【标准】SZSD08 0006—2024内河智慧航道 信息化建设指南

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ICS 35.240 CCS L 67 SZSD 数 字 山 东 工 程 标 准 SZSD08 0006—2024 内河智慧航道 信息化建设指南 Inland smart waterways——Information construction guide 2024 - 04 - 15 发布 2024 - 06 - 01 实施 济宁市大数据中心 发 布 SDSZ08 0006—2024 I 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由济宁市大数据中心提出、归口并组织实施。 本文件起草单位：济宁市港航事业发展中心、济宁市大数据中心、中交水运规划设计院有限公司。 本文件主要起草人：刘娜、陈永剑、张亚、杨景军、张英明、石国安、高峰、陈爽爽、胡羽蝶、车 希良、侯东海、薛乃玉、冀文峰、万海霞、马慧卿、程磊、侯保华、王超亮、何海、张智森、李思洋、 张景春。 SDSZ08 0006—2024 1 内河智慧航道 信息化建设指南 1 范围 本文件提供了内河智慧航道信息化建设的指导。 本文件适用于新建、改建、扩建内河智慧航道的信息化设计及建设。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 20263 导航电子地图安全处理技术基本要求 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB/T 25070 信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求 GB/T 28181 公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求 GB/T 39620 沿海船舶自动识别系统（AIS）基站技术要求 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50343 建筑物电子信息系统防雷技术规范 JT/T 679 甚高频（VHF）岸台技术要求 JT/T 697.1 交通信息基础数据元 第1部分：总则 JT/T 697.3 交通信息基础数据元 第3部分：港口信息基础数据元 JT/T 697.4 交通信息基础数据元 第4部分：航道信息基础数据元 JT/T 697.5 交通信息基础数据元 第5部分：船舶信息基础数据元 JTS/T 160 水运视频监控系统建设技术规范 JTS/T 181-1 内河航标技术规范 JTS 195-3 内河电子航道图技术规范 IEC 61162-1 海上导航和无线电通信设备及系统 数字接口 第1部分：单通话器和多方收听器 （Maritime navigation and radio communication equipment and systems - Digital interfaces - Part 1:Single talker and multiple listeners） ITU-R M.1371-5 在VHF水上移动频段内使用时分多址的自动识别系统的技术特性（Technical characteristics for an automatic identification system using time division multiple access in the VHF maritime mobile frequency band） IHO S-52 ECDIS海图内容和显示规范（Specifications for Chart Content and Display Aspects of ECDIS） IHO S-57 IHO数字海道测量数据传输标准（IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data） IHO S-63 IHO数据保护方案（IHO Data Protection Scheme） SDSZ08 0006—2024 2 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 航道 waterway 在江、河、湖、海等水域中，为船舶航行所规定或设置的船舶航行通道。 3.2 智慧航道 smart waterway 以数据为关键要素和核心驱动，融合运用 5G、北斗、大数据、人工智能等新一代信息技术，实现 航道网动态运行管理服务、船舶与航道高效协同的现代化航道。 3.3 感知设备 sensing device 对船舶、航道通航环境、航道基础设施等各类信息要素进行采集、传输、处理和识别的设施设备统 称。 3.4 网络地图服务 web map service 一种基于网络服务接口，能够从一个或多个地理信息数据库传输有地理定位的地图图像数据的地图 服务。 3.5 网络地图切片服务 web map tile service 一种采用预定义图块方法、提供切片地图访问操作的网络服务。 3.6 网络要素服务 web feature service 一种用于传输矢量地理要素数据的网络服务。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AIS：船舶自动识别系统（Automatic Identification System） GIS：地理信息系统（Geographic Information System） GPS：全球定位系统（Global Positioning System） MMSI：水上移动通信业务标识码（Maritime Mobile Service Identify） OGC：开放地理空间协会（Open Geospatial Consortium） WFS：网络要素服务（Web Feature Service） WMS：网络地图服务（Web Map Service） WMTS：网络地图切片服务（Web Map Tile Service） VHF：甚高频（Very High Frequency） 5 基本原则 5.1 内河智慧航道信息化建设宜符合全市智慧港航总体框架，以达到数据共享、业务协同，提升航运 信息化建设成果效能。 SDSZ08 0006—2024 3 5.2 内河智慧航道信息化建设宜根据各地管理特色和各工程建设要求，在先进、适用的前提下确定具 体建设内容。 5.3 内河智慧航道信息化建设宜充分融合应急、物流、海事、航道、污染防治等方面的信息，建立内 河区域资源共享开放接口，形成基于多部门多要素资源的协同工作机制。 5.4 内河智慧航道信息化建设在整体适用的前提下，在基础硬件、基础软件、应用软件、信息安全等 方面积极选用安全、可靠的新技术、新设备、新材料和新工艺。 5.5 内河智慧航道信息化建设框架，按主体内容分为感知层、传输网络层、支撑层和智慧应用层，见 图 1。 5.6 内河智慧航道信息化建设宜建设配套的安全保障体系，满足信息安全、等级保护的相应要求。 智 慧 应 用 层 支 撑 层 感 知 层 传 输 网 络 层 专用网络 公共网络 无线网络 视频监控 AIS VHF 外部数据 雷达 航标遥测遥报 流速流向监测 水位遥测遥报 无人机 高分影像 GIS支撑 位置信息支撑 感知信息支撑 数据支撑 视频管理支撑 PC APP 通航要素 航道动态感知 应急救援 船闸运行监管 航道维护 港航污染防治 监管部门用户多渠道接入 企业用户多渠道接入 社会公众用户多渠道接入 APP PC 航道预警 航道信息服务 对外服务 服务网站 移动服务 安 全 保 障 体 系 航道水面感知 航道水下感知 航道空中感知 气象监测 智能卡口 航道水下地形扫测 数字孪生 图1 内河智慧航道信息化建设架构图 6 感知设备 6.1 总则 6.1.1 感知设备布局宜采用立体感知体系，分为航道水面感知、航道水下感知、航道空中感知三类。 6.1.2 航道水面感知设施宜包括视频监控、AIS 基站、VHF 基站、雷达、航标遥测遥控、气象监测、智 能卡口等。 6.1.3 航道水下感知设施宜包括流速流向监测、水位遥测遥报、航道水下地形扫测等。 SDSZ08 0006—2024 4 6.1.4 航道空中感知设施宜包括无人机、高分影像等。 6.1.5 感知外场设备供电宜优先选用市电，在市电困难或线缆敷设难度大的区域，宜采用风光互补供 电，其蓄电池容量宜满足不小于连续 3 天阴雨天气的要求。 6.1.6 外场感知设施及杆件的防雷接地设施宜符合 GB 50057、GB 50343 的有关规定。 6.2 航道摄像机 6.2.1 布设间距宜为 1km～2km；在航道交汇处、转弯处、汊口处、渡口、临跨河设施、码头前沿等重 点区域宜适当加密航道摄像机。 6.2.2 宜具备对航道交通运行状态、航道基础设施状态实时监控能力，并满足 JTS/T 160 的规定。 6.2.3 监控数据存储保留时间宜不少于 90 天。 6.2.4 安装高度宜以清楚观察周围水域的交通状况无遮挡为前提，优先利用航道岸侧建筑物、临跨河 设施、航标等安装。 6.3 AIS 基站 6.3.1 航道 AIS 基站的布设宜统一规划，合理布设组网，实现全域干线航道 AIS 信号全覆盖。 6.3.2 单座 AIS 基站信号覆盖半径宜不小 20km。 6.3.3 数据接收功能宜能接收 ClassA 和 ClassB 船载 AIS 终端的全部消息语句。 6.3.4 数据输出宜符合 IEC 61162-1 及 ITU-R M.1371-5 最新要求。 6.3.5 宜在航道岸侧已有高层建筑物或铁塔上安装 AIS 基站。当需单独建设铁塔时，宜与智慧航道其 他外场设备合并建设。 6.3.6 AIS 基站的建设宜符合 GB/T 39620 的规定。 6.4 VHF 岸台 6.4.1 航道 VHF 岸台的布设宜统一规划，合理布设组网，实现全域干线航道 VHF 信号全覆盖。 6.4.2 单座 VHF 岸台信号覆盖半径宜不小于 20km，且与 AIS 基站同址建设。 6.4.3 航道 VHF 岸台从事遇险安全通信业务和日常通信业务，宜配置一个遇险安全呼叫守听频道（VHF CH16）和至少一个工作频道。 6.4.4 VHF 岸台的建设宜符合 JT/T 679 的规定。 6.5 雷达 6.5.1 在船闸等重要通航建筑物附近宜设置雷达系统，了解附近船舶的动态信息和交通状况。 6.5.2 雷达系统宜能实现雷达目标的判定和跟踪、雷达目标与 AIS 目标的融合、危险判断和报警等综 合处理，实现对管辖水域船舶航行状态的总体监视。 6.5.3 雷达设备的配置宜根据作用距离、分辨力和定位精度等要求确定。 6.5.4 宜在航道岸侧已有高层建筑物或铁塔上安装雷达天线。当需单独建设铁塔时，宜与智慧航道其 他外场设备合并建设。 6.6 航标遥测遥控 6.6.1 航道航标宜配置航标遥测遥控终端，采集、发送航标设备的运行参数。 6.6.2 航标遥测遥控终端宜至少包括中央控制模块、存储模块、测控模块、通信模块、扩展模块、电 源模块等。 6.6.3 航标遥测遥控终端宜支持北斗单模功能。 6.6.4 航标数据采集频率宜能支持根据实际需求设定，采集间隔时间不宜超过 1 次/30min。 SDSZ08 0006—2024 5 6.6.5 航标遥测遥控设备宜符合 JTS/T 181-1 的规定。 6.7 气象监测系统 6.7.1 在船闸、湖区航道等处宜布设气象站。气象站宜与其他外场感知设备同址布设。 6.7.2 气象站宜具备实时监测风速、风向、温度、相对湿度、气压、降雨量、大气能见度等数据，并 具有监测数据智能分析、自动预警等功能。 6.7.3 宜在无高大障碍物阻挡的位置安装气象仪。 6.8 智能卡口 6.8.1 在航道重要通航建筑物、航道交通繁忙航段等处宜设置智能卡口，具体在跨航桥梁上或航道岸 边立杆安装。 6.8.2 智能卡口系统宜至少集成高清抓拍摄像机、激光雷达等设备，使用激光扫描及视频 AI 技术作为 主要的技术手段。 6.8.3 智能卡口系统宜具有船舶流量统计、船舶抓拍、船型识别等基本功能要求，能够对船舶特定行 为如超载超限、未开启 AIS、未穿救生衣等进行识别。 6.9 流速流向监测 6.9.1 宜在沿江沿海口门处航段、船闸、汛期行洪造成横流较大影响船舶航行的航段等处布设流速流 向监测设备。 6.9.2 流速流向监测仪宜具备采集水流流速、流向、流量等功能。 6.9.3 宜综合考虑现场施工条件、建设成本、维护难度以及各类流速仪适用条件合理选用流速流向监 测设备。 6.10 水位遥测遥报 6.10.1 宜在码头、船闸、水上服务区、锚地、支汊河口、水位变幅较大航段、碍航桥梁等处布设水位 遥测遥报监测设备。 6.10.2 水位遥测遥报系统宜至少包括水位计、遥测遥报采集终端、通信模块、电源模块，并具备实时 采集和发送航道水位数据的功能。 6.10.3 宜综合考虑现场施工条件、建设成本、维护难度以及各类水位计适用条件合理选用水位计的类 型。 6.11 航道水下地形扫测 6.11.1 航道水下地形的扫测宜为等距离采集，绘制里程较长航道时，航道水下地形数据采集宜采用多 波束测深仪。 6.11.2 除航道水下地形外，宜对航道两侧至少 50m 范围的堤岸、码头、碍航物、跨河建构筑物等进行 测量，测绘内容至少包括所在航道、经纬度、建筑类型、基本参数等。 6.11.3 电子航道图的建设宜符合 JTS 195-3 的规定。 6.12 无人机 6.12.1 宜具备水上交通态势及应急监控、航道基础设施状态感知、通航桥梁巡查等能力，宜集成高清 摄影摄像，提供灵活高效的控制监管功能。 6.12.2 巡航避开高压线路、无线基站、电视信号发射塔等强电磁干扰源，远离建筑物密集区和人群。 SDSZ08 0006—2024 6 6.13 高分影像 6.13.1 宜利用高分遥感技术，开展港航资源普查、护岸滑坡变形、岸线动态变化分析、岸线规划实施 情况遥感分析，对重点通航建筑物进行实时监测。 6.13.2 宜利用高分遥感影像开展干线航道的跨河桥梁普查、航道普查、码头普查、堆场普查工作，定 期对港航资源进行普查和更新。 7 传输网络 7.1 传输网络分为接入设备和主干设备，接入设备指感知层外场设备采集的数据至岸侧的传输设备， 主干设备指岸侧到数据中心的传输设备。 7.2 航标遥测遥控、水文遥测遥控、气象监测等数据宜采用 4G/5G 等运营商公网传输。 7.3 接入设备视频监控数据的接入宜优先选择光纤网络传输，在部分现场不宜敷设光缆的情况下，宜 采用 4G/5G、微波或其他无线方式传输。 7.4 AIS 数据、VHF 语音数据、雷达回传数据等宜采用光纤网络传输。 7.5 工作船数据的回传宜采用 4G/5G 方式，当移动网络无法实现全航道覆盖时，宜采用船舶宽带卫星 通信系统实现船岸数据实时互联互通。 7.6 主干设备传输宜采用光传输网络，宜综合考虑各类感知层数据和业务数据的传输需求，合理规划 网络架构和网络带宽。 7.7 宜在航道重要节点或上下行数据较多的节点设置站点，配置光传输设备。 7.8 当采用光缆传输时，宜因地制宜，采用自建光缆或租用、购买运营商光缆纤芯使用权方式。 7.9 对内河智慧航道信息化工程进行区域划分和定级，等级保护定级宜不低于等保二级，网络安全设 计、建设和监督管理宜符合 GB/T 22239、GB/T 25070 的规定。 8 支撑平台 8.1 总则 8.1.1 基础支撑提供服务类应用，通过数据资源中的信息资源服务管理系统运用基础数据，为智慧应 用提供支撑，宜包含 GIS 支撑模块、位置信息支撑模块、感知信息支撑模块、数据支撑模块、视频管理 支撑模块等。 8.1.2 基础支撑宜采用微服务架构构建，支持基于云平台和容器的部署环境，并具备服务注册、服务 发现、服务通信、服务配置、服务容错、服务监控等基础服务能力。 8.2 GIS 支撑模块 8.2.1 GIS 支撑模块宜由 GIS 引擎、地图底图和业务数据组成。 8.2.2 GIS 引擎宜满足以下技术要求。 a) 支持二维地图渲染，具备基本地图操作功能，包括浏览、平移、缩放、图层切换。 b) 具备可扩展性，支持 WMS、WMTS、WFS 协议的地图服务。 c) 满足一定的响应时间和精度要求，地图缩放等级至少支持 1～18 级，显示时间不超过 1s，在 显示大量动态物标（大于 100000）情况下，航道图与地图显示时间不超过 3s。 d) 兼容 PC 端与移动端系统。 e) 具备二次开发能力，能够向应用系统提供 WMS 或 WMTS 协议的地图服务。平台可向应用系统提 供 API，使应用系统能够获取、展示、控制地图图层和地图中的空间要素。 SDSZ08 0006—2024 7 8.2.3 地图底图宜支持 IHO S-57 与 IHO S-63 标准的电子航道图文件，按照 IHO S-52 显示规范绘制要 素，且支持天地图（陆地部分地图、卫星图）与水上部分的电子航道图的融合显示。 8.2.4 业务数据宜支持静态数据图层、船舶、视频以及其他动态数据图层。 a) 静态数据图层宜支持结构化处理后的静态数据（例如：通航要素），按照要素类型分类服务。 b) 船舶图层宜支持 AIS、雷达、北斗信号的展示。宜包含船舶绿点图与船舶实时点位两种展示形 式。船舶点位数据宜采用实时的数据传输协议，传输间隔不宜超过 5s。 c) 视频图层宜根据视频、船舶信息在 GIS 平台中定位，同时能根据地理位置信息反向定位视频信 息。 d) 其他动态数据图层宜包括航标、水文、气象、预警信息等图层。 8.3 位置信息支撑模块 8.3.1 位置信息支撑模块宜具备设备接入、设备信息采集、位置信息处理、位置信息播发、位置信息 服务、状态监测的能力。 8.3.2 设备接入宜支持 AIS、雷达、北斗三种设备的数据接口和通信协议，且支持同时与不同厂商、 不同型号设备接入。 8.3.3 设备信息采集宜支持从设备采集船舶静态信息和实时动态信息，并进行数据的预处理。 8.3.4 位置信息处理宜支持将同一船舶的静态信息与动态信息进行匹配、融合处理，将数据转换为统 一的数据格式。 8.3.5 位置信息播发宜包括上一步骤所形成的船舶数据，并采用实时播发的机制，从动态信息采集到 应用系统接收的时间间隔不宜超过 5s。 8.3.6 位置信息服务宜包括船舶实时位置查询、指定区域内船舶实时位置查询、指定时间范围内船舶 轨迹查询、指定区域范围内船舶轨迹查询、船舶绿点图图层等功能。 8.3.7 状态监测宜包括设备运行状态、存储空间、系统运行状态监测功能，且具备故障自动重连机制， 可包含报警推送功能。 8.4 感知信息支撑模块 8.4.1 感知信息支撑模块宜具