提高三峡船闸运行效率的船舶过闸方式研究.pdf

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1、第46卷第4期人民长江Vo1．46．No．42015年2月YangtzeRiverFeb．．2015文章编号：1001—4179(2015)04—0063—04提高三峡船闸运行效率的船舶过闸方式研究丁益，程细得，冯小检，兰毓峰(1．武汉理工大学交通学院，湖北武汉430063；2．长江三峡通航管理局，湖北宜昌443000)摘要：为充分发挥长江“黄金水道”的作用和优势，提高三峡船闸的通过能力，通过分析三峡船闸近5年的运行数据，对某些关键运行参数与设计值进行比较后发现，现行过闸方式的进闸时间和移泊时间过长，是导致船闸实际日运行闸次低于设计值的

2、主要原因。在此基础上，提出在船闸上下游水域设置虚拟闸室的方案，经实船测试资料统计分析，研究了设置虚拟闸室的必要性和船队过闸方案理论上的可行性。可为进一步提升三峡船闸的日运行闸次和通过能力提供理论支撑。关键词：水运工程；日运行闸次；虚拟闸室；通过能力；三峡船闸中图法分类号：U641文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．04．015三峡双线五级船闸是世界上最大的船闸，自试通1·三峡船闸运行现状航以来，运行总体正常，通过能力稳步提高，目前船闸运行效率已经达到较高水平。但是，三峡船闸的运行船闸单向过

3、闸通过量按下式计算：仍存在一些亟需解决的问题，这些问题主要表现在：日P=(1l,一n)NGo~／／3(1)运行闸次与设计指标相差较大、会有一定数量的船舶式中，P为过闸货运量，t；n为日均过闸次数，次；n。为待闸以及非正常通航状态下的通过能力明显不足，导非客、货运船舶过闸次数，次；N为通航天数，d；G为1致出现大量船舶待闸的现象¨。这些问题说明，三峡次过闸平均货运量，t／闸；Ot为船舶装载系数；为运船闸现行的并排同步过闸方式已经不能满足船舶过闸量不均衡系数。的现实需求。为应对三峡船闸通过能力不足的问题，按照《长江三峡水利枢纽初步设计报告(

4、枢纽工张义军等人提出了再建一两线船闸的构想，但新船程)》，设计代表船型为万吨级船队，1次过闸平均货运闸建设周期长、成本大，难以在短期内解决过闸难的问量10200t／闸，日平均过闸22．1次，设计年单向通过题。TingCJ等人提出牵引调度控制和速度控制等船货运量为5228万t。闸控制方案，以减少船舶在船闸的延误，但现有船对2008～2012年三峡船闸的运行数据进行分析，闸的配套设施和安全水平与之不相匹配。本文提出在如表1所示，可以得出以下结论。三峡船闸上下游设置虚拟闸室的构想，便于同类型船(1)年过闸货运量稳步增长。2008年到2011舶

5、组成船队同步过闸，改变现行的并排同步过闸方式，年，年货运量从5370万t增加到10032万t，翻了近缩短船舶进闸和移闸时间，提高船闸Et运行闸次和通一番，年均增长率超过23％。特别是2011年过闸货过能力，并对实船测试资料进行统计分析，验证过闸方运量首次突破亿吨大关，达到10032万t，其中上行货案的可行性及设置虚拟闸室的现实意义。运量5534万t，提前达到设计水平年2030年的规划收稿日期：2014一l1—25基金项目：国家自然科学基金资助项目(51179143)；西部交通科技项目资助作者简介：丁益，男，硕士研究生，从事船舶操纵性研究

6、。E—mail：274208056@qq．corn通讯简介：程细得，男，副教授，主要从事船舶操纵性研究及教学工作。E—mail：wutcxd@163．corn人民长江运量，即单向通过货运量5228万t。2012年比2011字门启闭时间、充泄水时间、进闸时间以及船舶移泊时年的货运量有所减少，固然与其通航率降低有关，同时间构成。也说明在现有的过闸模式下，货运量的持续增长已难三峡船闸实际工作时间为24h，设备保养时间2h以为继。在计算通航率时扣减。三峡船闸为双线五级连续表12008—2012年三峡船闸运行数据船闸，在正常情况下采用单向连续过闸

7、方式运行，即一线上行另一线下行。船闸运行周期如图1所示。(2)船闸1次过闸平均吨位逐年提高，超过设计图1多级船闸运行周期值10200t／闸。根据统计数据，船闸1次过闸平均吨此时，闸次间隔时间按下式计算：位从2008年的10614t增长到2012年的15799t，年T=4t1+t，+t3+24十t(3)增长率为10．46％。1次过闸平均吨位的稳步增长与式中，为闸次间隔时间，min；t．为开门或关门时间，过闸船舶大型化有关，根据表1数据，2000t级以上的rain；t为单向第一个船舶(队)进闸时间，min；t为船船舶比例从2008年的29．

8、1％上升至2012年的舶(队)由第一闸首进入第一闸室所需时间，nlin；t为71．1％，3000t级以上的船舶比例从2008年的9．2％闸室充水或泄水时间，min；t为船舶(队)由第闸窜上升至2012年的4