0  引言

船閘是通航建筑物主要形式 ,其作用在于幫助克服上下游水位落差 , 以達到船舶順利通行的目的 。據(jù)統(tǒng)計 ,全國有900多座船閘 ,僅江蘇就有150多座船閘(含套閘、節(jié)制閘通航孔),分別由水利或交通運輸部門等單位管理 。隨著我國內(nèi)河水運交通量的持續(xù)增加 ,船閘通過能力相對船舶過閘需求不足的矛盾愈發(fā)突出 ^[1] ,在不改變基礎設施的情況下 ,優(yōu)化交通組織能夠提高通過能力與服務質(zhì)量 ,有利于船閘更加高效地發(fā)揮作用^[2]。

1    背景與現(xiàn)狀

1.1    船閘通行能力提升途徑
船閘作為水路咽喉要道和服務窗口 ,其通行效率關系到水網(wǎng)通暢與安全 , 并直接反映工程管理單位的服務水平 。船閘的通過能力不僅與其規(guī)模和技術(shù)指標有關 ,還與船型、交通負荷和調(diào)度方式等因素有關^[2] 。 國內(nèi)船閘通行能力的提升大致有三個途徑: 一是二三線閘室擴建 ,增加閘室數(shù)量以適應日益增長的需求;二是通行等級提升 ,改建船閘以適應船舶大型化、匹配航道等級;三是通過信息化、智能化技術(shù)應用和數(shù)據(jù)賦能 ,提高船閘管理水平和運行效率。

當前 ,船閘建設面臨的土地 、資金 、生態(tài)等要素約束愈發(fā)嚴格 ,依靠工程建設來提高船閘通行能力的困難程度不言而喻 。相較于新建或改擴建船閘龐大的資金需求及漫長的建設周期 ,通過充分挖掘現(xiàn)有船閘資源 ,加強隊伍建設 ,提高船閘的維修養(yǎng)護水平 ,重視船閘數(shù)字化新技術(shù)的應用 ,從而提高船閘運營管理水平 ,具有明顯的資金優(yōu)勢和時效優(yōu)勢 ,應作為提高船閘通行能力的首要手段。因此 ,不可單純依賴增加閘室數(shù)量或提高船閘等級來緩解過閘壓力 , 只有通過建設智能運管系統(tǒng)實現(xiàn)船閘服務流程重構(gòu)和管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型 ,才是短時間內(nèi)突破“瓶頸 ”最有效可行的途徑。

1.2    面臨的挑戰(zhàn)及原因分析

邵仙套閘是江都水利樞紐工程的重要組成部分 ,位于揚州市江都區(qū)仙女鎮(zhèn)以北的高水河。多年來船閘運行一直采取船員在南、北遠調(diào)站上岸登記 ,核定噸位和人工窗口收費的調(diào)度收費管理模式 。船舶過閘需要先在指定停泊區(qū)?？?,船員攜帶證件上岸登記、核對、刷卡繳費 ,再回船等待調(diào)度指令。

從整體上看 ,船閘運行管理中面臨的挑戰(zhàn)主要包括過閘流程煩瑣、設備設施老化、人員老齡化及技能不足、設計尺寸限制、船型標準化程度低及內(nèi)控監(jiān)督機制缺失等方面。過閘流程煩瑣 ,船員需要上下船辦理過閘手續(xù) ,費時費力且不方便 ,也不安全;設備設施老化影響閘門的靈活啟閉與監(jiān)控系統(tǒng)準確性 ,降低了通航效率和安全性;人員老齡化及技能不足導致操作不規(guī)范、溝通響應遲緩 ,影響調(diào)度效率; 設計尺寸限制使得船閘難以適應船舶大型化趨勢 ,過閘等待時間較長 ,甚至會引發(fā)嚴重擁堵現(xiàn)象;船型標準化程度低加大了船舶過閘編排難度 ,閘室空間利用率不高;內(nèi)控監(jiān)督機制不健全造成管理效率低下 ,難以及時應對突發(fā)情況,增加了運行風險。這些挑戰(zhàn)共同制約了船閘運行效率、服務效能和安全性的提高。

邵仙套閘近年來通過持續(xù)的升級改造 ,包括自動化監(jiān)控系統(tǒng)、過閘收費系統(tǒng)的建設 ,在一定程度上緩解了部分矛盾 。但是在運行管理方面仍完全依賴服務窗口和人工登記收費 ,已難以適應水運快速發(fā)展 ,特別是船舶大型化、通過量激增等情況 ,不能滿足船舶快捷過閘的實際需求 ,從而導致了運行管理與服務中的各種問題 ,不僅降低了通航效率 ,更是通航安全的重要隱患 。高水河是江都水利樞紐向北送水的主要通道 ,當抽水站大流量送水時 ,水體會產(chǎn)生較大的縱向流速 ,容易導致上行船舶上岸繳費時出現(xiàn)安全事故。

因此 ,為了提高通行效率和管理水平 ,必須通過 “智改網(wǎng)聯(lián) ,數(shù)據(jù)賦能 ”,從變革業(yè)務模式入手 ,開展邵仙套閘智能運管系統(tǒng)的建設 ,實現(xiàn)以智能過閘服 務模式為核心的運行管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型 ,徹底破解過閘流程煩瑣的突出問題。

1.3    智能過閘服務模式

隨著以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的信息技術(shù)發(fā)展 ,國內(nèi)各地均在積極探索和試點推進船舶智能過閘服務 ,部分已取得較好的應用效果。智能過閘服務重點實現(xiàn)了船舶調(diào)度和收費的智能化 ,基于移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)“過閘不上岸 ,服務不見面”。由于管理體制和運營模式差異 ,各地智能過閘服務的技術(shù)實現(xiàn)形式各異 ,概括起來主要有三種:一是以西南省份為代表的“以電養(yǎng)航”不收費模式 ,船閘僅以運行調(diào)度為核心 ,免收過閘費 ,系統(tǒng)功能復雜度及技術(shù)難度相對較低;二是以江浙省份為代表的“計次收費”模式 ,采用船舶總噸或核載噸位(不分空重載)單一費率收費 ,功能復雜度及技術(shù)難度適中;三是以安徽為代表的“計量收費”模式 ,依據(jù)船舶空重載狀態(tài)計費 ,采取空、重載狀態(tài)雙費率甚至三費率(空載、半載、滿載)方式收費 ,功能復雜度及技術(shù)難度相對較高。

智能過閘服務模式的本質(zhì)是業(yè)務流程的變革 ,通過船舶身份識別、電子支付、智能調(diào)度、電子發(fā)票、消息推送等技術(shù)綜合運用 ,船舶過閘從原來的上岸、登記、繳費、打票、回船、待閘、進出閘優(yōu)化為遠程申報、登記、自助繳費、待閘、進出閘、發(fā)票推送。最重要的是 ,船員只需一部智能手機 ,全過程遠程在線操作 ,方便快捷 ,動動手指就免去了從前上下船奔波的辛苦 ,應用實效明顯。

2   水利船閘智能運管系統(tǒng)設計

2.1    業(yè)務場景目標

徹底變革邵仙套閘運行管理模式 ,借助互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù) ,從面向管理轉(zhuǎn)型為面向服務 ,由“面對面 ”辦理手續(xù)升級為遠程“不見面”信息交互 , 以服務船員為中心重組優(yōu)化過閘流程 ,建立新的“遠程申報—審核確認—自助繳費—遠程調(diào)度”流程 , 提供便民、快捷的過閘服務 ,提升整體運行效率和本質(zhì)安全性。

智能運管系統(tǒng)需實現(xiàn)手機申報、審核確認、遠程繳費、調(diào)度過閘及電子發(fā)票推送等功能應用。船員只需一部智能手機 ,足不出船即可完成船舶過閘的所有操作 ,做到過閘不上岸 ,繳費不跑腿。

2.2    過閘流程優(yōu)化

過閘船員辦理手續(xù)全面數(shù)字化、遠程化 ,下船上岸登記、繳費、等待通知的煩瑣過程全部改由智能手機+互聯(lián)網(wǎng)渠道完成 。過閘流程關鍵步驟如下:

1)遠程申報:船員使用智能手機APP自助填報航次信息并提交過閘申請,運管系統(tǒng)自動關聯(lián)船舶身份。

2)審核確認:在運管系統(tǒng)中 ,工作人員審核船員的申報信息 ,確認無誤后通過審核。符合條件的誠信船舶到閘也可自動報到并由系統(tǒng)自動審核 ,完成遠 程登記。

3)自助繳費:審核通過后 ,船員在APP中選擇合適的支付方式進行閘費繳納 。閘費由系統(tǒng)根據(jù)計費標準自動計算和顯示。

4)遠程調(diào)度:已繳費成功的船舶接收到調(diào)度指令后 ,根據(jù)工作人員相應通知 ,駛?cè)氲却齾^(qū)準備進閘或直接進閘。

5)過閘確認:船舶實際通過船閘后 ,工作人員在系統(tǒng)中進行信息核對稽查 ,完成過閘確認操作。

6)發(fā)票推送:經(jīng)確認的過閘船舶由運管系統(tǒng)自動通知稅控平臺開具電子發(fā)票 ,發(fā)票鏈接可通過短信推送至船員手機 ,或在APP中按需查詢下載。

不上岸過閘流程如圖1所示。

2.3    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

充分消化吸收國內(nèi)智能過閘服務模式優(yōu)點 ,結(jié)合套閘在計費標準、電子發(fā)票及支付渠道等方面的實際需求 ,形成適用于邵仙套閘的智能運管系統(tǒng) ,如圖2所示。

數(shù)據(jù)層包括船舶資料 、船舶位置 、運調(diào)數(shù)據(jù) 、收費數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)等主題數(shù)據(jù)庫;平臺層主要是支撐系統(tǒng)運行的基礎運行環(huán)境、數(shù)據(jù)治理服務、用戶認證服務及電子地圖引擎(選用公共地圖);應用層工作人員使用電腦端Web應用 ,船員使用手機端APP應用 ,包含運調(diào)收費、聚合支付、遠程申報、電子發(fā)票、 船舶識別等子系統(tǒng)或模塊;船舶自動識別手段主要考慮使用智能手機定位;電子發(fā)票開具和管理 ,按照政策要求通過與現(xiàn)有稅控發(fā)票平臺規(guī)范對接實現(xiàn)。

軟件開發(fā)技術(shù)路線為JAVA Web體系 ,選用主流 TOMCAT開源容器 ,手機端通信基于HTTPS協(xié)議 ,保證安全性、易用性、兼容性和可維護性 。采用SOA面向服務體系架構(gòu) ,運行調(diào)度子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)之間以Web服務方式松耦合掛接。

2.4    主要功能設計

智能運管系統(tǒng)在功能模塊設計方面聚焦快捷 、高效、所見即所得的設計目標 ,互聯(lián)共享各類數(shù)據(jù)資源 ,融合打造形成技術(shù)先進的便民服務與智能管理一體化信息系統(tǒng)。船舶資料、運行調(diào)度、閘費管理、統(tǒng)計分析及系統(tǒng)維護等面向工作人員的功能集合為運調(diào)收費子系統(tǒng) ,該子系統(tǒng)也是整個系統(tǒng)的主體。遠程申報子系統(tǒng)采用面向過閘船員的手機APP,該子系統(tǒng)是過閘信息服務的主要載體;聚合支付、電子發(fā)票 、船舶識別作為相對獨立的子系統(tǒng)設計 , 形成運調(diào)收費與遠程申報、聚合支付、電子發(fā)票、船舶識別子系統(tǒng)“1+4”功能框架 ,如圖3所示。各子系統(tǒng)共享一套數(shù)據(jù)環(huán)境 ,無縫對接稅控發(fā)票管理平臺 ,全面兼容主流第三方支付渠道。

2.4. 1   運調(diào)收費子系統(tǒng)

由船舶資料、運行調(diào)度 、閘費管理 、統(tǒng)計分析及系統(tǒng)維護等模塊組成 ,實現(xiàn)船舶資料管理、調(diào)度指令生成與發(fā)布、閘費自動計算、繳費通知生成、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與報表分析等功能。

2.4.2   遠程申報子系統(tǒng)

包含遠程申報、電子繳費和過閘記錄、消息推送等功能。手機APP提供船舶過閘業(yè)務辦理功能及信息查詢服務 。船員通過智能手機自助進行遠程登記和閘費電子支付 ,并接收自動發(fā)送的電子發(fā)票、過閘調(diào)度指令等信息。

2.4.3   聚合支付子系統(tǒng)

建立聚合支付通道 ,開發(fā)“多合一”支付接口 ,對接支付寶、微信及網(wǎng)銀在線支付平臺實現(xiàn)多種支付方式。支付子系統(tǒng)與調(diào)度子系統(tǒng)無縫關聯(lián) ,負責發(fā)起支付和退款 ,記錄交易情況 ,并記錄每一筆交易的詳細信息 ,包括交易時間、金額、支付方式等。

2.4.4    電子發(fā)票子系統(tǒng)

實現(xiàn)收費開票一體化應用 。開票接口實現(xiàn)開票請求 、結(jié)果查詢 、作廢申請以及紅字發(fā)票等相應功能 ,支持發(fā)票作廢申請和紅字發(fā)票的開具。

2.4.5   船舶識別子系統(tǒng)

包含電子報到區(qū)、船舶識別、實時位置獲取等功能。在套閘區(qū)域的電子地圖中劃設報到區(qū)電子圍欄 ,船舶進入報到區(qū)后 ,自動關聯(lián)識別其身份 ,用于審核確認和調(diào)度業(yè)務操作。

3    系統(tǒng)應用實踐

3.1    建設歷程與成效

2020年9月 ,邵仙套閘智能運管系統(tǒng)上線運行 ,全面支撐不見面過閘服務 ,手機遠程申報繳費 ,船舶自動識別 ,船員自動接收調(diào)度通知 ,移動互聯(lián)網(wǎng)+過閘服務全面賦能套閘運行管理 。系統(tǒng)實現(xiàn)了過閘收費、調(diào)度以及日常管理的綜合應用 ,在江蘇省水利系統(tǒng)率先自主提供了微信、支付寶、銀行卡在線聚合支付服務 ,不但節(jié)約了運行管理成本 ,降本增效 ,同時還縮短了船舶過閘時間 ,提升了服務水平。2022年12月 ,智能運管系統(tǒng)按照全新架構(gòu)對原有調(diào)度、收費、分析、服務等模塊進行了優(yōu)化升級 ,運行調(diào)度子系統(tǒng)功能升級 ,進一步提高了技術(shù)兼容性和性能 ,夯實了軟件安全基礎 ,優(yōu)化了用戶操作體驗 ,可為過往船舶提供更高效便捷的服務 。邵仙套閘運行管理穩(wěn)步邁入“水上ETC”時代。

3.2    應用特色總結(jié)

邵仙套閘智能運管系統(tǒng)的研究與實踐 ,實現(xiàn)了運行效率和服務質(zhì)量雙提升。系統(tǒng)的成功應用表明 ,運用現(xiàn)代信息技術(shù)實施智能化改造、推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型 ,是提升船閘管理水平的有效手段和提高為民服務能力的有效途徑。

3.2. 1   面向服務對象的過閘流程重組優(yōu)化

智能運管系統(tǒng)變革“下船—上岸—回船”傳統(tǒng)過閘流程 ,以船員服務對象為中心 ,在吸收國內(nèi)智能過閘模式的基礎上進行重組優(yōu)化 ,建立了符合邵仙套閘實際的過閘流程。系統(tǒng)通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ,能夠自動識別船舶身份 ,自動計算過閘費用 ,并通過手機APP實現(xiàn)遠程繳費 。這種自動化、自助化的流程設計極大地便利了閘船溝通 ,縮短了過閘時間 ,船員無須上岸即可完成所有手續(xù) ,過閘體驗非常友好。

3.2.2   聚合主流支付渠道便利在線自助繳費

系統(tǒng)在水利系統(tǒng)率先打造了包含支付寶 、微信及銀行卡繳費的聚合支付平臺 ,實現(xiàn)了主流支付渠道全覆蓋 ,可由船員自主選擇繳費方式。這一創(chuàng)新舉措提高了操作便捷性和系統(tǒng)可靠性 ,滿足了服務對象多樣化的支付需求。

3.2.3    電子發(fā)票開具推送自動化、一體化

系統(tǒng)在設計時結(jié)合船員需求和管理實際 ,在滿足稅務監(jiān)管要求的前提下 ,實現(xiàn)收費和開票功能自動化、一體化運行 。在人工推送電子發(fā)票的基礎上 ,進一步簡化了票據(jù)管理 ,從人工推送升級為自動推送 。船舶過閘確認后 ,系統(tǒng)自動開具過閘費發(fā)票 ,并自動向船員手機端推送電子發(fā)票鏈接 ,船員可隨時按需下載。

3.2.4   服務模式轉(zhuǎn)變推進綜合管理提質(zhì)增效

智能運管系統(tǒng)的實施不僅讓船員真正體驗了互聯(lián)網(wǎng)帶來的便利 ,享受到更加便捷、高效、安全的過閘服務 ,在推動邵仙套閘綜合管理方面也發(fā)揮了重要作用 。過閘秩序難管理、船員反復投訴、運行安全風險多、一線人員不足和老齡化嚴重等運行管理、綜合管理問題得到解決或緩解 。一線人員勞動強度大幅降低 ,內(nèi)部管理矛盾壓力明顯減少 ,推進了套閘綜合管理提質(zhì)增效。

4   總結(jié)與展望

創(chuàng)新發(fā)展不停步 ,為民服務無止境。我們身處一 個數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化技術(shù)快速迭代升級的時 代 , 以計算機、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能為代表的技術(shù)持續(xù)賦能千行萬業(yè) ,不斷催生各種新場景、新模式、新應用 ,改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式 ,推進社會高質(zhì)量發(fā)展。

1)智能運管系統(tǒng)的建立幫助邵仙套閘成功應對了發(fā)展中面臨的各種挑戰(zhàn) ,也為后續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎 。一方面 ,隨著智能手機、移動通信網(wǎng)更新?lián)Q代 ,移動應用形態(tài)也在發(fā)生轉(zhuǎn)變 ,手機APP將往小程序“輕應用”方向演化 ,更加方便船員安裝使用;另一方面 ,隨著系統(tǒng)深化應用 ,信息資源不斷積累 ,在數(shù)據(jù)挖掘分析、智能預測調(diào)度、安全監(jiān)測預警、全自動化運行和內(nèi)部考核管理等工作中都將發(fā)揮更大作用。

2)網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全相關法規(guī)密集出臺 ,國家在網(wǎng)絡空間治理、網(wǎng)絡安全管理方面的要求越來越嚴格。智能運管系統(tǒng)業(yè)務融合度高 ,套閘運行管理工作對其依賴性強 ,一旦發(fā)生網(wǎng)絡攻擊等事件將造成較大社會影響 ,必須嚴格落實法規(guī)要求 ,從理念、技術(shù)、管理層面全面實施網(wǎng)絡安全監(jiān)測和加固 ,并注重培養(yǎng)既熟悉系統(tǒng)又懂網(wǎng)絡、懂安全的自主專業(yè)技術(shù)力量 ,強化網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全管控能力。

3)船閘通行管理涉及多個部門機構(gòu) ,并且會跨越不同機構(gòu)的轄區(qū) ,如邵仙套閘上下游都設置有交通船閘 ,船舶交通安全則主要由交通執(zhí)法部門實施監(jiān)管。智能運管系統(tǒng)使用后 ,多個單位可以及時互通管理信息 ,共同保障船舶順暢過閘 ,但由于沒有做到實時聯(lián)網(wǎng) ,缺少跨部門數(shù)據(jù)共享加持 ,“一船多方”的協(xié)調(diào)機制作用沒有得到充分發(fā)揮 ,圍繞船舶過閘“一件事”的聯(lián)動監(jiān)管、協(xié)同服務合力仍待加強。

4)智能運管系統(tǒng)的研究實踐為水利樞紐工程數(shù)字化、智能化發(fā)展提供了有益探索。江蘇水利船閘數(shù)量多 ,其中有部分仍在延續(xù)傳統(tǒng)運行和收費模式 ,已不能滿足船員快捷過閘需求 ,船閘單位和有關主管部門可加大信息化建設力度 ,加快智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián) ,提升行業(yè)數(shù)字化服務水平。

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2024年第21期第8篇