苏州内河港航数字化转型实践与思考

陈广杰，游庆仲

（1. 苏州市港航事业发展中心，江苏 苏州 215007；2. 江苏省综合交通运输学会，江苏 南京 210019）

1 苏州内河港航信息化建设实践

1.1 苏州内河水运发展现状

21 世纪以来，我国积极推进以长江、珠江、淮河等水系为主体的内河航运建设，注重内河船舶大型化、标准化以及港口规模化、集约化发展，加强绿色水运及其节能环保关键技术和设施设备研发［1］，促进了内河集装箱运输、多式联运发展，现代水运比较优势得到进一步发挥。苏州地处我国经济发达的长三角核心区域，素有“水乡泽国”之称。境内河流纵横，湖荡密布，京杭运河苏南段纵贯南北，苏申外港线、长湖申线等航道联通东西，全市境内千吨级航道达480 多公里，占全省总里程的15%，内河货运码头近600 座。据统计，2021 年苏州港完成货物吞吐量5.66 亿吨，完成集装箱吞吐量811.49 万标箱，苏州内河港吞吐量总计达1.77 亿吨，集装箱吞吐量达10.44万标箱，辖区3 座交通船闸年开放闸次4.57 万次、通过船舶1.88 亿吨，京杭运河浒关断面船舶年通过量达39.36 万艘次、计3.06 亿吨［2］，为地方经济社会高质量发展作出了重要贡献。

1.2 苏州港航信息化技术创新应用

“十三五”期间，苏州港航坚持“互联网+交通发展”的系统性思维，以港航高效监管和便民服务为导向，以构建绿色环保、智能高效的水运新格局为目标，在全市构筑交通运输行业监管、应急指挥、数据归档与仿真决策、视频监控、信息服务等五大支撑系统的架构下，推进航道可视化、船舶智能化、监管服务网络化等港航信息化系统功能升级，开展了无人机倾斜摄影技术、无人机正射影像技术、水下地形扫测技术、地理信息技术、数据库技术、5G网络通讯技术、视频采集分析技术的示范应用。先后完成了《苏州航道水下多波束测深系统》《苏州航道水位观测系统》《苏州航道服务区锚地视频监控系统》等信息化项目的建设。其中《苏州航道三维实景综合监管平台》以京杭运河（苏州段）为主要载体，以“电子沙盘”的形式，实现了实时、实景、智能地信息化监管和服务功能。该项目作为苏州港航推进数字化转型发展的一次创新实践，已成功入选2021 年苏州市数字政府优秀案例，为打造江苏交通强国先行示范区、助力数字政府建设提供了智慧港航样板。

1.3 苏州港航智慧协同平台优化升级

“十三五”以来，苏州港航以一体化改革为驱动，以港航基础设施数字化改造重点，加强监管立体化、服务网络化、指挥协同化为导向的苏州智慧港航体系建设，着力升级打造港航智慧协同平台，平台总体框架如图1 所示。

平台在深化研究航道、航标、船闸、港口、船舶等港航全要素运行规律的基础上，按照三维空间系统信息分析、业务应用全流程模拟等技术思路，充分利用5G 通讯、北斗定位、云端存储等技术，打通业务链条数据流。同步升级改造外场感知系统，推进测绘采集、传感器监测、数字建模等数据集成融合，增强数据综合处理能力和资源优化配置能力。在业务信息数字化感知协同、三维立体实景展示和数据综合分析应用等功能方面有了明显提升。

1.3.1 业务信息数字化感知协同

平台建设以制度改革、流程再造、标准统一、场景需求为抓手，顶层推动业务信息数字化感知采集标准化、一体化、集约化建设。平台综合港航矢量图层、要素图层、业务图层等多种数据图层（如图2 所示），以及卫星影像、无人机高清正射影像、无人机倾斜摄影模型、水下三维地形等技术，为港航实时运行状态监测展示和业务协同提供了高效平台级支撑，也为各业务系统数据信息在线供给水平提供了监督评价依据，促进数据质量进一步提高。

1.3.2 三维立体实景展示

平台融合航道水上三维实景模型、水下三维地形、航道三维电子沙盘等多元数据，开发三维GIS 和数字孪生环境，将空间数据在数字孪生引擎进行加载和渲染，实现相关属性信息无缝无损集成。利用三维浏览功能，可以从空中、水面、水下多角度浏览水下地形、水工建（构）筑物、水上助（导）航设施等通航环境的整体情况，如图3 所示。比如，智慧疏浚监管系统利用三维实景模型，叠加工程实体监控、定位等功能，使得分析研判更加直观高效。在苏南运河等航道整治工程中，有效解决了传统疏浚工程监管难点。

1.3.3 数据综合分析应用

基于数字孪生开展状态模拟、趋势分析等技术应用，平台实现了业务流程数据信息的综合展示、发布、更新、推送、共享等功能。基于港航统计指标体系的大数据融合，结合多种图表统计形式，使得港口、船闸、船舶、航标等专题数据分析成果更形象化、具体化、直观化，如图4 所示。数据价值挖掘和数据应用需求得到了延伸拓展，数据支持、数据服务、数据发布等能力上了一个新台阶。

2 苏州内河港航数字化转型面临的问题与挑战

交通领域数字化是利用新一代信息技术，构建交通运输全行业数据的采集、传输、存储、处理和应用反馈体系，以交通数据为资源要素和价值驱动，衍生出交通数字经济产业。在融合交通运输设施、活动的物理和虚拟空间进程中，逐步打通关联行业间的数据壁垒，提升数字交通整体价值，提高行业整体运行效率，促进交通运输体系现代化发展［3］。数字化是交通运输发展的必然选择，数字化转型趋势也得到了航运界的普遍认同［1］，但相比航空、公路和铁路等运输方式，我国航运业特别是内河港航方面的信息化水平还总体偏低，甚至有专家认为，或将成为综合交通运输数字化转型中的落后板块。

2.1 内河港航产业体系发展不平衡

一是港航相关产业发展水平不同。内河港航产业涉及港口、船舶、航道、贸易、服务五大领域之间有效的整合难［4］，各自发展阶段和所处水平不同，综合统筹协调难度大，在“协同化港口群”、“一体化港航运”等方面推进困难。二是协同性生态圈尚未形成。当前，包括航运金融、航运电商、智能货运、船舶维保、政务服务、口岸通关和金融支付等的内河航运生态圈融合度不够，政府公共平台服务支撑不足，相关信息沟通共享程度不高［3］。三是港航基础设施体系还欠发达。干线航道规划达标率还有待进一步提高，规划港区和公共作业区等因资金、土地保障要素供给不足，港口服务效能还未充分发挥。

2.2 内河港航数字化发展基础仍显薄弱

一是数据资源条块化和信息碎片化等现象依然严重。港航及其关联信息数据分散在多个区域、多个行业和部门单位，相互之间尚未实现高度开放。二是统一的数据标准及其生成更新机制尚待完善。港航行业数据种类繁多，监测形式多样，信息感知和采集模式复杂，需进一步建立健全数据保障工作机制。三是基于大数据的港航信息服务覆盖不足。智能航运、智慧物流等新业态发展不够强劲，在港航产业数字化及数字产业化方面引导和投入还需加大。

2.3 苏州内河港航信息化发展问题剖析

对标长三角等周边地区，分析苏州港航发展情况可以看出，在推进港航信息化建设中还存在一些问题和短板。

2.3.1 智能感知和监测覆盖面不足

信息化技术发展之快远超我们的认知，而技术在行业的深化应用程度还远远不够。近年来，苏州港航部门虽建成了一些系统，但还留有空白和死角。如服务区锚泊资源利用情况、驳岸技术等级、船舶通过量等港航运行状态仍主要依靠人工获取，船舶通行速度、航道断面密度、运输货种统计、泊位装卸效率、岸电设施供给等航运要素的监测智能化技术手段仍未实现全覆盖，数据体系的完整性还有待进一步完善。

2.3.2 信息系统协同效率提升不快

总体而言，苏州港航数据资源交互中仍以港口航道要素信息、港航日常管理的数字化为主，其他数据资源共享程度不高。苏州船舶过闸、航道养护、港口管理等条线系统依然保持数据相对独立的局面，未建立起有效弥合、高效共享机制，综合业务信息流尚未实现有效集成运用，数据共享和辅助综合研判水平不高。如船闸管理方面涉及过闸费征收系统、船闸控制系统、视频监控系统等多个业务系统，在指挥调度船舶过闸时，工作人员需要切换多个业务系统协作完成。

2.3.3 数据治理和技术能力短板突出

苏州市港航各业务条线数据标准和数据质量不尽相同，在数据汇聚、主题分类、实体映射、动态模拟、多维呈现等融合应用方面的技术能力建设偏弱。近年来，在积极探索对存量数据有效分析利用过程中技术基础积累还显不足，致使存量数据信息赋能航运管理服务的成效不高。如利用多波束扫测积累的多年水下地形数据有几十TB 之多，但成果仅停留在书面检测报告和相关图表，在河床演变分析和预防性养护决策等方面的应用支持仍未充分发挥。

2.4 苏州港航数字化转型带来的主要挑战

2.4.1 组织创新和机制创新需加快推进

数字化转型是新技术带来的系统性变革，是人工智能、云计算、大数据、物联网等信息技术的全面嵌入并深度植入行业应用，通过构建全新的数字化技术体系，全面赋能产业发展。带来的不只是管理转型与效率提升，更是生产模式的巨大转变。数字化转型的核心内涵是价值体系重构，从组织上和系统上消除信息分散、质量不高等基础性问题。就港航领域而言，由此带来重大变革和挑战就是系统性体制改革，重新构建生产、监管和服务等模式、流程，促进内河航运产业转型和高质量发展。

2.4.2 交通技术人才供给需求迫切

近年来，随着智能交通系统建设加快推进，以航运交通流检测数据、港航监控视频数据以及系统数据和管理服务数据等为主体的港航数据范围和体量不断扩大，市级日常交通数据以及关联信息数据量级已从TB 级别跃升到PB 级别，以智能终端为服务窗口的、以云计算和大数据分析技术为支撑的智能交通信息服务正在逐步成为主流，交通运输复杂多元的数据汇聚、存储、共享、再造等已成为行业数字化的重点。切实增强动静态海量交通数据的智能化处理分析能力是支撑日益庞大的数据体深层价值挖掘的有效手段，而落实好这些任务，交通技术人才，特别是技术复合型管理人才和企业家供给显得非常紧迫。

2.4.3 数据资源综合利用保障需更加高效

数字港航发展的核心诉求是效率。未来，港航产业将通过基础设施数字化和物联网建设来实现全业务数字化，本质是使航运产业全面融入服务产业互联网、工业互联网、消费互联网，打造新的数字生态系统来赋能航运现代化发展。这种数字化航运赋能机理应该是开放的、生态化的，是面向各业务数字需求与供给双向的，从而实现高效的数据资源开发利用和业务协同。但是，现阶段港航数字化依然面临着标准统一性、相应法律规范完整性和约束性，以及行业间数字业务合作利益保障性等诸多问题，如何保持数据的开放利用以及数据的安全监管之间的动态平衡，是数据资源综合利用的巨大挑战。

3 加快苏州港航数字化建设的几点思考

3.1 把握机遇，谋划港航数字化转型发展新思路

苏州港航中心作为政府管理职能部门，在数字政府指引下，加快推进数字交通建设、提升行业治理现代化水平是基本考量，应在新的历史机遇期，顺势而为，谋定数字化转型发展新思路。

3.1.1 促进产业数字化和数字产业化融合

“新一代航运系统”的技术路线逐步明晰，船舶智能化、港口智能化等产业正成为航运产业链突破提升的重要方向［1］。未来，随着港口航运业由传统的劳动密集型产业向高智能化、自动化、生态化产业转型，产业数字化将推动生产运营等模式重塑，并促进全链条数字化协同水平不断提升，相关产业发展基础、规模效益、服务品质将得到大幅提升，产业服务地方经济的贡献度将进一步凸显。而通过港航数字化打造的一体化互联共享平台，将在智能化、可视化指挥调度、决策支撑体系和综合信息服务等功能方面有质的飞跃，全区域的港航活动的监管和服务将更加及时高效。

3.1.2 更加突出绿色发展战略

发展绿色、智能、韧性航运是国家战略需要，是交通强国建设的重要任务。《交通强国建设纲要》明确，要加快综合运输结构调整，以碳中和目标为牵引，以数字化和人工智能技术变革为动力，激发交通运输加快要素迭代、绿色发展。据了解，欧盟已制定了水路运输碳中和、零事故、自主化和竞争化发展战略，计划到2030 年30%的路程300 公里以上的道路交通将被铁路或者水运替代。近年来国家出台的《国家综合立体交通网规划纲要》《内河航运发展纲要》都对绿色水运、智能服务及内河航运高质量发展提出了新要求。苏州要顺应国家大力发展水运的重大战略，推动水运建设增速，并通过数字化、智慧化升级，进一步发挥水运绿色发展优势。

3.1.3 强化数字化转型提档增速的要素保障

苏州作为全国内河水运最发达的地级市之一，理应担当起为港航现代化建设先行探路的责任，进一步强化绿色低碳转型、智慧便捷服务和安全高效发展等方面正向刚性引领，努力在港航数字化转型建设中形成更多创新样本。一是要对标上海、浙江等长三角水运发达地区，用数字化改革牵引行业发展动能加快释放的态势［5］，从船舶智能网、物联网、航运装备网和智能决策系统等广覆盖的应用场景搭建着手，顶层设计制定一个持续滚动推进的行动计划。二是抓住机遇，完善交通新基建布局，全面提升交通基础设施数字感知水平，促进行业治理全链条协同，构建精确分析和精细管理能力。三是强化价值发掘，聚焦港航数据的规范化、标准化、开放化应用，创新政策举措，把握好节奏与力度，从供需两端推动数字化示范应用加快落地。

3.2 深化体制机制改革创新，赋能苏州港航高质量发展

交通运输部印发的《数字交通“十四五”发展规划》提出，要以数字化、网络化、智能化为主线，以改革创新为根本动力，实现先进信息技术赋能交通运输发展。当前，数据平台分隔、公共数据开放不足、数据治理不规范等因素均抑制了港航数字化转型发展，这必须依靠数字协同改革创新实现突破。

3.2.1 打破壁垒，强化数据信息体系共建集聚

《国家综合立体交通网规划纲要》明确，2035 年要实现“交通基础设施数字化率达到95%”。港航数字化转型要实现港航全要素、全方式、全周期的数字化，首先要能够将物理空间中的港航活动和各参与方在全生命周期内规划、建设、生产、经营、管理、服务、监督等各类相关要素，以及社会、经济、人文、气象、地理、空间等各类涉及港航领域的其他要素实现数字化。一是要着力构建大数据综合集成系统。港航数字化转型的一个基本要求就是数据信息资源的集聚，要打破部门和企业壁垒，改变“九龙治水”的局面，加快建立健全一体化综合交通大数据管理体制机制。同时，要完善相关协同创新工作机制，扎实推进数据标准、规范、目录、确权、赋值等技术基础建设。二是要推进综合交通大数据中心体系建设。江苏省交通运输厅提出“十四五”加快打造综合交通运输“数据大脑”，建设全省综合交通大数据“赋能”中心和数据平台，增强“综合交通运行监测和协调指挥平台”和“智慧交通大数据中心”功能。苏州港航要积极利用省级平台和苏州市交通运输指挥中心（TOCC）平台强大的计算服务、技术支撑和跨区域数据资源，不断夯实港航新基建数字底座，构建可靠的数据治理架构。

3.2.2 构筑港航数字化转型发展的生态圈

数字将成为未来最重要的生产要素。要以构建“数据应用价值链”为重点，有效发挥可靠可信数字的对港航产业带来的增值。一是扎实推进港航数字化改革，积极谋划开放重大数字化应用场景。聚焦监管痛点，以解决突出问题为导向，创新工作体系，突出制度重塑，着力开展核心业务梳理，推进流程再造、系统集成［6］。二是以构建数据共享开放体系为支撑，支持打造港航产业数字化发展的生态圈。港航产业链条长，数据共享需求大，要以完善港航领域技术“创新链”为驱动，分类分步推进港航数字化转型，推动“交通链”向“数据链”转变，促进全链条数据高效协同，从而不断推动新业态、新模式创新生成［7］。三是积极参与行业数据标准化建设，联合港航产业市场主体及相关部门研发出台数据规范，健全行业间的数据共享和数字化实践应用的长效机制，高效统筹港航相关信息资源，推进港航全要素兼容联动，促进港航智能化决策能力和数字化服务效能加快提升。

3.2.3 把数字化作为“一把手”改革工程推进落实到位

数字化转型的本质是持续改革。过程中主要领导必须牵头负责，把港航数字化改革创新作为转型发展的总牵引、总抓手，戮力亲为推进改革，常抓不懈。同时，要积极培育持续向好的航运生态发展环境，引导支持打造数字交通新业态、新模式，按照“市场先行、政府补位”的改革创新的思路，鼓励港航企业与信息化企业融合开展业态模式创新，积极培育本土数字交通技术服务商，增强数字交通产业化动力和可持续服务能力。要重视交通数字化复合型人才的培养和引进，更加注重港航人才数字化转型能力培育，不断增强港航数字化转型的人才支持保障。

3.3 开放拓展应用场景，探索推进数据资源综合利用和价值挖掘

数字化转型发展重在创新应用。苏州港航要加强数字信息以及数字技术在运行监测、运营管理、运输服务和安全应急等领域的研究应用，在关键技术应用方面形成更多示范。同时，要积极打造优良的港航大数据服务生态系统，推动港航行业信息技术应用不断创新。

3.3.1 打造一批港航服务和业务应用场景示范

数据只有应用中才会产生价值。习近平总书记强调，要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态和新模式。今年5 月，江苏省交通运输厅发布了22 项数字交通技术需求清单，为全省打造交通数字技术应用场景，推动数字交通科技创新平台明确了任务和目标。随着港航服务需求更加多元，苏州港航系统要继续坚持需求牵引、问题导向，围绕港航基础设施绿色化建造和智慧化监管、运行状态自动化感知和智能化监测、设施养护精准化研判和高效化实施、行业服务数字化提升和便捷化供给等方面，强化需求调研分析，深化梳理构建船舶端、港口端、航道端、产业端及行业监管端等港航数字技术应用服务场景，制定数字化应用场景清单，以2023 年世界智能交通大会在苏州举办为契机，积极开展应用场景融合技术创新，推进示范场景落地。

3.3.2 坚持探索，在推进数字技术实际应用中挖掘数据价值

数字化转型是一个实践探索过程。苏州港航要依托信息化发展优良条件，全面开展航道、港口全生命周期健康性能监测大数据综合分析技术应用；结合智慧港口、智慧航道重点工程，推动BIM 正向设计及GIS 地理信息系统融合技术在港航基础设施全生命周期中的应用；探索构建设计、建造和养护运营全过程信息共享传递、数据无损流转协同机制；积极探索基于北斗技术的智慧导航应用、高分遥感技术在港航基础设施巡查应用；进一步推进大数据技术在运行监测和安全监管方面的融合应用，提高航运流量和交通事件监测、精准识别、基础设施检测、危险源识别等场景化技术应用覆盖度；探索开展融合人工智能、虚拟现实知识图谱等技术在决策分析中的示范应用，进一步提升大数据背景下监管的动态性与决策的有效性。

3.3.3 坚持数字技术产业化、实体化发展，培育数字交通创新发展集群

苏州及周边具有优良的科创产业和优势资源条件，要在智慧航道、智慧船闸、智慧港口、智能船舶、“一单制”多式联运等数字化转型示范工程建设中，通过开放场景等方式积极引入社会力量，推动产学研深度合作，鼓励实体化发展数字交通产业，积极开展基于区块链的港航数据共享研究及应用，探索构建“政产学研”利益共享的长效协作研发机制，逐步形成机制健全、场景丰富、资源充分的数字交通科创平台发展格局。

3.3.4 注重数据治理，持续提升数字应用技术能力

要进一步加强数据技术支撑需求和案例分析，加强数据分析应用和价值挖掘。此外，在数据资源集中组织、加工分析、生态管理、智能服务等各环节，要强化基础计算、算法支撑、模型处理（交通模式、预警预测、通量、调度优化、用户画像、预置模版）、痕迹学习等功能，在大数据仓库资源支持下，实现分析、研判、预警等信息的精准推送，并不断优化数据可视化服务等治理效能，提升自组织数据集成分析及辅助指挥决策能力，逐步实现数字技术赋能内河港航和治理能力现代化。

4 结 语

本文以港航数字化转型为题，基于近年苏州市港航领域信息化建设实践经验和存在的问题分析，梳理了碳中和、航运现代化背景下港航业数字化转型面临的机遇及主要挑战，着重从港航职能部门的视角探讨了加快新基建布局和苏州港航感知系统建设、完善港航数据信息体系集聚共享机制的技术路径，从探索开放拓展应用场景、构筑数据资源综合利用和价值挖掘生态圈、培育数字交通复合人才团队和创新发展体系等方面提出了推进数字化、智慧化赋能苏州港航高质量发展的几点具体举措建议。希望本文可以为长三角地区内河港航业和管理部门在推进数字化发展工作中提供参考。