海砂采运船远程智能监管系统应用研究

胡乔辉，汪望明

（中交广州航道局有限公司，广东 广州 510290）

近年来，随着国家“一带一路”战略的不断推进实施，我国和沿线国家的经济建设取得了巨大成就[1]。其中，港口作为“海上丝绸之路”重要一环，加快港口基础设施建设尤为重要[2]。

目前，疏浚吹填施工技术作为一种先进的施工技术而常用于港口建设施工中，其主要应用水力或机械的方式，挖掘水下的土石方并同时进行输移处理[3,4]。在大小嶝吹填施工中，主要包括陆域形成工程、地基处理工程（排水板堆载预压，水泥搅拌桩），造地面积约170.42 万m2，总用砂量约2032 万m³，采砂主要由50km 外海业主指定取砂区采砂后，转吹至回填区，吹填施工中砂石挖掘和输移作业多由一种新型自吸自卸采砂船完成。

由于砂石资源的需求量较大，砂石资源愈发紧缺，非法采砂作业现象尤为突出，国家对采砂作业作出了严格规定，要求采砂作业只能在指定采砂区域进行[5]。此外，砂石输移量大，输移距离较远，输移航线复杂，采砂作业船数量多，装卸砂石等待时间长等因素也在一定程度限制了大小嶝吹填施工作业效率。鉴于此，对海砂采运船作业及航行过程进行全程监管就显得尤为重要。

本文设计运用了一种海砂采运船舶远程智能监管系统，可实现对采运过程全面监控海砂。一方面，确保了东碇岛海砂采运船舶在东碇岛指定取砂区域进行取砂，且全部转运至指定的储砂坑，避免非法采砂行为的发生，杜绝外购砂冒充东碇岛海砂运至储砂坑。另一方面，通过监管系统可实现对采砂船航行状态进行统一调配，使得整个采砂过程更加有序进行，大大降低采砂船装卸砂过程中的等待时间，有效提高了采砂船作业效率。

1 监管系统设计

1.1 总体要求

（1）考虑到目前国家政策对采砂船及采砂作业区域均做了严格规定，这就要求对采砂船进出采砂区域设立准入机制。

（2）实时监管和调配采砂作业船只，对施工船舶的位置及航行轨迹等信息进行实时采集。

（3）对全作业过程进行可视化，实时查看施工作业进展，及时发现施工作业过程中存在的问题，极大提高问题处理能力，确保吹填作业顺利进行。

（4）为进一步分析施工作业进展，统计采砂作业量，实现采砂作业过程的量化分析，对采砂船采砂作业量等数据进行收集反馈，并定期进行核查。

图1 监管系统要求

1.2 系统组成

整个系统由船载智能终端、监控中心服务器、监控客户端计算机、数据采集工作站等设备组成，实现船舶监控、定位、数据存储、事件记录、数据上传下载、异常事件报警、报表统计等功能。

图2 监管系统组成

1.3 实施流程

采砂船进出采砂区和储砂坑前进行核查认证；在采砂区进行采砂前后及在储砂坑卸砂前后均进行信息采集，包括船舱装载情况抓拍和装载数据收集记录；对于航行中的采砂船进行航行轨迹记录，定时抓拍及异常事件触发抓拍（偏航或停留时间超长等），并对异常事件进行记录反馈。

图3 系统实施流程

2 监管系统应用

2.1 船舶监控

对采砂船当前施工过程进行多屏对比、实时视频流查看，也可在船舶定位功能下显示地图与船舶摄像头的轮巡。

图4 船舶实时监控

2.2 日报表与月报表

月度统计报表主要统计单船月采砂船次及采砂总量，日报表统计每天的采砂详细数据，可用作初步采砂效率分析。

图5 日报表明细

2.3 船舶智能监管报告

对采砂船作业全过程实施情况汇总，报告可打印。主要记录采砂起止时间，卸载起止时间，采砂方量，轨迹等相关信息。

图6 智能监管报告

2.4 船舶航行轨迹

对船舶施工时船舱监控，实时查看船位，船速，定位状态，便于施工过程中船只调度及施工后作业数据分析。

图7 船舶航行轨迹

3 结论

本文以厦门大小嶝吹填造地工程为例，针对采砂船作业管理要求严格及施工过程中监管不够完善而影响采砂作业效率问题，设计运用了一种海砂采运船舶远程智能监管系统，实现对采砂船进出采砂区和储砂区、砂石转运航行及装卸等全过程的监管，使得采砂作业更加合法规范，同时提升吹填施工作业效率。