集成創新構建新一代航運系統

內河航運作為聯結內陸與遠洋運輸市場的紐帶，是內陸大宗貨物長途運輸和外貿貨物遠洋運輸供應鏈的主力軍。截至2023年末，我國內河航道通航里程達12.82萬公里，內河港口生產用碼頭泊位16433個，萬噸級及以上泊位469個，內河運輸船舶10.66萬艘，全年完成貨運量47.91億噸、貨物週轉量20773億噸公里，主要承擔集裝箱、煤炭、石油、鐵礦石、糧食等大宗貨物運輸，有力支撐了內河流域打造具有較強創新能力和集聚效應的經濟走廊，對建設全國統一大市場也發揮了重要作用。

近年來，歐盟通過制定水路運輸碳中和、零事故、自主化和競爭化發展戰略，對以內河、近海綠色智能船舶為核心的未來航運模式開展了一系列探索性研究。我國先後出台《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網規劃綱要》等，從設施數字化、裝備智能化、綠色環保、科技創新等方面對內河航運發展提出了相關要求。但是，內河航運企業“小、散、弱”問題仍然突出，加之水運運價長期低迷、運營組織模式同質化，目前內河航運水平還不能滿足經濟社會發展的需要。推動內河航運高質量發展的關鍵，在於加快轉型升級，構建現代化內河航運體系。其中至關重要的一點，就是強化科技創新，建設綠色、智能、韌性的新一代航運系統，由低成本優勢向科技創新優勢轉變。

我國內河航運管理體制經過了多輪調整，但總體來看業態仍較為傳統，還存在產業鏈上中下游缺乏統籌協調等問題。隨着新業態、新模式不斷湧現，航運業傳統的生產組織形式、資源配置方式也在發生改變，數字化、智能化、綠色化轉型發展是大勢所趨。當前，新一代移動通信、北斗高精度導航定位以及時空位置校準等技術日臻成熟，海事專用網絡在內河干線水域及重點航段已實現全覆蓋，為構建新一代航運系統提供了有利條件。

新一代航運系統是利用大數據、物聯網、人工智能、新材料等技術，增強“船—港—貨”協同能力的新型水路運輸系統。船舶航行中的感知、認知、決策及控制等功能主體逐漸從船員轉向智能裝備與系統，將改變傳統主要依靠船員進行航行操控的方式，更新船舶運營模式，實現航運諸環節各要素協同。推動綠色智能船舶、數字生態航道、可靠岸基支持、韌性運營服務等方面統籌協調，將有效促進航運系統與上下游產業融合發展。

我國內河航運受航道水量、河牀地形、水下地質影響較大，幹線航道、支流航道、封閉水域航道通航條件各異，造成內河船舶、通航基礎設施、運輸組織難以實現統一調度。內河航運系統技術創新需立足不同水域通航資源和港航產業優勢，圍繞構建現代化內河航運體系提供“一域一方案”，因地制宜、分級分類推動新一代航運系統標誌性技術在典型場景應用。

以地處中原的沙潁河“平頂山—漯河—周口”航道為例，該航道是河南省通江達海的重要水運幹線，由於航道上建有70座跨公路、鐵路橋樑，其中部分橋樑在建設時未充分考慮航運需求，導致淨空高度不足（橋矮），加上水深的季節性變化（水淺），傳統航運模式下千噸級船舶通航困難，運力無法發揮。針對該航道現狀，通過設計專用船型、採用新能源動力，提升單船裝載能力，同時利用內陸通信便利，研發遠程駕控與自主航行混合模式，實現船員從“在船駕控”轉為“安全值守”，通過船載自動駕駛裝置和船岸協同控制大幅改善航行精度，避免船橋碰撞風險。據估算，項目實施後可減少50%的船員、提升單船裝載能力約20%，有效提高運輸效率和服務質量。

構建新一代航運系統強調多技術集成創新。金沙江航道是長江干流航道向上的自然延伸，流域礦藏資源種類多、儲量大。金沙江干流建有向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德4座水電站，極大改善了中下游航道條件，但也形成了4段不連續的“藕節式”航道，航運需求與“高壩礙航”矛盾突出。按照傳統水路交通模式實施“高壩直航”，預計至少需要20年才能通航，如採用“散貨集運—空軌翻壩—區段航行”方案可有效解決適水貨物“過壩難”問題。以向家壩磷礦運輸為例，在上游的新安碼頭和下游的水富港中心作業區之間，按雙線建設環形運輸空軌線，區間正線長度12公里，兩端與站場集卡自動接駁，單向可實現翻壩運輸能力3000萬噸/年，並具備可擴展能力。這一新型運輸組織模式融合了“物聯網+”的智能控制、港口智能裝卸及轉運、綠色智能船舶、“船—港—軌”全程智慧調度等技術，在提升運輸效率、減少環境污染和貨損方面優勢明顯，可最大程度滿足內河航運可持續發展需求。

（作者系中國工程院院士，武漢理工大學教授、水路交通控制全國重點實驗室主任）