浅述航道通过能力的系统仿真

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1、浅述航道通过能力的系统仿真浅述航道通过能力的系统仿真（）引言港口航道通过能力是反映港口航道适航程度的一项重要指标，也是度量航道疏导船舶能力的尺度，其大小直接影响整个港口吞吐能力和航道服务水平的发挥。当航道上的运输量接近航道通过能力时，船舶流中的间隙逐渐减小；当达到饱和时，不再有可利用间隙，一旦产生意外干扰，就会发生拥挤，造成交通阻塞。随着大型船舶和超大型船舶的不断发展，许多政府规划人员和港口管理人员不得不对现有通航设施重新进行评估，以充分利用现有航道资源，提高生产效率和营运效益，这些实际生产需要

2、也促进了有关航道研究的发展。从海上交通及船舶工程的角度出发，众多学者就如何科学有效地评价和评定现有航道的通航能力展开了孜孜不倦的研究，其研究途径基本分为理论计算和船舶试验两种，虽然船舶试验更为客观且与真实情况比较接近，但实船及船模试验的实行都需要前期的大量理论测算为基础，可以说，理论计算式这一领域研究工作的根本基础。1.航道通过能力的概念1.1理论通过能力航道理论通过能力是指航道条件和交通状况都处于理想状态下，由技术性能相同的一种标准船舶，以最小的船舶间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过航

3、道某个断面的最大船舶数。航道理论通过能力在实际上并不存在，而是为了简化研究对象抽象出来的一种理想情况。1.2可能通过能力航道可能通过能力是指在现有的航道条件和交通状态下，航道断面在单位时间内的最大交通量，实际上是指航道所能承担的最大交通量。航道可能通过能力要小于理论通过能力。航道理论通过能力是在理想条件下得到的，要结合实际的航道状况进行修正。4浅述航道通过能力的系统仿真1.研究现状1.1理论计算方法1.1.1经验方法1.1.1.1德国公式亦称“西德公式”，曾在上世纪80年代于研究汉江航运开发建设

4、时计算过通用能力。该公式的形式如下：Ww=P×M×N×t×a1×a2×a3×a4其中，Ww是航道通过能力，以104t为单位；P是标准船队载重吨；M表示单位时间内通过的船队数量；t为全年可通航时间（h）；a1为船舶密度增大使运行阻力增加而产生的折减系数，一般上游河段去0.7，中下游河段取0.9；a2为港口工作不平衡而产生的折减系数；a3为船舶变吃水而产生的折减系数，可同a2都去0.6；a4为船舶交汇、避让使船舶减速而产生的影响系数，一般可取0.8。1.1.1.2长江公式Ww=C×31.536×10

5、6×W×F1×F2×F3×F4÷T式中：C表示上下行货运不平衡系数；W为标准船队载重吨；F1为年通航系数；F2为实际运行船队吨级不同意对通过能力的影响系数；F3为港口、航道、运行调度的运输不平衡影响系数，一般可取0.6；F4为非货运船队占用航道的影响系数，有时可取0.5；T为一个标准船队安全通过控制河段的时间（h/队）。长江公式在一定程度上借鉴了德国公式，并根据天然河流的实际情况作了某些改进。1.1.1.3航道通过能力综合公式WB=WM0TCF2F3其中，M和C的含义根据船舶的具体情况计算1.1

6、.1.4基于船舶交通流的航道通过能力公式Q=MCF1F3t其中，Q是标准船舶的航道通过能力;M是单位时间内通过航道的标准船的数量。1.1.1.5利用乘潮水位航道的通过能力公式此公式为天津水运工程科学研究所提出的：其中，P是通过能力；Pi是船舶载重吨位数；Nt是船舶数；mi是一年的有效潮汐个数；a是航道系数，单航道时a=1，双航道时a=2；k1是船形阻力系数；k2是港口影响系数；k3是不满载系数；k4是船舶交会系数；k5是客运船影响系数；k6是非标准船影响系数；n是船型数。1.1.1.6川江航道通

7、过能力的计算方法在80年代中期，为适应三峡工程论证的需要，有重庆长江轮船公司和长江航道局所属单位等组成课题组提出了川江航道通过能力的计算公式：4浅述航道通过能力的系统仿真其中：Q——航道通过能力，以t/年或万t/年计算；N——全年通航天数；ni——不同船舶或船队的日均可发船密度；αi——不同船舶或船队的装载系数；Wi——不同船舶或船队的可能载货的总吨位；β——因货源、港口或其他延误所形成的运输上的不均衡系数；i——1、2、3分别代表大、中、小船队，4代表客货船。在应用此公式是必须注意，由于川江航

8、道存在某些卡口河段，每天能通过多少船舶或船队是有限制的。1.1.1.1苏南运河公式江苏省交通规划设计院和交通部原水运规划设计院在苏南运河整治工程可行性研究阶段结合苏南运河的具体情况，提出了下列公式：W=WtβVtα1α2α3α4α5α6其中，αi表示各系数。除了以上的各经验公式外，还有王宏达公式还有中交水运规划设计院闵朝斌提出的一整套计算方法等。从以上的公式可以看出，这些公式都存在大量的经验公式，而系数的取指因人而异，导致了航道通过能力计算的不规范，使计算值与实际值产生很大的偏差，且不能直观的反