船闸待闸时间特性分析

向过闸的 & 但其主要分布区间 ’)个闸次的时间 # 并不相同 " 船队的待闸时间主要分布在 * ’& +, "
占全部船队的 机动船主要分布于 * . # ( /0 ’1, 和 & 占全部机动船的 ( ’) &, 两 个 区 间 上 " 且第二个主要分布区间 & . ) # 2 /" ( ’) &,与第一 个主要分布区间 * 施 ’ 1,的 间 隔 约 为 & (个 , # 桥船队和机动船的分布区间之所以存在这种明显 差异 " 与施桥船闸特殊的过闸规定密不可分 # 对于 机动船 " 受不能夜航的限制 " 船闸规定下午 3点以 后不再放 行 机 动 船 " 直 到 次 日 清 晨 1点 以 后 方 可 继续过闸 # 图 )中机动船频率分布区间的间断区长 度正是反映了机动船因不能夜航所延误的时间# 由图 )和图 +可知 " 施桥船闸上 ! 下行船舶的 待闸时间分布有所不同 # 虽然上 ! 下行船队或机动 船的待闸 时 间 主 要 分 布 的 区 间 大 致 相 同 " 但集中
吴玲莉 F 女I 博士生 I 主要研究领域为港口航道及海岸工程 $ H岁 I
万方数据
E 江苏省交通科学研究项目资助
批准号 F & " $ # K ’ J"
& * *
武汉理工大学学报 $ 交通科学与工程版 %
) * * 3年
第+ *卷
上行 ! 下行及合计对船队和机动船进行统计 " 同时 根 据 淮安 的 现 有 资 料 对 淮 安 船 闸 的 船 队 也 分 上 ! 下行进行统计比较 # 进行频率分析时 " 将待闸时间 分 成 若干 组 区 间 " 统计分布于每组区间的机动船 或船队的艘数 $ 为方便比较 " 将船队数折算成驳船 艘 数% 计 算 对 应 的 频 率" 其频率分布曲线见图 & " ’图 ( #
图 & 施桥船闸 ) * * &年待闸时间频率分布
程度并不 一 样 " 总体来说施桥船闸下行船舶的待 闸时间要比上行船舶长 " 容易造成堵塞 # 例如对船
队 而 言" 就分布比较集中的 * ’ 2,的 区 间 来 看 " 上行船队约占 3 下行船队约占 2 显 # & /" ( # /" 然" 下行船 队 在 此 区 间 所 占 的 比 重 较 上 行 船 队 要 小" 同时这也说明在施桥船闸的船队中 " 下行比上 行的待闸 时 间 一 般 要 长 " 对于机动船也呈现出类 似规律 # 究其原因可能与施桥船闸上下行船舶通 过量多寡 不 同 有 关 " 由长江进入施桥船闸的船舶
图 ) 施桥船闸 ) * * &年船队待闸时间频率分布
相对于下行船舶来说要少 # 图 (表 明 " 淮安船闸上行船队的待闸时间主 要分布在 * 占全部上行船队的 其 ’( *, " ( # 1 /"
中分布在 * 占上行船 队 的 & ’ ),的最多 " 3 # & /" 其次是分布在 ) 占上行船队的 & 下 ’ (, " ( # . /0
待闸时间 累积频率 9 $ " # * # . # : # ) # % # + # / # ’ # 施桥机动船 上行 " % & ’ # " . & # * . & ’ ’ . & . + * & + % * & " ) " & % # " & # % # & ) . 下行 " ’ & % * " % & / * " . & / ’ : & / # . & % # * & ’ % * & . * " & % # # & / # 合计 " / & : % " ) & ) / ) & + . . & / . . & * # * & ) / " & ’ ) " & . # # & % ) 上行 " " & ) % + & % ) ) & : % : & # * . & * . * & : % " & + % " & " + # & ) ’
P # I $ Q
所 以分 析时将分 别 就 船 队 & 包括拖带船队和顶推 船 队’ 和机动 船 & 包括 单 放 船 和 挂 机 船 ’ 两大类进 行 统 计A 从$ 过闸及每 " " #年 施 桥 船 闸 每 日 到 闸 O 日到闸与过闸船舶差值的变化情况可以看出 过船量逐日变化图省 & $ " " #年 施 桥 船 闸 的 到 船 O 略’ 日过闸量有随日到闸量的增加而增加的趋 I
由图 &可 看 出 " 施桥船闸船队和机动船的待 万方数据 闸 时 间分布最密集的区间都 在 & 相当于单 ’ ), "
第 "期
吴玲莉等 7 船闸待闸时间特性分析
" # "
在 上 行 机 动 船 中! " # $的 机 动 船 的 待 闸 时 间 为 相当 " % & ’( ! ) # $ 的机动船的待闸时间为 * & + %( , 表 "给 出 了 详 细 结 果 ! 在比较 于 中值 待 闸 时 间 & 不 同船闸 的 运 行 状 况 时 ! 此类数值有着重要的参 在 相 同 的 累 积 频 率 下! 待 闸 时 间 越 长! 说 考 价 值! 明船闸越繁忙 ! 越易压船 & 表 "说明施桥船闸船队 和机动船的中值待闸时间为. 和. 淮 & + )( & * #( ! 安船队的中值待闸时间为 " . & ) /( & 对比相同频率下淮安船队与施桥船队的值可 知! 淮安船队的待闸时间约是施桥船队的 * 0+ 倍! 体现了 淮 安 船 闸 与 施 桥 船 闸 的 不 同 繁 忙 程 度 的 差别 ! 尽管淮安船闸与施桥船闸的到船情况和 繁 忙程度 都 不 相 同 ! 但它们都有部分船舶的待闸 时 间远远 超 过 中 值 待 闸 时 间 & 例如淮安上行船队 的中值待闸时间是 + 但却有 " & % #( ! # $ 上行船队 的待闸时间达到 + 有* / & % #( ! # $的 待 闸 时 间 达 到* 施桥上行船队中有 " / & . *( 1 # $的 待 闸 时 间 为" 有* 都大大 " & ) %( ! # $ 的待闸时间为 + & % )( ! 超过中值 . 由 此 得 到 启 示! 随着对船闸通 & * .( & 过 能 力日 趋 饱 和 问 题 的 重 视 ! 人们希望扩建船闸 后不仅船闸的通过能力有所提高 ! 而且堵船 2 压船 的现象也不会发生 & 这里应当指出 ! 船闸规模扩大 后! 船闸的繁忙程度虽然得到改善 ! 但并不能彻底
第! 第 #期 "卷 $ " " %年 $月
交通科学 武 汉 理 工 大 学 学 报& 与工程版 ’
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京杭运河徐州至扬州段 I 又称苏北运河 A 近几 年 来 苏北 运 河 的 货 运 量 持 续 快 速 增 长 I 苏北船闸 的 通过能 力 逐 年 上 升 I 但船闸通过能力的提高是 在 增加了 船 舶 待 闸 时 间 的 条 件 下 取 得 的 I 在一定 新近的研究成果 程 度上损 害 了 水 运 的 经 济 效 益 A 表明 I 船闸的通过能力应同时包括通过的数量 & 船 舶 吨位 O 船舶艘 数 ’ 和通过的质量& 船舶的待闸时 两方面 间’ 而船舶的待闸时间是研究船舶通 I 过 质量的 关 键 A 以往对船闸通过能力的研究主要
集 中于通 过 量 的 研 究 I 且多对计算公式及公式中 参数的选取进行探讨 术设施和管理水平
P ! RG Q P % RL Q
或是着眼于船闸的技 I 文中则将从船舶通过质 A
量 的角度 I 以苏北运河梯级船闸上最有代表性的 施桥和淮安船闸为例 I 根据施桥船闸 $ " " #年所有 船舶和淮安船闸 $ 分 " " $年船队的原始运行资料 I 上行 O 下行对船闸待闸时间作细致的分析比较 I 深 入探讨船舶的待闸特性 A
待闸时间得到明显改善主 避免 压船 现 象 的 产 生 ! 要体现在平均水平上 ! 虽然中值待闸时间降低 ! 但 总是存在部分船舶的待闸时间是远超过平均水平 的& 由于 待 闸 时 间 分 布 极 不 均 匀 ! 因此可引入待 定义为 3 4
闸时 间不 均 衡 系 数 来 衡 量 其 偏 离 平 均 值 的 程 度 !
上行船队 的 待 闸 时 间 分 布 比 较 集 中 " 下行船队的 分布比较分散 " 这同样说明在淮安的船队中 " 下行 的比上行待闸时间要长 #
+ 待闸时间累积频率分布特性
对 频 率 分 布 曲 线 进 行 积 分" 计算大于每组区 间下限值 的 机 动 船 或 船 队 的 累 积 频 率 " 即得到船 舶的累积频率分布曲线 #
势I 如 G月 末 到 K月 中 旬 I 到 闸 量 增 加 了 #倍 多 I 过 闸量 也 相 应 地 增 加 了 #倍 左 右 I 这说明船闸的 通过 能力 并 不 是 一 个 定 值 I 它与到闸船舶的多少 有关 A 当然 I 过闸船舶数量与到闸船舶并非完全一 致I 有时到闸船舶不能在当日全部过闸 I 也就是会 出现压船 I 而且两者之间的差值也随时间而变 I 具 有 一定的 随 机 性 I 船舶到闸量与过闸量之间的差 异是造成船舶待闸的主要原因 I 因此 I 船舶待闸时 间也 同样 具 有 随 时 间 变 化 的 随 机 特 性 I 应采用统 计理论进行分析比较 A
行船队的待闸时间主要分布在 * 占全部 ’2 (, " 下行船队的 其中分布在 ) + # & /" ’ (,的 最 多 "
占下行船队的 1 次多的是分布在 & # 1 /" ( ’& 3, " 占下行船队的 2 同时由图 还可看出 淮安 # ( /# ( "
图 + 施桥船闸 ) * * &年机动船待闸时间频率分布
5 6 , " 5 ) # 式中7 时 船 舶 的 待 闸 时 间1 5 5 6为 不同累 积 频 率 6 ) # 为 船舶待闸时间的中值 , 4) # $ 累积频率下船舶 6 的 待闸 时间 根据 表 "和 式 , 可计算施桥船闸 & " 和淮安船闸的待闸时间不均衡系数 , 见表 * & 表 *中 的 5 表示不同累积频率下的待闸时 间! 代表相应的待闸时间不均衡系数 如" & # $累 3
图 ( 淮安船闸 ) * * )年船队待闸时间频率分布
由累积频率曲线可以大致确定船舶在不同频 率下的待闸时间 " 包括中值待闸时间 $ 2 * / 频率下 对 应的值 % 以 上 行 机 动 船 为 例" 待闸时间累积频 # 率& 这表明 * /和 2 * / 的值分别为 & 3 # .和 ) # 1 3 "
@) . A ! " B) A # C 5 D A$ " " %
船闸待闸时间特性分析 E
吴玲莉 张 玮 廖
南京
鹏
黄海鸥
河海大学交通学院 &
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Leabharlann Baidu
摘要F 以 施 桥 船 闸 和 淮 安 船 闸 的 实 际 运 行 资 料 为 依 托I 对不同类型船舶的待闸时间作了统计分析 比较A 研 究 发 现 虽 然 施 桥 船 闸 与 淮 安 船 闸 的 待 闸 时 间 明 显 不 同I 但其待闸时间不均衡系数却很接 近I 特别是下行船队的待 闸 时 间 不 均 衡 系 数 几 乎 相 同 A 此外I 淮安船闸和施桥船闸的待闸时间分布 很不均匀I 部 分 船 舶 的 待 闸 时 间 远 超 过 中 值 待 闸 时 间I 由此推断船闸规模的扩大虽然可以改善船 闸的繁忙程度和降低平均水平的待闸时间 I 但不能彻底避免压船现象的发生 A 关键词 F 船闸 M 通过能力 M 到船 M 待闸时间 中图法分类号 F N # A K 2%
过船现象概述 # 到船 O
目前苏北运河上的过闸船舶主要有以下 N 类F 拖 带 船 队O 顶 推 船 队O 挂 机 船O 单 放 船A 按船型 不同分别调度过闸 I 单放挂机船和船队不准混放 I
收稿日期 F $ " " G # " # H
$ 待闸时间频率分布特性
船舶待闸时间是指从船舶在远方调度站登记 开 始I 到 船 舶 过 闸 为 止 的 这 段 时 间A 统计资料显 示I 待闸时间呈现一定的随机性 I 并且由于施桥船 闸的上 O 下行船舶的待闸特性存在差异 I 故分别按