海砂采運(yùn)船遠(yuǎn)程智能監(jiān)管系統(tǒng)應(yīng)用研究

胡喬輝，汪望明

（中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510290）

近年來(lái)，隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)實(shí)施，我國(guó)和沿線國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了巨大成就[1]。其中，港口作為“海上絲綢之路”重要一環(huán)，加快港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尤為重要[2]。

目前，疏浚吹填施工技術(shù)作為一種先進(jìn)的施工技術(shù)而常用于港口建設(shè)施工中，其主要應(yīng)用水力或機(jī)械的方式，挖掘水下的土石方并同時(shí)進(jìn)行輸移處理[3,4]。在大小嶝吹填施工中，主要包括陸域形成工程、地基處理工程（排水板堆載預(yù)壓，水泥攪拌樁），造地面積約170.42 萬(wàn)m2，總用砂量約2032 萬(wàn)m3，采砂主要由50km 外海業(yè)主指定取砂區(qū)采砂后，轉(zhuǎn)吹至回填區(qū)，吹填施工中砂石挖掘和輸移作業(yè)多由一種新型自吸自卸采砂船完成。

由于砂石資源的需求量較大，砂石資源愈發(fā)緊缺，非法采砂作業(yè)現(xiàn)象尤為突出，國(guó)家對(duì)采砂作業(yè)作出了嚴(yán)格規(guī)定，要求采砂作業(yè)只能在指定采砂區(qū)域進(jìn)行[5]。此外，砂石輸移量大，輸移距離較遠(yuǎn)，輸移航線復(fù)雜，采砂作業(yè)船數(shù)量多，裝卸砂石等待時(shí)間長(zhǎng)等因素也在一定程度限制了大小嶝吹填施工作業(yè)效率。鑒于此，對(duì)海砂采運(yùn)船作業(yè)及航行過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)管就顯得尤為重要。

本文設(shè)計(jì)運(yùn)用了一種海砂采運(yùn)船舶遠(yuǎn)程智能監(jiān)管系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)采運(yùn)過(guò)程全面監(jiān)控海砂。一方面，確保了東碇島海砂采運(yùn)船舶在東碇島指定取砂區(qū)域進(jìn)行取砂，且全部轉(zhuǎn)運(yùn)至指定的儲(chǔ)砂坑，避免非法采砂行為的發(fā)生，杜絕外購(gòu)砂冒充東碇島海砂運(yùn)至儲(chǔ)砂坑。另一方面，通過(guò)監(jiān)管系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)采砂船航行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，使得整個(gè)采砂過(guò)程更加有序進(jìn)行，大大降低采砂船裝卸砂過(guò)程中的等待時(shí)間，有效提高了采砂船作業(yè)效率。

1 監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體要求

（1）考慮到目前國(guó)家政策對(duì)采砂船及采砂作業(yè)區(qū)域均做了嚴(yán)格規(guī)定，這就要求對(duì)采砂船進(jìn)出采砂區(qū)域設(shè)立準(zhǔn)入機(jī)制。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)管和調(diào)配采砂作業(yè)船只，對(duì)施工船舶的位置及航行軌跡等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。

（3）對(duì)全作業(yè)過(guò)程進(jìn)行可視化，實(shí)時(shí)查看施工作業(yè)進(jìn)展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工作業(yè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，極大提高問(wèn)題處理能力，確保吹填作業(yè)順利進(jìn)行。

（4）為進(jìn)一步分析施工作業(yè)進(jìn)展，統(tǒng)計(jì)采砂作業(yè)量，實(shí)現(xiàn)采砂作業(yè)過(guò)程的量化分析，對(duì)采砂船采砂作業(yè)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集反饋，并定期進(jìn)行核查。

圖1 監(jiān)管系統(tǒng)要求

1.2 系統(tǒng)組成

整個(gè)系統(tǒng)由船載智能終端、監(jiān)控中心服務(wù)器、監(jiān)控客戶(hù)端計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集工作站等設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)船舶監(jiān)控、定位、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、事件記錄、數(shù)據(jù)上傳下載、異常事件報(bào)警、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能。

圖2 監(jiān)管系統(tǒng)組成

1.3 實(shí)施流程

采砂船進(jìn)出采砂區(qū)和儲(chǔ)砂坑前進(jìn)行核查認(rèn)證；在采砂區(qū)進(jìn)行采砂前后及在儲(chǔ)砂坑卸砂前后均進(jìn)行信息采集，包括船艙裝載情況抓拍和裝載數(shù)據(jù)收集記錄；對(duì)于航行中的采砂船進(jìn)行航行軌跡記錄，定時(shí)抓拍及異常事件觸發(fā)抓拍（偏航或停留時(shí)間超長(zhǎng)等），并對(duì)異常事件進(jìn)行記錄反饋。

圖3 系統(tǒng)實(shí)施流程

2 監(jiān)管系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 船舶監(jiān)控

對(duì)采砂船當(dāng)前施工過(guò)程進(jìn)行多屏對(duì)比、實(shí)時(shí)視頻流查看，也可在船舶定位功能下顯示地圖與船舶攝像頭的輪巡。

圖4 船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控

2.2 日?qǐng)?bào)表與月報(bào)表

月度統(tǒng)計(jì)報(bào)表主要統(tǒng)計(jì)單船月采砂船次及采砂總量，日?qǐng)?bào)表統(tǒng)計(jì)每天的采砂詳細(xì)數(shù)據(jù)，可用作初步采砂效率分析。

圖5 日?qǐng)?bào)表明細(xì)

2.3 船舶智能監(jiān)管報(bào)告

對(duì)采砂船作業(yè)全過(guò)程實(shí)施情況匯總，報(bào)告可打印。主要記錄采砂起止時(shí)間，卸載起止時(shí)間，采砂方量，軌跡等相關(guān)信息。

圖6 智能監(jiān)管報(bào)告

2.4 船舶航行軌跡

對(duì)船舶施工時(shí)船艙監(jiān)控，實(shí)時(shí)查看船位，船速，定位狀態(tài)，便于施工過(guò)程中船只調(diào)度及施工后作業(yè)數(shù)據(jù)分析。

圖7 船舶航行軌跡

3 結(jié)論

本文以廈門(mén)大小嶝吹填造地工程為例，針對(duì)采砂船作業(yè)管理要求嚴(yán)格及施工過(guò)程中監(jiān)管不夠完善而影響采砂作業(yè)效率問(wèn)題，設(shè)計(jì)運(yùn)用了一種海砂采運(yùn)船舶遠(yuǎn)程智能監(jiān)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采砂船進(jìn)出采砂區(qū)和儲(chǔ)砂區(qū)、砂石轉(zhuǎn)運(yùn)航行及裝卸等全過(guò)程的監(jiān)管，使得采砂作業(yè)更加合法規(guī)范，同時(shí)提升吹填施工作業(yè)效率。