長江下游航道碼頭布局優(yōu)化研究

凡亞軍

摘 要：考慮航標(biāo)失常情況和航道條件對航道基層碼頭布設(shè)的影響，通過建立布局優(yōu)化模型，科學(xué)測算基層碼頭合理的管轄范圍，依此對現(xiàn)有航道基層碼頭布局提出合理優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：航道基層碼頭;布局優(yōu)化;優(yōu)化模型

中圖分類號：U651+.4 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）07-0093-02

1 引言

經(jīng)過多年發(fā)展，長江下游沿江布局建設(shè)了一批航道碼頭，尚有一批規(guī)劃建設(shè)中。但依據(jù)一處一碼頭的原則，原先建設(shè)的航道碼頭建設(shè)時(shí)未綜合考慮，僅考慮靠泊便利和岸線資源，致使個(gè)別航段航道碼頭布局不合理、部分航道碼頭管轄區(qū)段長。

結(jié)合現(xiàn)有航道碼頭現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)工作模式，基層碼頭在布局方面尚需進(jìn)一步優(yōu)化，根據(jù)工作強(qiáng)度可適當(dāng)優(yōu)化航道維護(hù)點(diǎn)布局，進(jìn)一步提高航道維護(hù)的效率和品質(zhì)。

2 研究對象

以現(xiàn)有航道養(yǎng)護(hù)碼頭為基礎(chǔ)，參照《國家水上交通安全監(jiān)管和救助系統(tǒng)布局規(guī)劃》中對碼頭的分類方法，將航道養(yǎng)護(hù)碼頭分為基層碼頭和航道基地兩大類。

基層碼頭主要承擔(dān)航道日常維護(hù)、航標(biāo)的日常維護(hù)保養(yǎng)、干線航道日常航道探測等工作。航道處碼頭依托基層航道處建設(shè)，航道維護(hù)點(diǎn)是對維護(hù)工作強(qiáng)度為重度的轄區(qū)進(jìn)行有效補(bǔ)充的站點(diǎn)。本次布局優(yōu)化研究針對長江下游基層碼頭。

3 布局影響因素

（1）岸線資源。碼頭建設(shè)最主要、最基礎(chǔ)的條件就是有可利用的支持保障系統(tǒng)岸線。如今，長江南京以下岸線資源緊缺，很多地方已無岸線可用，即使有增設(shè)碼頭的必要，也無法建設(shè)。長江南京以上，尤其九江、安慶一帶雖然自然岸線資源利用不充分，但合適的支持保障系統(tǒng)岸線也不多。

（2）規(guī)定的響應(yīng)時(shí)間。航標(biāo)失常后，響應(yīng)時(shí)間越短，則要求航標(biāo)工作船到達(dá)現(xiàn)場越迅速，其管轄范圍會(huì)變小。交通運(yùn)輸部《水運(yùn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》平安水運(yùn)提出應(yīng)急到達(dá)時(shí)間在90分鐘內(nèi)。

（3）航標(biāo)工作船性能。航標(biāo)工作船性能是影響碼頭布局的主要因素。航標(biāo)工作船性能好、船速快，就能夠迅速抵達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行航標(biāo)維護(hù)，其靠泊碼頭能夠覆蓋的管轄范圍就越大。

（4）航標(biāo)失常情況。航標(biāo)工作狀態(tài)可通過數(shù)字航道系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測，已無需像原來一樣經(jīng)常巡檢。船舶出航主要是恢復(fù)失常航標(biāo)。如果管轄范圍內(nèi)航標(biāo)失常率高，船舶出航率就高。碼頭盡可能布設(shè)在航標(biāo)失常頻繁水域，可縮短開航時(shí)間，提高響應(yīng)能力。如果更換浮鼓、錨鏈等工作強(qiáng)度大的失常維護(hù)多，會(huì)過多占用下一次維護(hù)響應(yīng)時(shí)間，因此不同的失常類型對碼頭布局也有影響。

（5）航道條件。長江下游江面越來越寬，江灘多，支汊多。航道通行船舶密度逐步加大。船舶密度越大，航標(biāo)工作船開航速度和作業(yè)效率會(huì)有所降低，從而影響航標(biāo)工作船維護(hù)效率。如果是支汊航道，則建議在支汊航道增設(shè)維護(hù)點(diǎn)，否則航標(biāo)工作船會(huì)存在平面空間上折返開航，影響效率。

4 布局優(yōu)化模型

在現(xiàn)有碼頭布局基礎(chǔ)上，因?yàn)橛袀溆么?，可不考慮船舶維修間歇時(shí)間。假設(shè)碼頭布設(shè)于管轄范圍中點(diǎn)，則該碼頭管轄范圍可用下面公式計(jì)算：

L=min[V×T1，2×V×（T1-T2）] ×α×β

其中：L——航道基層碼頭管轄范圍;

V——航標(biāo)工作船逆水航行時(shí)平均速度;

T1——航標(biāo)工作船到達(dá)現(xiàn)場的響應(yīng)時(shí)間;

T2——航標(biāo)工作船啟動(dòng)時(shí)間;

α——航標(biāo)失常情況影響參數(shù);

β——航道條件影響參數(shù)。

依據(jù)航道尺度的不同可將航道分區(qū)段進(jìn)行分析，測算某一航段內(nèi)碼頭管轄范圍取值。本文則依據(jù)現(xiàn)有碼頭管轄范圍，測算其合理管轄區(qū)間，從而論證現(xiàn)有布局合理性。

α=A×P/Ai×Pi

Ai——某一航段或某一碼頭管轄范圍內(nèi)航標(biāo)失常率;

A——全轄區(qū)航標(biāo)失常率;

Pi——某一航段或某一碼頭管轄范圍內(nèi)航標(biāo)失常中工作強(qiáng)度大的占比;

P——全轄區(qū)航標(biāo)失常中工作強(qiáng)度大的占比。

β=M×S/Mi×Si

Mi——某一航段或某一碼頭管轄范圍內(nèi)航道維護(hù)里程密度（航道維護(hù)里程/航道起訖點(diǎn)距離）;

M——全轄區(qū)航道維護(hù)里程密度;

Si——某一航段或某一碼頭管轄范圍內(nèi)橋區(qū)等特殊航段密度（橋區(qū)等特殊航段數(shù)量/航道起訖點(diǎn)距離）;

S——全轄區(qū)橋區(qū)等特殊航段密度。

5 優(yōu)化方案

通過對長江下游基層碼頭統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合上述布局測算模型，長江下游基層碼頭合理管轄范圍在18—35公里。長江下游部分航段的基層碼頭管轄范圍過長，布局不合理，需增設(shè)維護(hù)點(diǎn)，結(jié)合可利用的岸線資源，優(yōu)化方案如下：

部分航道的基層碼頭管轄范圍長，應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間長，在缺乏岸線資源的情況下，也可提高船舶性能或增配機(jī)動(dòng)船舶。

參考文獻(xiàn)：

[1] 長江航道局航道處碼頭及綜合碼頭建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化研究[R].武漢：長江航運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2008.

[2] 李紅，倪德先.長江航道碼頭布局方案研究[J].中國水運(yùn)，2009（5）：44-45.

[3] 付磊，張寶航.長江干線航道基層碼頭布局測算[J].中國水運(yùn)，2017（12）：56-57.