基于串联排队网络的三峡-葛洲坝水利枢纽联合调度模型

为了提高三峡-葛洲坝水利枢纽的整体通过能力,分析了三峡-葛洲坝水利枢纽联合调度的实际需求,建立了三峡-葛洲坝水利枢纽联合调度数学模型,考虑了闸室面积利用率最大、整体待闸时间最小两个目标函数和船舶编排过程中的八个约束,应用串联排队网络理论求解模型。算法将申报船舶按照航向分成四个船舶序列,动态计算每艘船舶的权重,兼顾船舶长度与宽度优先,待闸时间约束、葛洲坝船闸通航条件限制和任务均衡的要求,循环排船,逐步优化。应用结果表明应用该数学模型和编排算法编制一个计划期的两坝五闸计划仅需2 min,编排时间短,葛洲坝2#船闸的闸室面积利用率高于70%,并且客船和旅游观光船均排在前面的闸次中,说明客船的待闸时间约束是满足的,并且在航向上是上下航向交替运行,没有出现倒闸情况,编制的计划满足实际调度需要。     

首闸申报制的技术实现及应用

首闸申报制是船舶船闸调度系统的关键性环节, 为满足首闸申报的管理需求, 文章梳理了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了业务抽象, 同时在 “浙闸通” 智慧过闸系统开展应用实践, 有效提升了船闸运行效率。     

基于运动学的船舶过闸时间模型

通过对船舶过闸时间的解析,得到船舶过闸时间计算的关键在于弹性时间的计算,并利用京杭运河苏北段某梯级船闸的过闸数据,结合船舶长度和吨位的关系及交通流理论中的Greenshields模型,提出了船舶过闸时间的运动学计算方法,该方法较好地表达和计算了混合船型船舶的过闸时间,具有普适性,也可用于预测或估计船闸的可能通过能力及优化船舶调度.     

提高三峡船闸通过能力的船舶运输组织方案

为提高三峡船闸的通过能力,分析了船闸通过能力影响因素,提出提高一次过闸平均吨位是提高三峡船闸通过能力的主要途径,进而提出从提高闸室水深利用和闸室面积利用两个角度来提高一次过闸平均吨位,优化船舶运输组织,即优化船型和过闸船舶组合.研究结果表明,在现有条件下,一次性过闸船舶的组合是2艘5 000t机动船和一个一顶三的驳船队（每驳船载重1 000t）的船队组合,可在闸室水深利用最大化和闸室面积利用最大化的双重提下提高三峡船闸通过能力.     

开放式对口船闸善后河枢纽联合调度模型分析与研究

以典型的开放式对口船闸善后河枢纽为例,对联合调度模型进行分析和研究。文章在国内外学者的研究基础上,结合善后河枢纽实际情况,统计了船舶过闸速度、单闸次闸阀门启闭时间、建筑物距离等相关性,形成了闸室组合模型思路,规划闸室编排简化图;同时,建立善后河枢纽联合调度模型,引入调度目标函数和约束条件,分析船舶在不同环节下调度时间和注意要点,提高闸次效率;最后,提出了联合调度预期目标,组织计划了善后河枢纽联合调度流程,为联合调度实际工作提供参考。     

船闸待闸时间的确定及服务水平

从船闸的实际运行情况出发，对个体待闸时间和整体待闸时间进行了统计分析，提出了计算过闸船舶的待闸时间的几种方法，并对船闸的压船时间、船闸通过能力与服务水平之间的关系作了探讨。发现施桥船闸中船队的日待闸时间主要分布在0～4h，机动船的日待闸时间主要分布在4～8h；上行船舶的日待闸时间主要分布在0～4h，下行船舶的日待闸时间主要分布在0～8h。结果表明，船闸的待闸时间和通过能力及运行情况密切相关，因而可以从待闸时间的角度，结合船闸的实际通过能力，评价船闸的服务水平和运行状况。     

船闸通过能力计算中的若干问题研究

随着一些大型船闸的建设并投入使用,逐渐暴露出了目前船闸通过能力研究中还存在诸多不足.结合苏北船闸的运行情况,分析船舶过闸作业程序,推导了不同情况下一次过闸时间的计算公式及其适应条件;提出了改进一次过闸平均吨位的计算方法,建立了其连续函数表达式;并讨论了通过能力计算中的单向和双向问题.     

船闸智能排挡技术应用初探

利用计算机进行智能排挡是提高船闸运行效率的有效手段， 为了将船闸智能排挡技术有效应用于实际工程建设运营中， 文章分析了所需的关键技术， 包括调度技术、 排挡算法和计算机仿真技术， 并将其应用于 “浙闸通” 智慧过闸系统中， 有效提升了船闸运行效率。     

西江过闸船型及运输方式初探

船舶主尺度的设计，既要适合航道，船闸及桥梁的主尺度的要求，又要寻求合理的船舶或船队主尺度，以提高过闸能力和经济效益，通过分析它们之间的关系，提出西江合理的过闸船型及运输方式。     

智能监控技术在苏北运河船舶过闸中的应用研究

随着京杭运河苏北段通行能力的提高以及船舶大型化趋势,船闸通行的高效管理成为提高通行效率、保障通行安全的主要抓手。为实现对船舶过闸行为的智能监控,文章基于船舶过闸可能会发生的安全事故类型,对智能监控的需求和方案、重点监控的对象、智能监控的流程、关键性技术以及实现的功能等方面进行分析和研究,为船舶智能过闸监控系统的发展提供参考。     

船闸管理系统中的多模式信息集成方法

船闸调度管理水平的提升需要对船舶进行精细化管理,依赖于各种信息采集技术.文中分析了杭州三堡船闸的运行现状和调度过程,介绍了当前主流的内河船舶数据采集技术,对其技术特点进行了详细的比较.分析了三堡船闸调度管理系统的信息采集技术,提出了一种基于多模式信息集成的船闸调度管理系统框架,并给出了改进建议.     

“严格约束&稳态”条件下双线船闸联合优化调度模型研究

以双线船闸为对象,研究在“严格约束＆稳态”条件下的联合优化调度模型.针对先到先服务、单独服务、优先服务、限时服务等不同方式,以及特大型、大型、中型、小型等4种不同类型的船舶,以闸室利用率最大为目标函数,根据排队船舶总数量限制、特别服务方式控制、闸次总数量关系等建立约束条件,构建出双线船闸联合优化调度的LP模型,并将模型应用于江苏省某船闸,计算表明模型具有良好的实用性和科学性.     

架桥石枢纽闸墙加固改造施工监测及测试分析

为了解老旧船闸进行加固改造后的加固效果,对加固中的架桥石船闸进行了多项监测,其中选用钢筋计对帷幕灌浆加固后的闸墙应力进行监测,对船闸闸墙监测应力趋势进行了分析,得出应力处于允许变化范围之内,温度和水位是影响应力变化的主要因素;根据相关方法,由钢筋计应力分析计算出混凝土应力,得出加固后船闸处于安全施工状态.这表明各种加固措施切实有效,加固措施是对船闸整体稳定性验证分析的重要补充.     

凌津滩船闸输水廊道内流动噪声特性

凌津滩船闸为中水头单级短廊道输水船闸 ,本文就其原型观测资料分析了船闸在正常运行工况下输水廊道内的噪声特性 ,指出 ,在船闸正常运行工况下输水廊道各部位的噪声基本上均属非空化低频流动噪声 ,不存在伴随强空化出现的具有较大能量的高频成分 .     

船闸总体设计及运行管理中几个问题的探讨

在船舶通过量大、船型不规范前提下,分析和探讨内河船闸闸室船舶停泊间距、船舶吃水,引航道尺度及布置,以及靠船设施、船闸附属设施设计和船闸运营管理中应注意的一些问题。     

考虑船舶封存与压港的电煤船舶调度优化模型

针对中国电煤水运系统的实际特点, 综合考虑了船舶封存与港口拥堵(压港)因素, 建立了混合整数规划优化模型, 对电煤船舶调度方案进行优化; 基于运输需求的硬时间窗、卸货港船舶排队等待时间与水路-铁路运输协同三因素之间的互动关系, 以运输系统总成本最小为目标, 协同优化水、铁电煤运输的货运分担率、水路运输任务指派和相应的船舶调度与封存/启用方案; 基于改进列生成算法, 提出了一种可精确求解实际规模电煤船舶调度问题的列生成算法, 利用Gurobi求解列生成的主模型, 使用动态规划标号法求解列生成的子模型; 利用中国南部某火力发电集团的实际数据, 对提出的算法进行了算例分析。计算结果表明: 在中等规模的算例中, 使用提出的改进算法获得最优解仅需73.61 s, 相比于使用基于运输任务运量排序的启发式求解方法(PHA), 求解效率提高了18.1%;在较大规模的算例中, 使用提出算法的计算时间仅为222.02 s, 同比PHA, 计算效率提高了19.1%;通过求解一个实际的调度问题可以发现, 利用提出的优化模型和算法能有效缩短船舶在卸货港的等待时长与船舶处于启用状态的时长, 使运输总成本下降17.13%, 实现了电煤稳定运输, 提升了企业运营效率, 降低了运营成本。      

内河航道单级船闸结构运营安全监测评估系统研究

内河船闸是水利枢纽中应用较广的通航建筑物。本文以杨家湾船闸为工程背景,分析了内河船闸结构的主要病害,基于在线自动监测与人工巡检相结合的策略进行了结构运营安全监测评估系统研究。包括：监测项目的选择及测点布置、人工巡检项目内容、数据采集与传输系统的构成等内容。根据内河航道通航特点以及船闸结构特点,进行了数据查询与管理子系统、结构运营监测预警系统研究,给出了船闸结构性能监测参数统计预报模型。基于层次分析法,建立了船闸结构综合评估模型,给出了安全性、耐久性、适用性评估的主要控制项及权重指标。     

苏北运河船闸运营问题探讨及对策浅析

针对苏北运河船闸运营管理存在的问题,提出了相应解决的对策,重点探讨了船舶大型化和船闸设备问题,指出苏北运河船闸通过能力的提高,在着眼于自身设备更新与管理体系优化的同时,还需依托于国家宏观调控对水运行业整体的提升作用。     

船舶航速优化综述

从航速优化模型、油耗预测模型、航速优化模型求解方法与船舶能效管理系统方面, 分析了国内外航速优化研究现状, 探讨了航速优化存在的问题, 并针对这些问题提出了建议。研究结果表明: 在航运市场持续萎靡的情况下, 经济航行将被更广泛应用, 针对航速优化的研究仍然具有重要的意义; 在航速优化模型方面, 目前多集中在以碳排放政策、不确定因素的影响、排放控制区政策、船队调度等为单一优化目标建立航速优化模型, 优化目标主要为成本最小化和利润最大化, 未来应将航速与航线、纵倾、船队部署联合优化, 考虑多种不确定因素、多种优化目标建立航速优化模型; 在油耗预测模型方面, 预测模型主要分为白盒模型、黑盒模型和灰盒模型, 白盒模型具有更好的可解释性, 黑盒模型的预测性能更好, 灰盒模型弥补了白盒模型和黑盒模型的缺点, 将成为未来的研究重点, 未来应基于精确的船舶数据和先进的人工智能算法进行数据学习, 提升油耗预测模型预测准确性; 在优化算法方面, 由于航速优化模型的复杂性, 大多采用启发式算法进行优化求解, 这种算法可以减少优化求解时间和提高求解质量, 未来需要探索更加精确高效的求解算法; 在优化策略方面, 采用大数据分析可以识别天气对航行的影响, 动态优化策略可以补偿环境因素引起的扰动, 能够进一步提升船舶能效水平; 在船舶能效管理系统方面, 船舶能效管理系统主要包括航行数据采集、数据传输、数据储存、数据分析与智能决策等功能, 由于其成本高昂, 目前尚未在船舶上大规模运用。