淮安港航：基于 EMQ 智能物联方案打造无人值守船闸系统

企业简介

淮安市港航事业发展中心位于江苏省淮安市，是一家专注于港口和航道管理与发展的大型公共服务机构。该中心主要负责全市水运基础设施的规划、建设和维护，确保航道的安全畅通，并优化港口资源配置，提供高效航运服务。通过科学规划与管理，淮安市港航事业发展中心不断提升淮安内河航运的现代化水平，助力打造高效、绿色、智能的水运体系，服务于地方经济社会的可持续发展。

项目背景

淮安市地处江苏省北部，是淮河流域重要的内河航运枢纽。随着长三角一体化发展战略的深入推进，淮安市港口吞吐量持续增长，航道通航密度加大，传统航标巡检及船闸系统依赖人工核查和操作，存在效率低、响应滞后、维护成本高、数据孤岛化等问题，难以满足现代航运对航道设施实时性、可靠性和智能化管理的需求。

淮安市港航事业发展中心积极响应国家政策，启动基于物联网技术的自动运行船闸智能化系统建设项目。旨在通过集成物联网感知、移动互联与大数据技术，智能融合外场感知数据、控制系统数据、船舶登记数据等，实现过闸流量智能感知、船舶过闸自动呼叫、过闸安全智能提醒、智能过闸诱导、船舶过闸自动确认等船舶过闸全过程自动化。

在此过程中，EMQ 提供的物联网数据解决方案为淮安港航提供了高可靠、低时延的数据传输与处理能力，助力淮安港航实现从「人工操作」到「智能运行」的转型升级，为长三角智慧水运建设树立了新标杆。

项目挑战

多系统协同与设备集成

项目中既有基于 MQTT 协议的新型设备，也有采用传统控制协议的船闸机电设备或 PLC 系统，需通过工业物联网网关实现协议转换，并与新系统无缝对接。

海量设备接入与并发

整个项目接入航标和船闸等物联终端设备数量达到万级，后期接入设备不断增加会达到十万以上，消息交互时延需要低至毫秒级，需要整个平台支持高可用集群和水平扩展的能力。

通讯网络安全可靠

航标和船闸多位于偏远或水下区域，需部署低功耗广域网（LPWAN）或4G/5G网络，如何确保安全可靠的数据传输是一个巨大的挑战。

设备异常监测告警

航标和船闸分布地理位置广泛，如何能实时感知到设备的异常状态并快速告知运维人员，降低设备维护时间、提高设备整体运维效率是项目建设的重要目标。

解决方案

MQTT 作为一种轻量级消息传输协议，特别适合低带宽、高延迟及不可靠网络环境。其发布/订阅模式、会话保持机制和 QoS 消息质量机制，在弱网支持和并发能力方面优于私有 TCP 及 HTTP 协议，非常适合船闸物联控制场景。

基于云原生、分布式 MQTT 消息接入平台 EMQX Platform，EMQ 为船闸智能化系统的各种终端设备提供了消息统一接入、处理和集成的能力。同时，结合工业边缘网关 NeuronEX 的协议转换和规则引擎功能，实现传统控制协议接入和边缘设备联动、智能调度等边缘侧智能化场景。

终端统一数据采集

通过部署工业边缘网关 NeuronEX，数据采集终端能够实现传统控制协议到 MQTT 协议的统一转换，使闸机电设备或 PLC 系统（例如闸门启闭机、液压系统）能与平台进行实时的消息上传和指令下发。

边缘告警及设备联动

NeuronEX 内置强大的规则引擎，支持可视化编辑与实时监控。用户可自定义设备参数的上下限阈值，当数据异常时，系统自动触发告警并通知设备联系人，同时记录维护结果。基于预设规则，NeuronEX 还能实现条件触发的多设备联动与边缘智能调度，满足复杂场景的自动化需求。

分布式部署和高可用扩展

EMQX 企业版集群与自动运行船闸智能化系统共同部署于 IDC 或云环境中，利用负载均衡和分布式集群部署，为自动运行船闸智能化系统提供百万级设备的连接能力和数据吞吐，同时具备水平扩展能力，支持平台后期持续扩容。

智能应用高效集成

EMQX 企业版通过简单配置即可实现数据转发、全栈数据处理、无缝应用集成等功能，同时兼容各类消息队列和数据库，结合 EMQX 的百万级吞吐能力，不同航标和船闸设备能通过多个逻辑隔离的 MQTT 主题与平台实现上下行数据传输，支持智能诱导执行、设备在线监测等多个业务场景，并通过实时上报设备状态确保平台与设备间的逻辑联动。

数据传输安全可靠

EMQX 企业版提供心跳监测、会话保持、QoS 等级等多重保障机制，即使船闸终端设备或系统因为网络原因断开连接，相应的消息传递仍能在重连后恢复，实现在复杂的网络环境下实时、安全、可靠的消息传输。此外，EMQX 还支持通过 TLS/SSL 加密的 MQTT 协议上云等多种认证方式，进一步确保数据通讯安全。

项目成果

过闸流程自动化

利用 EMQX 的高并发和低延时通讯技术，港航事业发展中心实现了终端设备或系统的远程监控与联动，支持过闸流量智能感知、船舶过闸自动呼叫、安全智能提醒、智能过闸诱导以及自动确认等功能，使得整个船舶过闸过程实现完全自动化，减少甚至消除对人工值守的需求，有效提升了过闸效率至少 15%。

系统设计简洁化

采用 MQTT 协议进行数据采集，不仅提高了实时性，降低了成本，还简化了前端和系统设计的复杂度，增强了系统的扩展性，促使平台开发效率提升了 30% 以上。

巡检运维工作优化

通过边缘实时告警感知和基于 MQTT 的即时操控体验，可以迅速定位故障并分析原因，极大地简化了巡检工作，减少了运维人员现场操作的次数，降低至少 35% 的运维成本。

结语

基于 EMQ 提供的物联网平台方案，淮安港航显著提高了自动运行船闸智能化平台的开发和运行效率，降低运维成本的同时，为航道数字化管理平台提供了实时数据支撑，助力淮安港航基础设施的智能化升级。

在第二届「上港杯」长三角智能交通创新技术应用大赛中，淮安市港航事业发展中心创新成果《自动运行船闸智能化系统》荣获优秀奖，为全国航道数字化改造提供了可复制的实践经验，为打造「安全、畅通、绿色、高效」的现代化内河航运体系奠定技术基础。