船闸通过能力计算系数研究

一次过闸时间、日过闸次数、船舶装载系数、运量不均衡系数等是影响船闸通过能力的因素,结合广西桂平船闸多年来的实际运行情况,研究船闸通过能力计算系数的取值问题。     

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。     

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。     

基于随机排挡的船闸通过能力研究

建立船闸过闸简化模型,运用蒙特卡洛方法与二维装箱启发式算法相结合的随机仿真方法,对不同尺度船闸设计方案的通过能力进行计算,结合船闸通过能力的影响因素和定量计算结果进行分析讨论,论证和优选合理的设计方案。计算结果表明：采用船舶先到先服务策略时,同等宽度船闸的闸室利用率大致相同,一次过闸吨位指标随闸室长度扩大而增加;采用船舶优选服务策略时,一次过闸吨位指标较先到先服务策略计算指标略高,而平均待闸次数指标在船闸达到繁忙状态后呈单增趋势;L4船闸方案在船型适应能力、通过保证能力、服务质量水平等指标上均显示出优势;在随机排挡一次过闸吨位的基础上计算通过能力时,须结合船闸实际运营情况,合理确定规范公式参数。     

约束条件下船闸装载系数计算方法研究

船闸装载系数是计算通航建筑物通过能力的重要指标,通常取过闸船舶装载率,但是在过闸船舶日益大型化的背景下,船舶过闸受水深等条件约束,用船舶装载率代替船闸装载系数可能出现较大误差。通过运用船舶排水量计算原理,提出了船闸装载系数的修正计算方法,并进行了计算验证。     

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。     

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。     

船闸1次过闸平均吨位的确定

阐述按现有船闸设计规范关于计算船闸1次过闸平均吨位方法的不足，重点探讨了影响船闸通过能力的重要因素“船闸1次过闸平均吨位”的研究方法，提出了单位船型法及其计算公式。     

基于数据模拟水工结构设计

在水工结构设计工作中,计算船闸通过能力的关键在于确定一次过闸平均吨位和一次过闸平均时间,其准确性直接影响到设计结果。本文以江西某航电枢纽工程实践作为案例,基于计算机模拟技术,通过构建船舶过闸排挡模型,设计船闸设计通过能力计算方法。     

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。     

三峡船闸实际通过能力的一个动态模型*

为更好地掌握三峡船闸通航潜力,采用结构化和动态化的方法,建立了三峡船闸实际通过能力的动态化模型,描述货船载重吨、闸次、艘次、闸室面积利用率等参数与船闸通过能力的动态关系,计算2011—2030年三峡船闸实际通过能力,预计2015年后船闸通过能力将逐步饱和,船闸挖潜空间有限,建议抓紧优化标准船型系列,同时尽快开展新建通航设施的研究论证。     

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。     

基于层次分析法的船闸通过能力影响因素研究

船闸通过能力是船闸工程的重要经济指标,其影响因素非常复杂。基于层次分析法与德尔菲法相结合的综合评价方法,对船闸通过能力影响因素进行系统研究,确定各因素对船闸通过能力影响的权重值。结果表明,对船闸通过能力影响较大的因素有船闸运行水位、船闸级数和线数、闸室有效尺度、各类船舶的尺度、船舶装载系数。研究成果可为类似工程提供参考。     

船闸设计通过能力的不确定性分析

船闸规划通过能力是确定船闸建设规模和标准的重要依据。由于在船闸规划阶段对船型、船闸上下游水位差以及货物流量、流向等3个关键参数选用与实际情况通常存在较大的偏差,导致预测结果出现严重的偏离,存在较大的不确定性,从而影响到船闸规模和布局论证的准确性。以江苏某船闸实际运行数据为例,运用船闸设计规范推荐的通过能力计算方法,对船闸上述3个参数在规划设计和实际运行两个不同阶段的差异进行分析对比,并对停泊条件做了符合性验算。结果表明:船闸设计参数对船闸通过能力分析结论影响巨大,按规范推荐船型和水位组合计算的船闸通过能力结果严重偏保守。在船闸规划设计阶段应该对船型及水位组合做进一步分析论证,才能提高船闸通过能力规划的准确性。     

基于模糊PID控制的船闸闸门同步控制器设计与仿真

船闸是航道上的通航建筑物，其通过能力制约着航道的运输量，对控制系统进行技术改进是提升船舶过闸效率最行之有效的方法之一。模糊控制是通过建立规则库，并结合大量的实践及专家经验确定隶属度函数而建立的非精确调节模型。将模糊PID控制应用于双侧闸门变速跟随控制，利用开度仪的信号反馈扰动液压系统流量，从而调节闸门开启速度，形成闭环控制，并经仿真及现场功能测试。结果表明，该系统保障了控制系统的稳定性、可靠性、自适应性，闸门同步运行良好，船舶过闸稳定性及效率有明显改善。     

启闭液压系统中插装阀的故障诊断和对策

近年来,随着液压技术在船闸运行系统中的广泛应用,各船闸通闸能力得到不断提高。为了船闸运行畅通,延长维护修理周期,本文针对我处各船闸插装阀情况实例,对船闸启闭液压系统中插装阀的故障原因进行分析和探讨。     

高水头省水船闸水工结构及输水系统研究

长江上游地区水头高、流速快、水位变幅大,对通航建筑物提出了较高的要求,采用升船机形式较难解决运量小、高地震烈度对塔柱的横向位移要求等问题;多级船闸形式又面临耗水量巨大、下游引航道流态不佳等问题。省水船闸是解决上述问题的有效结构形式,但在我国的应用经验较为有限。以三峡新通道工程为依托,从省水船闸的工作原理出发,分别对结构选型、省水池布置、结构高程及尺度确定、输水系统的计算流程和参数确定方法等关键问题进行研究,并通过结构核算、输水效率、省水量3个方面说明省水船闸方案的可行性及其相对于梯级船闸的优越性。