(xiàn)的應(yīng)用層組成?！八目v”是大安全、大運(yùn)控、大服務(wù)及大管理四大業(yè)務(wù)體系?！按蟀踩睒I(yè)務(wù)應(yīng)用于安檢、安防、消防、反恐防暴和員工作業(yè)勞動(dòng)、船舶運(yùn)行、客貨列運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)安全管理?！按筮\(yùn)控”業(yè)務(wù)應(yīng)用于港口車流、待渡、視頻監(jiān)控、客貨列聯(lián)控、船舶和棧橋設(shè)備運(yùn)行、船舶配載、航班信息運(yùn)行圖編排管控?！按蠓?wù)”業(yè)務(wù)應(yīng)用于旅客引導(dǎo)、航班和物流信息發(fā)布等服務(wù)。“大管理”業(yè)務(wù)應(yīng)用于港口與船舶、車站與港口一體化聯(lián)動(dòng)協(xié)作、崗位人員、設(shè)備設(shè)施維修、資產(chǎn)、運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)管理?！八臋M”服務(wù)于“四縱”業(yè)務(wù)體系運(yùn)行的后臺(tái)載體，“四縱”是集成“四橫”各項(xiàng)功能的前臺(tái)展示。

2.2 指揮中心整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

一體化指揮中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由后端服務(wù)器、各類業(yè)務(wù)接入交換機(jī)、系統(tǒng)核心交換機(jī)以及前端操作終端、分布式輸入節(jié)點(diǎn)、分布式輸出節(jié)點(diǎn)、云桌面終端和LCD拼接屏組成。后臺(tái)接入業(yè)務(wù)包含：車流配載管理系統(tǒng)、粵海鐵路輪渡售驗(yàn)票系統(tǒng)、鐵路辦公內(nèi)網(wǎng)、反恐防暴應(yīng)急系統(tǒng)模塊、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、海關(guān)機(jī)檢智能查驗(yàn)系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸調(diào)度相關(guān)系統(tǒng)、安檢查危系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、船訊網(wǎng)等。

2.3 指揮中心整體功能設(shè)計(jì)

2.3.1 信息共享功能

基于一體化智慧指揮中心數(shù)字顯示大屏，圍繞“全流程、全場(chǎng)景、全要素”中心，共享和融合辦公生產(chǎn)作業(yè)管理、安檢查危、輪渡售驗(yàn)票、車流管理與船舶智能配載、視頻智能監(jiān)控分析、船舶綜合調(diào)度、“二線”口岸海關(guān)智能機(jī)檢查驗(yàn)等多個(gè)智能子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建運(yùn)行統(tǒng)籌“一幅圖”可視化的解決方案。數(shù)據(jù)共享，整合資源。

2.3.2 互聯(lián)互控功能

一體化指揮中心平臺(tái)通過傳輸音視頻專網(wǎng)內(nèi)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大屏顯示各區(qū)域內(nèi)容的控制和管理，實(shí)現(xiàn)大屏信號(hào)切換、預(yù)案調(diào)取等功能。集結(jié)港口、船舶兩個(gè)層面涉及的各專業(yè)信息系統(tǒng)接入平臺(tái)，實(shí)施一體化操控，如人工智能（AI）監(jiān)控視頻系統(tǒng)覆蓋港區(qū)、船舶，集中監(jiān)控和應(yīng)急指揮港口、船舶的管理；同時(shí)，旅客、車輛的視頻監(jiān)控信息交互輪渡一體化指揮中心、聯(lián)動(dòng)粵海鐵路輪渡售驗(yàn)票系統(tǒng)、車流管理系統(tǒng)、公安、海關(guān)等部門大數(shù)據(jù)庫，通過應(yīng)用人工智能視頻監(jiān)控、安檢智能審圖、人臉、車牌自動(dòng)識(shí)別驗(yàn)票閘機(jī)等手段，替代港口作業(yè)人員的眼睛和手，實(shí)現(xiàn)港口各要素的全息感知和一體化管控，結(jié)合旅客、貨物智能審圖等大數(shù)據(jù)分析手段，實(shí)施對(duì)旅客、車輛、物品的監(jiān)控和查堵、攔截。依托規(guī)劃建設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)，通過系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理功能可實(shí)現(xiàn)一體化指揮中心互聯(lián)互控，一體化指揮，便捷管理。

2.3.3 實(shí)時(shí)傳輸功能

一體化指揮中心數(shù)據(jù)信息投屏通過智控協(xié)作綜合管理平臺(tái)實(shí)時(shí)處理，輸出幀同步，滿足目前大屏高分辨率屏幕對(duì)顯示的實(shí)時(shí)性要求。遠(yuǎn)端信號(hào)通過光纖實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)、低延時(shí)傳輸，滿足移動(dòng)指揮，快速通訊等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用。

3 指揮中心創(chuàng)新亮點(diǎn)

3.1 場(chǎng)景可視，管理高效

一體化指揮中心實(shí)現(xiàn)了“三個(gè)可視化”管理，達(dá)到快速響應(yīng)與協(xié)同的目的：通過全場(chǎng)景的視頻監(jiān)控及預(yù)警，實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)場(chǎng)可視化”；通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)、經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集分析，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)可視化”；通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)三維建模，把作業(yè)編排、作業(yè)下達(dá)、作業(yè)確認(rèn)以及設(shè)備狀態(tài)形成閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)“邏輯可視化”。

3.2 運(yùn)維分離，流程簡(jiǎn)化

桌面虛擬化、云電腦實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維和操作的分離，簡(jiǎn)化了運(yùn)維人員維護(hù)電腦設(shè)備的作業(yè)流程，減輕了運(yùn)維人員設(shè)備維修的負(fù)擔(dān)，同時(shí)避免了過去辦公電腦出現(xiàn)故障后，維護(hù)人員進(jìn)入辦公區(qū)維修、干擾工作人員的現(xiàn)象，提高了設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)效率。

3.3 數(shù)據(jù)保密，安全維護(hù)

鐵路輪渡業(yè)務(wù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非常重要且保密，存儲(chǔ)重要的、涉密數(shù)據(jù)的服務(wù)器如果存放在指揮中心公共區(qū)域，不僅不利于保管，而且有重要數(shù)據(jù)丟失和泄密的風(fēng)險(xiǎn)。一體化指揮中心對(duì)這些涉密的數(shù)據(jù)信息集中管理，并采取妥善的加密措施，使數(shù)據(jù)信息維護(hù)更加安全、穩(wěn)定、可靠。

3.4 無縫切換，操作便捷

一體化指揮中心顯示大屏信號(hào)切換無延時(shí)、無黑場(chǎng)、無藍(lán)屏、無閃屏等中間過渡態(tài)，瞬間即達(dá)。工作人員查看或操控服務(wù)器時(shí)，無須等待，瞬時(shí)顯示視頻、數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息在顯示大屏上無縫切換，提升觀看和感受體驗(yàn)。

3.5 無損壓縮，清晰流暢

一體化指揮中心支持無壓縮的音視頻傳輸，提供無損的像素對(duì)像素傳輸和零延時(shí)光纖KVM技術(shù)，無論是傳輸?shù)狡唇语@示大屏還是工作人員前的顯示屏，均無損、無延時(shí)顯示分辨率高至4K的圖像，文字清晰、畫面流暢。

3.6 顯控一體，化繁為簡(jiǎn)

一體化指揮中心系統(tǒng)內(nèi)大屏、中控等功能的使用界面全部集成于一套軟件中，在實(shí)際使用中，操作人員只需要通過鼠標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的拖拽就可以完成大屏信息的切換和控制等，所有的軟件實(shí)現(xiàn)和硬件建設(shè)全部在統(tǒng)一的硬件結(jié)構(gòu)下和軟件界面中實(shí)現(xiàn)，顯控一體，簡(jiǎn)化操作。

3.7 虛擬整合，集約共享

一體化指揮中心采用的云桌面是基于超融合服務(wù)器搭建的平臺(tái)，利用虛擬技術(shù)，對(duì)各種物理設(shè)備進(jìn)行虛擬化處理，整合資源，從而使資源的利用率得到有效提升，以此節(jié)約成本、提高應(yīng)用質(zhì)量。在虛擬化技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)軟件和硬件設(shè)備之間的聯(lián)系會(huì)更加靈活，可拓展性也會(huì)大大提升。

4 預(yù)期效果與目標(biāo)

一體化指揮中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)鐵路輪渡基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化、業(yè)務(wù)流程的信息化、資源管理的一體化，全面提高安全管理能力、運(yùn)輸效率、經(jīng)濟(jì)效益、旅客服務(wù)水平。

4.1 安全效益

建設(shè)輪渡一體化智慧指揮中心，實(shí)施進(jìn)港車輛安檢地磅作業(yè)一體化、待渡場(chǎng)與調(diào)度作業(yè)一體化、售取票與檢票作業(yè)一體化的作業(yè)三位一體化管理，通過人工智能視頻監(jiān)控、安檢查危智能審圖、人臉、車牌自動(dòng)識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析等措施，提高港區(qū)各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)上的安全卡控力度，為安全生產(chǎn)組織、調(diào)度指揮和應(yīng)急處置提供全面的輔助決策數(shù)據(jù)，為防范和化解現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全隱患提供全面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，全面提升港口的安全管理水平。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

智能化系統(tǒng)建設(shè)，通過大數(shù)據(jù)的集中分析提高生產(chǎn)組織效率，全面提升輪渡運(yùn)輸管理能力、運(yùn)輸能力和效率，為客戶提供獲取信息的即時(shí)性和便捷性。

4.2.1 降本增效，從有紙化向無紙化轉(zhuǎn)變

智能化系統(tǒng)在總體規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)，使用了大量的現(xiàn)有資源，或者是在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，大大減少在機(jī)房、環(huán)境、硬件以及系統(tǒng)軟件等方面的投資，并且系統(tǒng)將廣泛服務(wù)于過海旅客、南北港口，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。智能化系統(tǒng)建設(shè)完成后，可實(shí)行電子票（二維碼掃碼或刷身份證）檢票進(jìn)港上船，如考慮20%的旅客需要報(bào)銷憑證，預(yù)計(jì)每年在船票紙耗材費(fèi)用方面將節(jié)約成本66.4萬元。

4.2.2 減員增效，從勞動(dòng)密集型向科技密集型轉(zhuǎn)變

智能化、信息化、數(shù)字化建設(shè)對(duì)港口作業(yè)業(yè)務(wù)流程各環(huán)節(jié)實(shí)施改進(jìn)、優(yōu)化和再造，提升了港口生產(chǎn)組織、計(jì)劃編制和作業(yè)管控等方面的能力，科技釋放生產(chǎn)力，裝備替代勞力，改變了原來依靠人工作業(yè)的模式和作業(yè)流程，大大提高了作業(yè)效率。目前南港客運(yùn)員18人、車管員30人、售票員22人，智能化系統(tǒng)實(shí)施后，初步測(cè)算客運(yùn)員15人、車管員11人、售票員16人，南港一共減員28人；北港車管員24人、售票員18人，智能化系統(tǒng)實(shí)施后，初步測(cè)算車管員11人、售票員15人，北港一共減員16人；南北兩港累計(jì)可減少一線人員44人，勞動(dòng)效率提高約40%。

4.3 社會(huì)效益

建設(shè)輪渡一體化智慧指揮中心促進(jìn)港口運(yùn)輸組織與管理業(yè)務(wù)流程的科學(xué)規(guī)范化。智能化系統(tǒng)的建設(shè)過程涉及信息資源集成共享及相關(guān)軟硬件開發(fā)實(shí)施，能夠帶來信息化過程的管理體制和創(chuàng)新認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，同時(shí)提升海南鐵路港口服務(wù)水平。以信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用為基礎(chǔ)，對(duì)港口在生產(chǎn)指揮和運(yùn)輸管理業(yè)務(wù)流程中的大量環(huán)節(jié)改進(jìn)、優(yōu)化和再造做出貢獻(xiàn)。借鑒系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)思想和現(xiàn)代化生產(chǎn)管理理念，建立合理的應(yīng)用預(yù)期和分階段實(shí)施規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)、設(shè)備監(jiān)控與管理、應(yīng)急指揮、安全管理、職工作業(yè)等方面的規(guī)范化科學(xué)管理，以及運(yùn)輸組織與生產(chǎn)作業(yè)的科學(xué)化決策和精細(xì)化管理。通過技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，極大提升了車輛、旅客進(jìn)港通行效率，節(jié)約過海等待時(shí)間，改善旅客過海服務(wù)體驗(yàn)，據(jù)初步預(yù)測(cè)分析，其中貨車進(jìn)港通行效率預(yù)計(jì)提升79%、旅客進(jìn)港通行效率預(yù)計(jì)提升20%。

5 結(jié)語

建設(shè)輪渡一體化智慧指揮中心，打造輪渡運(yùn)輸生產(chǎn)和服務(wù)相結(jié)合的信息化管理平臺(tái)，運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化的信息通信技術(shù)為過海旅客提供“人暢其行，車暢其道，貨暢其流”的出行服務(wù)，促進(jìn)港口運(yùn)輸裝備的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，實(shí)現(xiàn)港口運(yùn)輸組織、運(yùn)輸管理的創(chuàng)新，全面提高鐵路輪渡在運(yùn)輸市場(chǎng)的占有率，有效地提升港口運(yùn)輸?shù)男?、效益，海南鐵路輪渡終將實(shí)現(xiàn)安全、高效、優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新、智能、綠色、可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)。