内河典型单级单线船闸待闸时间预测模型及优化调度策略*

为了提高内河船闸调度水平、缓解船闸堵航情况,以我国内河水运梯级开发中最为广泛的单级单线船闸为研究对象,运用Arena仿真平台构建了船闸通航仿真模型,以汉江兴隆船闸为例,对单级单线船闸船舶过闸问题进行仿真。在此基础上,为了评价相关要素对船舶待闸时间的影响,开展了大量单因素和多因素影响下船舶过闸敏感性试验。采用数据拟合方法研究了单因素作用下船舶待闸时间变化规律和预测模型,采用BP神经网络构建双因素作用下的船舶待闸时间预测模型。检验表明船舶待闸时间预测模型具有较好的预测精度。结合过闸预约制和预测模型提出了船闸优化调度策略,可为管理部门开展船闸科学调度提供有效的参考方法。     

船舶排闸的遗传算法设计与仿真

为优化船舶排闸,在对船舶排闸问题进行建模的基础上,提出船舶排闸的遗传算法,详细阐述将遗传算法应用于船舶排闸问题的具体实现方法。给出船舶过闸调度的仿真模型,包括交通流模型和调度模型。构建仿真实验系统,仔细比较3种船舶排闸算法,验证遗传优化算法的有效性。该研究对于内河船闸调度具有较强的理论和实用价值。     

船型标准化率对三峡船闸实际通过能力的影响

推进船型标准化是提高三峡船闸实际通过能力的有效途径之一。为定量研究船型标准化程度对船闸实际通过能力的提升效果,在研究三峡库区船舶过闸流程的基础上采用系统仿真方法构建三峡库区船舶过闸仿真模型,模拟不同船型标准化率下三峡船闸的实际通过能力。仿真试验结果表明:仿真模型可以真实地反映三峡库区船舶过闸情况;船型标准化率达到90%以上时,标准船型对提升船闸运行效率的优势凸显。相比于对船闸实际通过能力的提升,船型标准化率的提高对船舶过闸服务质量的改善更为显著。     

长洲枢纽既有船闸和扩建船闸的通过能力分析

目前长洲水利枢纽共有4线船闸，2021年下行量达1.19亿t，船闸运行接近饱和。为研究新建船闸建设方案，需结合过闸运量预测，分析既有船闸和新建船闸的通过能力。根据过闸船舶统计数据和发展变化的规律，预测2030年过闸船舶的组成、各吨级船舶的平均载重吨和装载系数。采用离散事件系统仿真方法，模拟船舶随机到闸和排档过程，考虑多线船闸不同的调度规则，构建了船闸群的系统仿真模型。结果表明：按船舶随机到达顺序依次过闸的规则，船闸总体通过能力相对较优；五线船闸选新闸址建设，且闸室平面尺度宜为340 m×34 m。     

基于多种排挡策略的船闸通过能力仿真研究

传统船闸通过能力的计算基于简单手工排挡得到的主观结果,不能反映船舶随机到闸的动态过程,也未体现出船闸的服务水平。为了全面反映并合理评估船舶随机到闸和船闸运行调度对通过能力的影响,开展船闸通过能力仿真研究。根据航道内船型的比例自动生成船舶随机到达过程,采用最优配比排挡策略和顺序服务排挡策略进行调度,运用两个经典的运筹学模型(二维装箱问题和背包问题)进行过闸船舶的组合和一次过闸总吨位的计算。以此理论为支撑开发了船闸通过能力仿真计算软件,可较好地弥补现有计算方法的不足。     

动态发航链式调度在三峡通航中的应用

实施动态发航链式调度有利于船闸调度和过闸船舶之间的信息交流,提高调度组织的预见性,给调度作业计划调整和船舶进行顺序调整赢得了时间,提高了船闸通航指挥效率。     

基于元胞自动机的船舶过闸运输组织仿真

三峡水利枢纽船闸设计通行能力与船闸实际通过能力不足的矛盾日益突出,为解决这一尴尬现实,将三峡船闸入口船舶流特征与道路交通中三线轨道交通模型结合起来,运用船舶过闸调度原理和元胞自动机理论构建了水利枢纽区域过闸组织模型,并对双向船闸和升船机组成的过闸系统进行模拟。研究结论反映了船舶达到规律对船舶流聚集和疏散的影响。最后对仿真结果给出具体的分析。     

闸次顺序对三峡船闸过闸效率的影响

三峡船闸为五级连续船闸,相邻闸次运行相互制约,在实际运行中不可避免出现相邻闸次"等闸"现象。为了进一步提高船闸的通行能力,基于大量运行数据,建立了五级上行船舶过闸仿真模型。通过模型仿真分析相邻闸次船舶数量与"等闸"的关系,研究闸次顺序对过闸效率的影响。仿真结果表明:前一闸次船舶数量大于后一闸次时,船舶数量差越小,"等闸"现象时间越短。通过优化闸次顺序,可有效缩短"等闸"现象时长,减小闸次间隔时间,从而提高日运行闸次。     

首闸申报制的技术实现及应用

为满足首闸申报的管理需求,梳理船舶过闸调度系统的流程,从数据模型和航线算法方面对首闸申报制进行业务抽象建模,同时在"浙闸通"智慧过闸系统开展应用实践,有效提升船闸运行效率。     

长沙枢纽船闸运行初期的通过能力研究

长沙枢纽为湘江航运的咽喉,交通繁忙,船闸运行压力大。通过分析湘江长沙枢纽河段通航环境,根据船闸调度方案,建立了船舶过闸交通仿真模型,模拟分析了在不同工况、不同调度方案组合情况下长沙枢纽双线船闸近期的运行状态及通过能力。     

基于计算机仿真的船闸联合调度方案研究

针对长洲水利枢纽四线船闸的复杂航运系统,分析了影响船闸调度方案的影响因素,基于船舶过闸全过程建立了包括锚地、航道及引航道、远端靠船段、近端靠船段、并列四线船闸以及调度排挡等因素的计算机仿真模型,通过仿真试验对比分析了多种调度方案的运营效果,得出了推荐的调度方案,为船闸的规划设计及管理人员提供了科学的决策支持。     

基于高斯混合模型的运动物体识别技术在高港船闸船舶进闸复核中的应用

船舶基础物理数据(长、宽、型深等)均记录在船闸调度系统数据库中,船舶过闸需要利用这些数据实现综合管理调度。为了确保各闸次的调度安全,需要针对船闸的实际情况,建立自动的船舶进闸前基础数据复核机制。本文结合高港船闸实际船情、水情,设计了高效、准确的船舶进闸复核系统,利用基于高斯混合模型的运动物体识别技术,实现了船舶识别抓拍、长宽复核等智能化监测功能,有效监管各类违章行为,提升了船舶进闸的安全管理水平和智能化程度。     

葛洲坝船闸船舶同步出闸运行组织

针对日益增长的船舶过坝需求与船闸通过能力不足的问题,对葛洲坝船闸船舶出闸方式进行优化研究,提出"全同步出闸"和"半同步出闸"的船舶出闸方式。分析葛洲坝船闸船舶出闸现状、通航建筑设施布局和航道条件,得出船舶在葛洲坝船闸开展"同步出闸"的基本运行组织方案。建立"全同步出闸""半同步出闸"和"逐一出闸"3种船舶出闸方式的数学模型,计算得出结论:选取合适的方案开展同步出闸可以缩短葛洲坝船闸船舶的出闸时间。结论为后期葛洲坝船闸开展同步出闸实船试航提供理论支持。     

引江济淮工程派河口复线船闸建设规模

针对引江济淮工程派河口复线船闸的建设规模问题,根据工程建设区域船型特点,运用随机过闸排挡仿真方法计算不同闸室尺度方案的船闸通过能力指标。结合闸室尺度对船舶组合的适应性因素,初步筛选闸室尺度方案。进而从船闸建设场地条件、通过能力需求、过闸船型适应性以及运营调度策略等角度进行对比分析,对船闸建设规模进行综合论证。     

苏北运河船闸集中值守运营管理制度研究

文中通过分析苏北运河船闸集中值守模式的过闸操作流程、船舶过闸安全以及值班员人员操作习惯,采用疲劳测试实验,提出了苏北运河船闸集中值守的人员配备、安全管理、工作时间等制度,研究成果在淮阴1号船闸中得到成功应用,成为苏北运河船闸集中值守模式推广的重要支撑。     

基于神经网络的新通道施工期三峡—葛洲坝枢纽通航保障方案研究

三峡新通道和葛洲坝航运扩能工程是解决三峡—葛洲坝枢纽船舶拥堵问题的根本途径，本文建立基于神经网络的预测模型，从实施货物翻坝转运、优化船闸设施和水库调度等方面模拟计算施工期葛洲坝船闸货运通过量，探讨缓解施工期船舶过闸压力的可行性通航保障方案。实测结果表明：通过实施翻坝转运能降低约5.2%的船舶过闸需求；通过优化设置葛洲坝一号闸上游靠船设施和优化枯水期及洪水期三峡库区下泄流量，能够增加三峡—葛洲坝枢纽约5%的货运通过能力。     

平陆运河船闸通过能力研究

船闸通过能力是平陆运河开发的核心问题之一。基于货运量和过闸船型预测结果,分析影响船闸通过能力的因素;采用计算机模拟技术,建立船舶进闸的排队仿真模型,得出一次过闸平均吨位、一次过闸船舶数及闸室利用率3个关键参数,据此分析并比较合理尺度下大、小船闸分工运行和双线船闸随机运行两种模式的船闸通过能力;并在大、小船闸分工运行模式下,对小闸通过能力与船舶载货量进行闭合调整。结果表明,平陆运河须同时建设双线船闸,当1000吨级船舶艘次比较大时,大、小船闸分工运行模式的船闸通过能力更大,且远期部分1000吨级船舶须从大闸通过才能使小闸通过能力满足运输需求。     

三峡枢纽区域货运组织方案研究

伴随着长江上游货运量的扩大,三峡船闸通过能力不足问题已逐步显现.在分析三峡枢纽区域货物运输供需关系的基础上,引入闽值的概念,通过三峡船闸优化调度,合理进行过闸船舶运输组织,以提高三峡枢纽区域通过能力,同时提出采用水陆联运的组织方式实施货物分流,以缓解船舶的待闸问题.     

提高三峡船闸通过能力之措施

为充分发掘和提高三峡船闸的通过能力,以适应不断增长的过闸需求,对三峡船闸通过能力的主要指标现状和主要制约因素进行分析,提出船舶编队过闸、客船分流、引导船舶合理大型化及优化船舶过闸组合等应对措施,就船闸未来可能出现的通过能力不足提供合理化建议。     

多条件约束下离港过闸船舶防碰撞控制优化方法

研究多条件约束下离港过闸船舶防碰撞控制优化方法,避免船舶在离港过闸时由于碰撞造成严重的经济损失。设置离港过闸船舶防碰撞控制优化的目标函数为总控制时间最小以及船舶总等待时间最小,设置船闸内船舶不存在重叠状态以及A类船舶优先过闸作为目标函数的多条件约束,利用遗传算法求解多条件约束下的目标函数,实现离港过闸船舶防碰撞控制最优化。实验结果表明,该方法可有效避免离港过闸船舶碰撞,节省大量的船舶离港过闸时间,提升船舶运输时效性与安全性。