动态发航链式调度在三峡通航中的应用

发布时间:2022-04-08 09:56:52   来源:作文大全    点击:   
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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。

三峡、葛洲坝两坝船闸统一调度联合运行3年来,船舶过闸执行的“一次申报、统一计划、统一调度、分坝实施”调度程序更加完善;三峡通航船舶监管系统投入试运行后,通航基本实现智能化、可视化;4小时动态调度计划模式在两坝船闸通航交通组织中得到了广泛的应用;两坝船闸匹配运行,调度组织无缝衔接,船舶过闸待闸时间缩短至5小时以内,通航交通组织效率得到显著提高。

?荩三峡通航调度组织概况

依据三峡---葛洲坝水域枢纽通航调度规程,三峡和葛洲坝水利枢纽通航调度实行“统一调度、联合运行”的原则,长江三峡通航管理局调度管理部门对长江庙河(长江上游里程62.5千米)至艾家河(长江中游里程617千米)水域从事与过闸活动相关的船舶实施船舶过闸调度,三峡通航调度指挥水域71公里,通航调度指挥范围涵盖船闸、升船机、锚地、靠船墩等通航设施及通航辅助设施。主要包括三峡南北线船闸、三峡升船机、葛洲坝一号船闸、葛洲坝二号船闸、葛洲坝三号船闸、三峡船闸上下游靠船墩、葛洲坝三江上下游靠船墩及两坝枢纽航道。

枢纽船闸船舶调度组织的主要内容包括收集掌握船闸运行动态信息、船舶航行动态信息、在锚船舶信息、待闸水域船舶动态信息、靠船墩船舶靠泊信息及辖区通航环境变化信息等。对收集掌握的信息进行分析,计算船舶抵闸所需的航行用时以及通知船舶起锚发航的具体时间,按照要求提前将计划船舶组织到位。在通知船舶发航时,对发航船舶动态进行跟踪,确保船舶安全、准时抵达指定位置。

三峡、葛洲坝两坝枢纽船闸的通航交通组织由通航指挥中心负责,三峡枢纽船闸调度计划执行员和葛洲坝枢纽船闸调度计划执行员共同组织实施船舶过闸调度作业计划。调度计划执行员负责执行调度作业计划,船舶调发航组织;掌握该辖区水域的水情、气象、航道水深、船舶动态等信息;执行应急汇报制度,妥善处置突发事件。

?荩动态发航链式调度应用

“动态发航链式调度”即调度计划执行人员通过收集掌握的船舶动态信息、船闸运行信息、水情气象流量及船舶信息(主机功率、静水航速),计算船舶的船舶航行时间、进闸时间、抵达调度组织控制节点位置临江坪(长江中游里程617千米)、宜昌港(长江中游里程625.5千米)、中水门(长江上游里程3.5千米)、平善坝(长江上游里程19.0千米)、石牌(长江上游里程23.0千米)、莲沱(长江上游里程31.5千米)、陡山砣(长江上游里程34.5千米)、乐天溪(长江上游里程37.0千米)、仙人桥(长江上游里程54.0千米)、庙河(长江上游里程62.5千米)时间、待闸指定位置(靠船墩、导航墙)时间和通知船舶发航时间,采取不间断动态发航组织方式,适时将过闸船舶调度组织到每个链式控制节点位置等待,确保船舶按时抵达调度指定位置,船闸运行连续高效,通航秩序良好。

1、实施动态发航链式调度的条件和意义

三峡通航船舶监管系统投入试运行3年,59公里河段实现通航监视系统全覆盖。船舶通过GPS系统远程申报船舶过闸计划,船闸集控人员、调度计划执行人员通过甚高频无线通话系统、CCTV视频监视系统实现对船舶航行动态监视和过闸调度指挥,调度计划编制人员通过三峡-葛洲坝水利枢纽通航系统、GPS系统、CCTV视频系统完成船舶过闸调度作业计划的编制发布,计划执行人员、安全监管人员通过VTS系统、GPS系统、CCTV视频系统实现对船舶过坝的全程跟踪监视。

为充分发挥系统功能,提高船闸运行效率,三峡通航交通组织改变原来一次性发航,分散抵达的船舶发航组织方式,采用动态发航链式调度的组织方式,让过闸船舶在通航指挥水域内不间断航行,调度链式控制节点,每个节点位置都有船等待,船闸靠船墩、导航墙(船舶过闸需求很大时采用)等待闸水域,保证随时有船等候船闸集控室进闸指令。避免闸等船现象发生,保证船闸的运行效率。

2、实施动态发航链式调度的应用效果

1)改变船舶过闸一次性发航,船舶分散抵达靠船墩或指定位置水域,船舶靠泊秩序紊乱局面。

1998年以前,三峡通航只有葛洲坝单级枢纽船闸通航运行,过闸船舶待闸停泊位置为葛洲坝坝上平善坝锚地和黄柏河锚地,葛洲坝坝下中水门锚地和宜昌港。船舶待闸位置、水域相对集中,距离船闸直线距离很近,船舶从锚地起锚到抵达靠船墩或指定等待水域航行时间一般在半个小时左右,船舶过闸调度组织采用一次性发航的发航组织方式能够满足船闸运行的需要。

1998年,三峡临时船闸通航以后,受船舶大型化、专业化影响,葛洲坝坝上很多地方普通货船因黄柏河大桥通航净空高度限制无法进入黄柏河待闸,只能在平善坝锚地或以上水域等待过闸,葛洲坝坝下锚泊水域受中水门锚地水域容量限制(船舶大型化、专业化后,停泊艘次减少),很多大型船舶和载运危化品船舶只能在宜昌港以下至临江坪水域等待过闸。待闸船舶停泊位置分散,抵达靠船墩或指定位置的时间在1-4小时之间,采用一次性发航调度组织方式,船舶抵达靠船墩时间分散,导致靠船墩秩序紊乱。采用动态发航链式调度组织方式,能够有效控制船舶抵达靠船墩或指定位置的时间、靠泊顺序,便于船闸集控室排挡指挥,提高了船舶进闸的指挥效率。

2)有效避免船舶在辖区通航交汇水域相对集中,造成大型船舶(队)对会困难;船舶在靠船墩无序停靠,相互让挡、会让,从而诱发碰擦安全事故。

采用动态发航链式调度组织方式,调度计划执行人员参照船舶进闸排档图,在发航时通过船舶的进闸排挡顺序、靠船墩或抵达指定水域顺序以及同闸次船舶信息,让过闸船舶知晓本闸次船舶情况,适时发航,确保每个链式控制节点都有船舶不间断航行,船闸靠船墩或导航墙(船舶过闸需求量很大时采用)都有船等待,规范了船舶在靠船墩或导航墙的靠泊行为。

3)有效降低船舶航次成本,节约船舶油料消耗,符合广大船民的根本利益。

“动态发航链式调度”是调度计划执行人员在充分掌握船舶动态信息、停泊位置信息、船闸运行信息、水情气象流量及船舶信息(主机功率、静水航速)后,分别计算船舶的航行时间、抵达调度组织控制节点位置时间或靠船墩待闸指定位置时间,依据船舶进闸时间,确定通知船舶发航时间,然后依次通知船舶动态发航。距离远的船舶先发航,距离近的后发航,从而有效避免船舶一次性发航,距离近的船舶在调度组织链式控制节点或靠船墩长时间等待距离远的现象,减少船舶主机的运行时间,降低船舶燃料油耗。据统计,一艘4500吨级货船,主机功率为1080千瓦,一般航速(上行每小时8-9公里,下行每小时11-12公里)情况下,其油耗为90升/小时。据此推算,采用动态发航链式调度组织方式,平均一艘葛洲坝上行船舶可以节约油耗110升左右,汛期更多。

4)提升了三峡通航调度组织水平,符合现代化三峡通航管理的需要。

长江航运迅猛发展,船舶过坝需求快速增长,过坝运量稳步攀升。三峡船闸货运量由2004年的3430万吨增加到2010年的7880万吨,年增长率达15%。三峡、葛洲坝船闸饱和运行,供需矛盾日益突出。为提高枢纽的通过能力,最大限度地发挥船闸的通航效益及黄金水道的作用,三峡通航管理部门与时俱进,不断挖潜,不断创新通航管理举措,最大限度地缩短船闸进闸距离、进闸时间,提高船闸的运行效率。采用动态发航链式调度组织方式能够满足现代三峡通航和满负荷饱和运行的需要。船闸饱和运行条件下,船闸闸次的间隔时间为葛洲坝一号船闸单向运行上行90分钟,下行100分钟,换向运行150分钟;葛洲坝二号船闸单向运行90分钟,迎向运行80分钟;葛洲坝三号船闸单向、迎向均为30分钟;三峡船闸上行闸次间隔90分钟;下行五级运行闸次间隔100分钟,四级运行90分钟,三峡船闸换向五级运行250分钟,四级运行220分钟。

待闸船舶从南陵溪、沙湾等坝上锚地水域发航至三峡船闸靠船墩水域,一般船舶航行用时在70分钟左右,考虑船舶备车、起锚、靠泊用时,下行船舶从锚地至船闸靠船墩时间应为100分钟左右。三峡船闸饱和运行条件下,实施导航墙待闸(五级)或一闸室待闸(四级),闸次间隔时间90-100分钟,三峡船闸坝上引航道内同时停泊有靠船墩、导航墙两个闸次船舶。因此,船舶的发航时间应比闸次计划时间早3小时以上,导航墙(进闸)、靠船墩(移泊)和锚地(发航)始终有1个闸次的船舶在等待进闸指令、移泊指令和发航指令,动态发航链式调度组织能够满足三峡船闸满负荷饱和运行的需要。

待闸船舶从平善坝发航至葛洲坝船闸靠船墩一般船舶用时在50分钟左右,考虑船舶备车、起锚、掉头、锚泊等因素,下行船舶从锚地至船闸靠船墩时间应为80分钟左右。船闸单向满负荷饱和运行时,一般靠船墩靠泊一个闸次,导航墙靠泊一个闸次,因此,船舶从平善坝的发航时间应比进闸时间提前180分钟;迎向运行时,船闸(一号闸除外)上下游靠船墩各停靠有一个闸次的船舶,船舶的发航时间应比进闸时间提前160分钟以上。葛洲坝船闸引航道内始终有两个闸次船舶在等候船舶进闸指令,动态发航链式调度组织方式能够满足船闸满负荷饱和运行的需要。

待闸船舶从临江坪发航至葛洲坝船闸一般航行时间在3小时左右,汛期受水流条件影响,航行时间一般在4小时左右,考虑船舶备车、起锚、会让、靠泊等因素,船舶的发航时间比进闸时间早4小时以上。船舶发航从临江坪发航至宜昌港一般航行用时1.85小时,宜昌港至中水门锚地一般航行用时0.65小时,中水门锚地至船闸靠船墩一般航行用时0.5小时。一般情况下,船闸导航墙停泊有一个闸次的船舶(单向饱和运行时),靠船墩停靠有一个闸次船舶,宜昌港水域航行有一个闸次船舶,临江坪锚地有一个闸次的船舶在等候发航指令。动态发航链式调度组织方式能够满足葛洲坝船闸满负荷饱和运行的需要。

5)下基础,提高了船闸的运行效率。赢时间,提高了计划执行率。

动态发航链式调度提前将船舶组织到引航道内待闸水域,并保证正常情况下,引航道内每座船闸待闸船闸不少于2个闸次,为船闸高效运行创造了条件。实验表明:饱和情况下,在三峡船闸实施一闸室待闸和导航墙待闸,三峡船闸日可提高运行闸次2个以上,葛洲坝一、二船闸实施导航墙待闸日可提高运行闸次2个左右,船闸运行效率明显提高。

实施动态发航链式调度,调度计划执行员至少要提前3小时与过闸船舶进行第一次联系,调度计划执行在一时间掌握了船舶动态信息的第一手资料,根据现场调度所收集掌握到的最新信息,计划编制人员适时对调度作业计划和船舶进闸顺序进行调整,从而提高了计划执行率,因各种原因而取消计划的船舶明显减少。据统计,2008年5月以前,每天因船舶自身原因取消计划船舶在8艘次左右,实施动态发航链式调度以后,因船舶自身原因而取消计划日均在3艘次左右,船舶调度计划执行率明显提高。