長江三峽船舶過壩計劃智能編制框架

司馬俊杰　王前　南航

三峽通航智能化的核心在于三峽通航智能調(diào)度，而三峽通航智能調(diào)度的核心在于三峽通航船舶過壩計劃的智能化編制與執(zhí)行。智能計劃基本框架正是智能計劃編制的核心。

1智能計劃基杰框架

船舶過壩計劃的基本框架是計劃編制員依據(jù)搜集的船舶通航信息情況，在確定吃水控制標(biāo)準(zhǔn)、通航流量標(biāo)準(zhǔn)后，對船閘及升船機(jī)的運行方式、運行強(qiáng)度、特定閘次，以及重點船舶的閘次安排進(jìn)行規(guī)劃，并設(shè)置計劃參數(shù)而構(gòu)建的一個船舶過壩計劃框架。

目前船舶過壩計劃基本框架的編制工作，需要計劃編制員將當(dāng)天的水情信息、通航流量和吃水控制標(biāo)準(zhǔn)、船閘工況信息、船舶信息、航道信息，以及當(dāng)前的計劃運行進(jìn)度錄入三峽通航調(diào)度系統(tǒng)，在系統(tǒng)的輔助下，自行對計劃當(dāng)天的兩壩樞紐有無檢修停航、調(diào)度水域是否有施工、三峽出庫流量水平（汛期）、廟咀水位（枯水期），以及三江動態(tài)吃水控制標(biāo)準(zhǔn)等通航情況作出判斷，根據(jù)實際情況手動設(shè)置吃水控制、閘次間隔等框架內(nèi)的計劃參數(shù)信息，根據(jù)實際運行進(jìn)度人工估算新計劃起止時間，在綜合考慮三峽大壩與葛洲壩船閘樞紐的匹配運行后設(shè)置合理的換向時間，根據(jù)規(guī)定設(shè)置危險品專閘閘次。

船舶過壩計劃智能編制的核心問題是船舶過壩計劃基本框架的智能化編制，即智能計劃基本框架。

2智能計劃基本框架的影響因素

編制智能計劃基本框架，需要匯總各項信息，輔助計算機(jī)構(gòu)思及編制計劃框架。匯總的環(huán)境信息、數(shù)據(jù)應(yīng)充分反映船舶總體申報信息、三峽大壩與葛洲壩船閘及升船機(jī)實際通過能力、船閘及升船機(jī)計劃執(zhí)行實際、水情氣象信息和船閘及升船機(jī)工況等重點通航環(huán)境要素，主要影響因素具體內(nèi)容有：

（1）調(diào)度原則：安全第一，兼顧效率;重點優(yōu)先，分類控制;先到先過，合理分流。

（2）各船閘及升船機(jī)計劃執(zhí)行進(jìn)度。

（3）計劃編制時間段水情信息。

（4）危險品船舶信息、優(yōu)先船舶信息、其他普貨船舶信息。

（5）安檢合格船舶信息。

（6）航道信息和各船閘及升船機(jī)運行工況。

（7）跨臺班船舶情況。

3三峽船舶過壩智能計劃基本框架的設(shè)計

系統(tǒng)根據(jù)實時的環(huán)境條件、聯(lián)動控制方案、調(diào)度優(yōu)先原則、排檔規(guī)則、運行參數(shù)及船舶申報和邏輯與數(shù)據(jù)流等因素疊加的，以24h為一個周期的作業(yè)計劃。作業(yè)計劃根據(jù)計劃執(zhí)行進(jìn)度，適時動態(tài)更新執(zhí)行計劃隊列，鎖定執(zhí)行計劃隊列相關(guān)閘次;根據(jù)安檢進(jìn)度，實時合理安排安檢隊列內(nèi)的安檢船舶數(shù)量;根據(jù)安檢進(jìn)度和錨地容量等因素實時更新聯(lián)動控制隊列。正常情況下計劃執(zhí)行全過程應(yīng)全智能無人干預(yù)，一旦計劃執(zhí)行異常，系統(tǒng)和人工可以根據(jù)實際特殊情況對計劃作出調(diào)整。

3.1基本框架

三峽船舶過閘智能計劃基本框架見表1。

由表1可以看出，當(dāng)日三峽出庫流量在25000m/s≤Q<35000m/s流量級。三峽梯調(diào)信息中心直接將流量級信息錄入三峽通航調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)流量級確定通航流量參數(shù)和葛洲壩一號船閘停航時間。根據(jù)船舶類型和三峽大壩與葛洲壩匹配運行需求，系統(tǒng)根據(jù)船舶過壩調(diào)度原則自動適應(yīng)，設(shè)定特定閘次、重點船舶閘次時間等。

3.2設(shè)計要求

智能計劃框架以24h為一個周期，可根據(jù)船舶和流量等其他因素的變化而作出調(diào)整，未來的智能計劃框架可以無限擴(kuò)展。以三峽南線為例，1～16閘次過閘船舶為計劃船舶，17～37閘次過閘船舶為核心水域安檢中船舶，38～50閘次過閘船舶為核心水域待閘船舶，51～64閘次過閘船舶為近壩水域待閘船舶，65～75閘次過閘船舶為控制水域待閘船舶，76～79及以上閘次的過閘船舶為調(diào)度水域待閘船舶，其中調(diào)度水域、控制水域、近壩水域、核心水域待閘船舶數(shù)量根據(jù)待閘船舶數(shù)量和各水域船舶控制標(biāo)準(zhǔn)自動調(diào)控。新到錨地船舶依次進(jìn)入調(diào)度水域、控制水域，即65～79閘次;根據(jù)計劃需要再進(jìn)入近壩水域、核心水域（即1～64閘次）的船舶，應(yīng)判斷該船是否滿足計劃需要，如果滿足，該船可以直接進(jìn)入近壩水域甚至是核心水域。整個計劃根據(jù)計劃完成情況和新到錨地船舶情況不斷更新。

智能計劃框架中對內(nèi)顯示閘次類型標(biāo)注并對外發(fā)布，聯(lián)動控制4個水域;在安檢隊列中，船舶安檢合格顯示“合格”，需要安檢的船舶由海事執(zhí)法大隊執(zhí)行安檢;過壩船舶隊列由執(zhí)行計劃船舶、安檢計劃船舶、聯(lián)動控制船舶組成，鎖定計劃的閘次時間和船舶名單不變，未鎖定計劃的閘次時間及安檢合格船舶和安檢中船舶名單會隨著實時的環(huán)境條件、調(diào)度優(yōu)先原則、排檔規(guī)則、運行參數(shù)及船舶到錨地時間等參數(shù)發(fā)生變化;核心水域以外的閘次時間及船舶名單也會隨著執(zhí)行計劃進(jìn)度、錨地容量、安檢進(jìn)度而發(fā)生變化。

3.3智能計劃的邏輯與數(shù)據(jù)流分析

為保證智能計劃正常情況下全過程全智能無人干預(yù)，需要計算機(jī)在邏輯與數(shù)據(jù)流的指引下匯總分析各項數(shù)據(jù)和影響因素，進(jìn)而編制智能計劃框架。三峽通航調(diào)度系統(tǒng)智能計劃邏輯與數(shù)據(jù)流見圖1。

圖1中特定閘次是指載運易燃易爆危險貨物船舶的作業(yè)船閘及閘次時間，重點船舶閘次是指規(guī)劃特殊任務(wù)船、客船、重點集運物資船、整船鮮活貨船、集裝箱船、商品車運輸船、示范船型船舶、誠信船舶、駁船等的作業(yè)船閘及閘次時間。

4結(jié)語

三峽通航智能計劃基本框架的設(shè)計，是開展智能計劃研究的一個重要環(huán)節(jié)，其定義了一個工作日（24h）內(nèi)船舶過壩計劃的基本情況。在三峽通航智能計劃基本框架的基礎(chǔ)上，如何設(shè)計船舶基于安全與效率兼顧原則的閘室自動排檔，將是下一步研究工作的重要內(nèi)容之一，也是實現(xiàn)船舶過壩智能計劃的另一項重要內(nèi)容。