集成创新构建新一代航运系统

内河航运作为联结内陆与远洋运输市场的纽带，是内陆大宗货物长途运输和外贸货物远洋运输供应链的主力军。截至2023年末，我国内河航道通航里程达12.82万公里，内河港口生产用码头泊位16433个，万吨级及以上泊位469个，内河运输船舶10.66万艘，全年完成货运量47.91亿吨、货物周转量20773亿吨公里，主要承担集装箱、煤炭、石油、铁矿石、粮食等大宗货物运输，有力支撑了内河流域打造具有较强创新能力和集聚效应的经济走廊，对建设全国统一大市场也发挥了重要作用。

近年来，欧盟通过制定水路运输碳中和、零事故、自主化和竞争化发展战略，对以内河、近海绿色智能船舶为核心的未来航运模式开展了一系列探索性研究。我国先后出台《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网规划纲要》等，从设施数字化、装备智能化、绿色环保、科技创新等方面对内河航运发展提出了相关要求。但是，内河航运企业“小、散、弱”问题仍然突出，加之水运运价长期低迷、运营组织模式同质化，目前内河航运水平还不能满足经济社会发展的需要。推动内河航运高质量发展的关键，在于加快转型升级，构建现代化内河航运体系。其中至关重要的一点，就是强化科技创新，建设绿色、智能、韧性的新一代航运系统，由低成本优势向科技创新优势转变。

我国内河航运管理体制经过了多轮调整，但总体来看业态仍较为传统，还存在产业链上中下游缺乏统筹协调等问题。随着新业态、新模式不断涌现，航运业传统的生产组织形式、资源配置方式也在发生改变，数字化、智能化、绿色化转型发展是大势所趋。当前，新一代移动通信、北斗高精度导航定位以及时空位置校准等技术日臻成熟，海事专用网络在内河干线水域及重点航段已实现全覆盖，为构建新一代航运系统提供了有利条件。

新一代航运系统是利用大数据、物联网、人工智能、新材料等技术，增强“船—港—货”协同能力的新型水路运输系统。船舶航行中的感知、认知、决策及控制等功能主体逐渐从船员转向智能装备与系统，将改变传统主要依靠船员进行航行操控的方式，更新船舶运营模式，实现航运诸环节各要素协同。推动绿色智能船舶、数字生态航道、可靠岸基支持、韧性运营服务等方面统筹协调，将有效促进航运系统与上下游产业融合发展。

我国内河航运受航道水量、河床地形、水下地质影响较大，干线航道、支流航道、封闭水域航道通航条件各异，造成内河船舶、通航基础设施、运输组织难以实现统一调度。内河航运系统技术创新需立足不同水域通航资源和港航产业优势，围绕构建现代化内河航运体系提供“一域一方案”，因地制宜、分级分类推动新一代航运系统标志性技术在典型场景应用。

以地处中原的沙颍河“平顶山—漯河—周口”航道为例，该航道是河南省通江达海的重要水运干线，由于航道上建有70座跨公路、铁路桥梁，其中部分桥梁在建设时未充分考虑航运需求，导致净空高度不足（桥矮），加上水深的季节性变化（水浅），传统航运模式下千吨级船舶通航困难，运力无法发挥。针对该航道现状，通过设计专用船型、采用新能源动力，提升单船装载能力，同时利用内陆通信便利，研发远程驾控与自主航行混合模式，实现船员从“在船驾控”转为“安全值守”，通过船载自动驾驶装置和船岸协同控制大幅改善航行精度，避免船桥碰撞风险。据估算，项目实施后可减少50%的船员、提升单船装载能力约20%，有效提高运输效率和服务质量。

构建新一代航运系统强调多技术集成创新。金沙江航道是长江干流航道向上的自然延伸，流域矿藏资源种类多、储量大。金沙江干流建有向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德4座水电站，极大改善了中下游航道条件，但也形成了4段不连续的“藕节式”航道，航运需求与“高坝碍航”矛盾突出。按照传统水路交通模式实施“高坝直航”，预计至少需要20年才能通航，如采用“散货集运—空轨翻坝—区段航行”方案可有效解决适水货物“过坝难”问题。以向家坝磷矿运输为例，在上游的新安码头和下游的水富港中心作业区之间，按双线建设环形运输空轨线，区间正线长度12公里，两端与站场集卡自动接驳，单向可实现翻坝运输能力3000万吨/年，并具备可扩展能力。这一新型运输组织模式融合了“物联网+”的智能控制、港口智能装卸及转运、绿色智能船舶、“船—港—轨”全程智慧调度等技术，在提升运输效率、减少环境污染和货损方面优势明显，可最大程度满足内河航运可持续发展需求。

（作者系中国工程院院士，武汉理工大学教授、水路交通控制全国重点实验室主任）