内河数字航道的成效机理与指标评估

２０１６年１月　水运工程　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊａｎ．２０１６　Ｎｏ．１　Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．５１１　第１期总第５１１期　·数字航道·　■　内河（１．长数江航字道局航，刘湖道北怀武汉的　４，３成０李１０学；效２祥．　武机汉，理杨工品大与学福，。　湖指北武标汉４评３０６３估；　木　３．长江航道规划设计研究院，湖北武汉４３００１１）　摘要：在我国内河水运发展形势与趋势分析的基础上，针对当前我国内河航道数字化、智能化发展缺乏成效机理、成　效评估指标等基础问题，首先明确了内河数字航道的概念及发展定位，指出了本阶段的成效目标，从技术进步、机制完善、　发展、模式变革等方面剖析了内河数字航道的成效机理，概述了交通运输信息化成效评估的一般方法，从航道条件动　态监控能力、航道数据资源组织能力、航道业务数字化应用能力、航道信息服务能力等４个方面构建了内河数字航道成效的　评估指标，并以长江干线数字航道的建设与运行为例构建了成效评估实例，为内河航道信息化的深化和优化发展指明了方　向，有利于推动构建畅通、高效、平安、绿色的内河水运体系。　关键词：资源；数字化；机理；评估；指标　中图分类号：　Ｕ　６７５．１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９７２（２０１６）０１—００２１—０６　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｉｎｌａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｗａｙ　ＬＩＵ　Ｈｕａｉ—ｈａｎ　，ＬＩ　Ｘｕｅ—ｘｉａｎｇ　一，ＹＡＮＧ　Ｐｉｎ－ｆｕ　（１．Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ　Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｗｕｈａｎ　４３００１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００６３，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｃｈａｎ￣ｉａｎｇ　Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ　４３００１　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｌａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｐｏ￣，ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔａｌ＆ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｉｎｌａｎｄ　ｗａｔｅｒｗａｙ．ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｌａｃｋ　ｏｆ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ，ｗｅ　ｍａｋｅ　ｃｌｅａｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｌａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｗａｙ，　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｔａｒｇｅｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｔａｇｅ，ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｉｎｌａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｗａｙ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｃｈａｎｇｅ，ｏｕｔｌｉｎｅ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｉｎｌａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｗａｙ　ｆｒｏｍ　４　ａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｗａｔｅｒｗａｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｄａｔａ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ，ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｉｎｌａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｗａｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ　ｗａｔｅｒｗａｙ．Ａｌｌ　ｔｈｅｓｅ　ｗｏｕｌｄ　ｈｅｌｐ　ｄｅｅｐｅｎ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｉｎｌａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｗａｙ，ａｎｄ　ｔｈｕｓ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｏ　ｂｕｉｌｄ　ａｎ　ｏｐｅｎ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｓａｆｅ　ａｎｄ　ｇｒｅｅｎ　ｉｎｌａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ；ｄｉｇｉｔａｌ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｉｎｄｅｘ　近年来，我国经济社会快速发展，对交通运　输的需求日趋猛烈。为了有效缓解日益增长的交　通运输压力，妥善解决旅客与货物快速、高效、　我国交通运输发展正在从传统的单一依靠各类交　通运输基础设施快速扩张，转向建、管、疏相结　合，高度重视依靠现代信息技术促进各类交通运　输方式提质增效、多种交通运输方式有效衔接的　安全、低成本、低碳、低污染的交通运输问题，　收稿日期：２０１５．１０－２５　基金项目：交通运输部２０１３年信息化重大专项（２０１３－３６４－５４８－２００）　作者简介：刘怀汉（１９６５一），男，教授级高工，从事航道整治、水路交通信息化、数字航道与智能航道研究。　·２２·　水运工程　２０１６年　新模式。其中，作为我国经济社会发展重要依托　的内河水运，因具有运能大、占地少、成本低、污　染小等比较优势，已经成为我国综合交通运输体系　的重要组成部分。特别是随着国发［２０１１］２号文　和国发［２０１４］３９号文的出台，长江等内河水运　适应内河航运在通行效率、通过能力、航运节能　减排等方面需求为导向，以主动型内河航道资源　的开发利用为手段，注重铁路一水路、公路．水路、　水路一水路的有效衔接，兼顾防洪、水电开发、水　生态保护等多种涉水应用需要，推动实现内河水　运的畅通、高效、平安、绿色。但是在成效机理　与评价方法方面鲜有研究，不利于科学指导内河　数字航道的持续深化与优化。　发展已经上升为国家战略，是建设长江经济带等　国家战略的重要依托。内河航道在内河水运发展　中具有基础性、先导性、服务性的作用，航道需　求量的增长，既体现了社会对航道资源价值认可　程度的提升，也反映了人们对航道资源利用程度　的加强¨Ｊ。　１　内河数字航道的定位及成效机理研究　一般来讲，内河数字航道是对内河航道管　当前，物联网、云计算、大数据等信息技术　飞速发展，已经渗透到经济社会发展的各个领域，　深刻影响和推动着我国生产力发展和经济社会组　织方式，成为推动经济发展、社会变革的重要力　辖区域、管理对象及管理活动的数字化表现，　是综合运用遥感、遥测、地理信息系统、宽带　网络、通讯、计算机模拟、多媒体等多种技术　对航道业务流程、动态监测管理和辅助决策服　务的虚拟化、数字化、网络化、智能化和可视　量。内河数字航道是现代信息技术与内河航道业　务融合的具体体现，区别于以往的疏通、整治开　化的技术系统，是服务于、业务部门、公　众以及内河航道规划、建设、维护、管理和综　合服务的、可持续发展的信息基础设施和信息　系统的集成。　发，已经成为智能开发利用阶段内河航道资源开　发利用的新手段。关于智能开发利用阶段内河数　字航道发展的问题，我国学者在顶层设计【２］、技　术体系　１、技术研究　、工程建设㈣等方面开展了　探索，形成了较为明确的发展思路及成效目标，　可以概括为：以航运安全为根本和基础，以有力　１．１定位分析　根据上面内河数字航道的概念，可对其进行　图式表达（图１）。　图１　内河数字航道的图式表达　第１期　刘怀汉，等：内河数字航道的成效机理与指标评估　·２３·　从内河数字航道的概念及图式表达来看，对　内河数字航道的理解不应仅停留在实体航道的数　字化及可视化展现上，而是以不断完善的实体航　道数字模型为基础，以航道规划、建设、养护、　管理、服务等业务模型为核心，以航道数据资源　的融合、共享、交互为纽带，面向各类航道组织　主体，以各类业务的数字化应用为手段，横向推　进航道业务模式的转型升级、纵向推进航道业务　与航运等涉水相关业务应用的协同，是传统的内　河航道及其业务的数字化再造。　从内河航道的发展来看，数字航道阶段是内　河航道在智能开发利用阶段的前期和基础，承前　充分利用疏通、整治的航道资源成果，启后为内　河航道信息化的深入发展奠定基础。　１．２成效机理　内河数字航道作为传统内河航道的一场，　对航道发展的推动作用实质也是对航道资源开发　的推动作用，其成效机理主要体现在以下几个　方面：　１）理念与技术。通过实体航道的建模和　各种航道监测传感装置、航道测量设施设备的部　署与应用，完成状态到数据再到信息的转换，实　现对航道条件信息的主动、有效掌控，推动主动、　及时、科学开展航道维护管理活动，并及时、准　确地向内河航运等涉水业务应用提供所需的、个　性化的航道条件信息服务。　２）数据与机制。通过航道养护、管理、　信息服务等各种航道业务数据的建模和信息资源　的生产、组织、整合、更新、共享、交互、应用，　实现对各种航道业务的整合优化，引导航道业务　机制完善。　３）业务与。通过航道养护、管理、　信息服务等各种航道业务的建模和业务信息系统　的部署与应用，实现对各单项航道业务的高效组　织，推进航道业务模式转型和航道业务组织管理　完善。　４）服务与模式。通过高品质航道信息服　务内容和多样化航道信息服务途径的构建与应用，　实现与内河航运等涉水应用业务的融合交互，开　启航道资源充分利用新模式。　２　内河数字航道的成效评估研究　与其他行业数字化转型过程一样，内河数字　航道的实现以航道的信息化工程建设为基础、以　长期的有效运行管理为根本，然而信息化工程普　遍具有成本不确定性、效益复杂多样性等特点，　对其成效评估目前没有成熟的方法。　２．１信息化成效评估概述　从单纯的信息化项目成效评估来看，目前常　用的评估方法大体可以分为基于主观满意度的评　价和基于客观标准的评价两类。主观满意度评估　方法的原理是将信息化项目看作并非于使用　者和其他社会因素的客观实体，大多仅限于以定　性分析为主，强调人的主观判断在评估活动中的　重要性。而客观标准评估方法使用一系列量化的　指标全方位综合反映该评估对象，然后采用一定　的数学方法运算量化指标，以形成最终的评价　结果。　从与内河数字航道最相近的公路、铁路、民　航等交通运输信息化成效评估来看，主要采用客　观标准评估方法，在高速公路信息化成效评估方　面，有学者运用信息化绩效成熟度测定构建了３个　绩效指标、１３个一级指标、３０个二级指标　；在　铁路信息化成效评估方面，有学者综合运用平衡　记分卡法、层次分析法、模糊综合评价法，以指　标体系将战略地位、系统应用水平、经济效益、　社会效益、信息资源效益等５大因素列为一级指　标，分解了１４个二级指标　；在民航信息化成效　评估方面，有学者根据国家信息化六要素设计了　１１个一级指标和２６个二级指标　；在内河航道信　息化成效评估方面，目前也有一些研究成果，但　是没有与航道整治的成效剥离，或者缺乏成效机　理分析的支撑ｐ　。　总体来看，对内河数字航道成效的评估，应　·２４·　水运工程　２０１６生　紧紧抓住内河航道资源开发利用的本质目标，并　结合智能开发利用阶段的成效目标，以主观满意　度评价为辅，以客观标准评价为主，参照国家电　子政务信息化绩效考核办法，针对内河数字航道　的图式表达内容建立评估指标。　２．２成效评估指标构建　以实体航道、航道组织、航道业务等数字化　模型为基础，以航道业务信息化基础设施设备的　建设、应用、维护等为手段，以航道业务开展涉　及的业务对象、业务过程、组织机构为作用对象　构建内河数字航道的成效评估指标（表１）。　表１　内河数字航道成效评估指标分解　航道业务的数字化覆盖情况　航道业务应用　航道业务数航道业务的优化情况　数字化，实现　鬻航道业务的协同情况　航道业务转　为主）　航道业务标准的制定情况　型、业务　机制完善　航道业务标准的执行情况　１）航道条件动态监控能力指标。包括航道要　素的监控种类覆盖情况、各类航道要素变化的时　空监控精度、各类航道要素变化的时空监控频率、　各类航道要素的时空重构精度、各类航道要素的　监控标准制定与执行情况。以航道水位、水深、　河床地形、水流等的监测和测绘为对象展开。　２）航道数据资源组织能力指标。包括航道数　据资源的整合、管理、更新、共享、分发情况和　航道数据标准的制定与执行情况。以各类动静态　的航道数据资源为对象展开。　３）航道业务数字化能力指标。包括航道业务　的数字化覆盖情况、优化情况、协同情况和航道　业务标准的制定与执行情况。以航道规划、建设、　养护、管理等业务为对象展开。　４）航道信息服务能力指标。包括航道信息服　务内容的完整性、准确性、可靠性，航道信息服　务的融合、交互情况，航道信息服务的方式、航　道信息服务标准的制定情况与执行情况。以航道　服务信息、航道服务功能、航道信息服务途径为　对象展开。　２．３成效评估实例　基于以上的内河数字航道成效评估指标，以　“十二五”期长江干线数字航道为例构建评估实　例，评价结果见表２—５。　由表２—５可知，通过“十二五”期长江干线　数字航道的建设与运行，辅以运行机制的调　整完善，显著提升了对航道水位、水深、水流等　主要航道要素的动态监控能力，初步建立了以航　道养护、信息服务数据资源为主体的长江航道数　据资源体系，初步实现了航道养护等主要航道业　务的联网协同应用，首次构建以长江电子航道图　为主体的航道综合信息服务体系，长江干线航道　资源的开发利用迈人数字化时代，未来需要在全　航道要素动态监控、航道要素信息的空问重建与　预测预报、航道日常管理业务整合、面向全行业　的航道信息服务等方面进行优化与深化。　第１期　刘怀汉，等：内河数字航道的成效机理与指标评估　’２５‘　河床地形　人工测量、人工处理　不定期　数字化测量、软件处理　长河段每年至少２次、一般河段每年　至少３次、重点河段每月至少１次　表３　长江干线数字航道建设前后长江航道数据组织能力对照　一类业务名称　二类业务名称　建设前　建设后　航道行政管理　通航设施管理　航道设施保护管理　人工管理　人工管理　人工管理　人工管理、数字化应用环境　人工管理、数字化应用环境　人工管理、数字化应用环境　日常办公　航道日常管理　人事管理　财务管理（含固定资产）　档案管理　人工模式、纸质流转　人工管理、纸质流转　人工管理、纸质流转　联网协同　联网管理　单机数字化管理　单机数字化管理　联网协同　联网管理　联网管理　人工管理、纸质流转　人工监管、纸质流转　基建管理　科研管理　会务及资讯发布　人工管理、纸质流转　现场会、人工告知　·２６。　水运工程　２０１６卑　３结语　参考文献：　［１】Ｌｉｕ　Ｈｕａｉｈａｎ，Ｌｉｕ　Ｑｉｎｇ，Ｃａｉ　Ｄａｆｕ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　Ｏｎ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｉｎｌａｎｄ　Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｓｔａｇｅ【Ｃ］／／　１）内河数字航道是内河航道在智能开发利用　阶段的主要手段，是内河航道信息化发展最关键、　最基础的阶段，具有承前启后的作用。　２）内河数字航道作为内河航道发展的一场技　术，其作用机理突出体现在主动型的航道维　ＩＣＴＩＳ２０１３　ＡＳＣＥ２０１３．武汉：中国交通运输协会等，　２０１３：２　１６４－２　１７１．　［２］　郭涛，刘怀汉，万大斌，等．长江“智能航道”系统架构与　关键技术［Ｊ］．水运工程，２０１２（６）：１４０—１４５．　［３　刘怀汉，李学祥，杨品福，等．长江智能航道关键技术体　３】系研究［Ｊ】．水运工程，２０１４（１２）：６－９．　护管理服务理念、先进的信息技术应用、完整的　航道数据模型、全面的航道业务转型、健全的航　道维护管理机制、完善的航道维护管理、多　途径的航道信息服务、多样化的航道业务模式。　因此，同步持续推进信息技术与航道业务的融合、　逐步建立数字航道运行的、配套完善管理的　［４］　吕永祥．长江干线航道要素状态感知与交互技术分析［Ｊ］．　水运工程，２０１２ｆ　９）：１５３—１５８．　【５　杨品福，陆英，徐志远，等．长江航道局“十二五”数字航　５】道建设实施方案的编制及思考［Ｊｊ．航道科技，２０１３（１）：　１４．１７．　机制、加快航道业务的模式转型，有利于数字航　道成效的快速释放。　［６］　蒋悦，钱钢，卞Ｅｔ瑭．基于成熟度模型的公路信息化绩　效评估研究『Ｊ］．南京师范大学学报：工程技术版，　２００９（３）：８８－９２．　３）内河数字航道的发展是一个循序渐进的过　程，及时开展成效评估，有利于加速推进内河数　字航道的深化与优化。从长江干线数字航道的指　标评估来看，持续推进航道条件动态监控、航道　数据资源组织、航道业务数字化应用、航道信息　【７】　孙亮．中国铁路信息化项目效益评估理论与应用研究【Ｄ】．　北京：北京交通大学，２００７．　［８】　党亚茹，高峰．民航信息化中期评估指标体系设计与研　究［Ｊ］．交通运输系统工程与信息，２００３（５）：３２－３７．　［９】　余青容，刘林，李学祥．长江航道信息化项目建设效益　评估指标体系研究［Ｊ】＿水运工程，２０１４（１２）：１４０—１４５．　服务等能力的提升，是长江干线数字航道持续优　化与深化的方向。　４）我国内河数字航道的发展仍处于起步阶　段，对内河数字航道成效的认识和评估应继续紧　密跟踪工程建设与运行管理的实践。　（本文编辑武亚庆）　著作权授权声明　全体著作权人同意：论文将提交《水运工程》期刊发表，一经录用，本论文数字化复制权、发行权、　汇编权及信息网络传播权将转让予《水运工程》期刊编辑部。