长洲船闸调度管理问题分析与应对

长洲船闸调度管理问题分析与应对
作者：张钊朱静王雪
来源：《科技资讯》 2013年第28期
张钊朱静王雪
(交通运输部水运科学研究院北京 100088)
摘要:本文针对长洲航运形式和过闸调度存在的问题进行了分析,并提出了通航调度管理在理念、技术等方面的升级改进方案,为长洲船闸调度科研工作的开展提供了前期技术支撑。

关键词:长洲船闸船闸调度
中图分类号:U692 文献标识码:A 文章编号:1672-
3791(2013)10(a)-0000-00
长洲枢纽船闸位于广西梧州市上游12 km处,是西江干线的咽喉,是沟通广西、广东的水上
运输大动脉,是打造广西西江干线黄金水道的重中之重。

但是,长洲枢纽自建成投产之日起,较大规模的滞航、堵航现象屡有出现,造成的影响波及西江干线,直接妨碍了广西航运事业的发展。

为了提高长洲枢纽的通过能力,广西自治区兴建长洲三、四线船闸,并预计于2014年投入使用。

然而,伴随长洲三、四线船闸的建设和通航船舶迅速增加,西江船舶通航规律将发生本质性的变化,现行的船舶调度管理模式、技术手段由于其智能化程度不高、管理粗放的问题将无法适应这种变化。

如何通过建立科学的调度原则,智能的调度方法,专业信息化的信息支撑,最大限度保证充分发挥长洲四线船闸设计能力是急需解决的关键问题。

1 长洲船闸介绍
长洲枢纽是西江下游广西境内的最后一个规划梯级,是广西和贵州、云南富矿地区与珠江三角洲水上交通的咽喉,水上运输非常繁忙,是名副其实的“黄金水道”。

枢纽横跨两岛三江,从右至左为外江、泗化洲岛、中江、长洲岛、内江,枢纽挡水建筑物总长3000 m,坝顶高程34.6 m。

其中,已建一线船闸按2000 t级船闸设计,闸室有效尺度为200 m×34 m×4.5 m(长度×宽度×
底槛水深,下同);已建二线船闸按1000吨级设计,闸室有效尺度为185 m×23 m×3.5 m。

拟建
三线、四线船闸建于外江右岸台地,均按3000 t级船闸等级设计,闸室有效尺度为330 m×34
m×5.8 m,拟定于2014年投产运行[1]。

2 长洲航运形式分析
长洲航运总体来看,具有货运量大、船型小、日到船艘数符合正太分布规律、上下行货运量不均衡等特点。

目前,船闸近年的实际运行经验,长洲枢纽的通航保证率约为92%,船闸年营运天数为336 d。

船闸交通已处于饱和状态。

2008年和2009年双向通过货运量3627.02万吨和4432.51万吨,分
别达到设计值(3920万吨)的92.5%和113.1%。

伴随地区经济发展,西江货运还将将保持持续稳
定增长态势。

据交通部规划研究院对广西区内河船名录、部分代表船舶的设计资料和对广西区内河运输
船舶发展势等综合分析,筛选提出100吨级～3000吨级过闸代表船型。

本项目根据船型划分,对
现在行的船舶做了统计(船舶基础信息由广西壮族自治区港航管理局提供),现内河在行船舶共计
8618艘,其中500吨级以下船舶占到了总体船舶数量的74.08%,500吨级以上至1000吨级以下
船舶占总体船舶数量的25.24%,1000吨级以上船舶所占比列不足1%。

另据余劲、张玮等学者针对西江航道船舶流的概率分布特性的研究表明[2]:西江船内河航道日到船艘数服从正态分布,且上行船舶主要集中在130～260艘次区间,约占总体统计比例74%,下行船舶主要集中在180～280艘次,约占总体统计比例的84%。

通过上述船型和到闸特点,可知长洲枢纽多以500吨级以下船舶为主,且日到闸整体趋势符合正态分布,平均下行船舶数量略多于上行船舶。

3 长洲枢纽通航存在的问题
自2007年长洲一、二线船闸投入运行以来,截止2011年12月,发生不下10起较大规模的赌船事件,其中2007年曾经出现过滞航船舶突破千艘的情况,造成极其不好的社会影响。

长洲船闸枢纽的堵航原因是多方面的,概括起来为:“运量大、航电矛盾突出、调度管理粗放”。

(1)运量大:2009年长洲一、二线船闸下行运量就已达到了4012万吨,突破了船闸设计通过能力(下行3150万吨,上行770万吨),并且自2009年来,无论是船舶数量还是货运量都在呈快速增长态势。

(2)航电矛盾突出:西江流域干旱少雨时,枢纽电站及其上游主要电站为了满足发电要求,必须蓄水,对于长洲枢纽的入库和出库流量都将造成不同程度的降低,不利于通航组织。

(3)调度管理粗放:根据文献资料统计,2009年长洲一、二线船闸闸室有效面积利用率平均
值分别为0.597和0.661,2010年与2011年闸室平均利用率变化不大,相比三峡、京杭运河苏北段梯级船闸的闸室有效面积利用率,总体上已达到国内较高水平,但是现阶段排档仍以人工为主,且报到管理也相对粗放,在闸室利用和三四线船闸投入使用后通航组织调度管理方面还有很大潜力可挖。

4 应对措施
针对运量与长洲船闸一、二线船闸设计通过能力不匹配的问题,有望在长洲三、四线船闸(设计通过能力9730万)的投入运行后得到根本缓解。

针对航电矛盾和调度管理粗放问题,应以优先保障通航为指导,构建科学、有效的四线船闸调度规则,通过信息化手段提升长洲船舶过闸效率、规范管理行为,在有效调度时间内充分利用好四线船闸航运资源,做到优化调度,细化管理,实现通航调度管理的全面升级。

具体体现在以下几点。

(1)规范长洲船闸调度原则。

在充分借鉴京杭大运河、嘉陵江、三峡过坝调度管理和长洲一、二线船闸调度管理经验的
基础上,制定船闸调度原则,用以指导船舶过闸全过程。

在非应急状态下,船舶过闸应在总体上达到:先到先过,保证公平,兼顾重点。

调度指令统一下达,在排档时充分利用闸室有效面积,使船闸闸室面积利用率最高,开闸次数尽量少,缓解“水电”矛盾。

(2)构建长洲船闸智能调度算法。

利用数学建模技术构建长洲调度模型,利用数学智能优化技术构建调度算法求解调度模型,
最终生成以调度原则为指导的船舶过闸方案。

方案主要包括:锚地使用方案、闸室排档方案、船闸运行计划(4 h、8 h、12 h、24 h等)。

通过调度算法构建,为人工决策提供高效、科学的调
度依据,为规范调度管理行为,提高船闸利用率提供了技术支撑。

模型应考虑包括:交通流交汇、船闸上下游水文、气象、船闸闸室设计尺度(长、宽、底槛水深等)、待闸船舶类别及尺度、锚
地资源、在航船舶动态等因素。

(3)建设船闸调度管理系统。

充分利用长洲船闸信息化条件,建设船闸调度管理系统。

系统应实现包括:船舶过闸报到、
船闸调度模型求解、船舶过闸统计、锚地管理、船案通信调度指令下达与反馈等业务管理功能。

为了提高船闸调度的科学性,还应将在航船舶的实时动态纳入调度考虑因素,结合西江船舶自动
识别系统(Automatic Identification System, 简称:AIS)建设情况,建议将AIS系统中船舶动
态显示功能接入调度管理系统。

(4)建立宏观船闸链整体调度理念。

长洲船闸是西江通江达海的最后一座船闸,也是西江黄金水道建设的关键节点性工程。

上游贵港、桂平、大藤峡等船闸与长洲共同构成了“船闸链”,在考虑长洲调度时,更应有宏观全局
眼光,实现船闸枢纽联动调度,分摊、分控船舶交通流压力。

5 结语
科学、合理、可行、有效的解决好长洲船闸调度问题,对于实现该对加快西部地区航运建设,带动经济发展,将起到积极促进作用。

本文总结目前长洲船闸调度的主要问题,提出了解决思路,为下一步分项、深化研究奠定了基础。

参考文献
[1]张珊,吴澎.长洲水利枢纽3-4号船闸平面布置研究[J].水利水运工程学报,2012,8(4).
[2]余劲,张玮,姜继红，等.西江航道船舶流的概率分布特性[J].交通运输工程学
报,2006,6(2).。