劉瑩，司馬俊杰，王雁飛，杜榮

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443022）

0 引言

隨著長江黃金水道功能的進一步發(fā)揮，三峽通航過壩運輸需求的不斷增長，三峽船閘通航瓶頸與船舶過壩旺盛需求之間存在矛盾。當前過壩船舶積壓高居不下，大宗貨物運輸需求旺盛，打造平安和諧航程，提升船方過壩體驗、提高過壩效率，對三峽通航調度組織的智能化發(fā)展賦予了新使命[1]。

1 當前船舶過壩業(yè)務流程

過閘船舶自行進行申報，行駛通過計劃編制確認線獲取到錨時間，以此時間作為排隊依據(jù)。過閘船舶到錨成功后按照每日發(fā)布的滾動預計劃列表，依次有序通過調度水域、控制水域、近壩水域，抵達核心水域待閘。船舶抵達核心水域后根據(jù)發(fā)布的安檢計劃進行安全檢查，安全檢查合格的船舶獲得過閘資格，根據(jù)發(fā)布過壩作業(yè)計劃，獲取船舶過壩時間，聽從調度人員指揮過閘。

目前船舶過閘調度仍通過調度人員人工指揮完成，調度人員判斷船閘及升船機運行狀態(tài)，自行根據(jù)工作經驗估算船舶航行時間來確定船舶調度發(fā)航的時間。在調度指令中主要基于人為判斷，執(zhí)行手段較落后，并且對于發(fā)航時間估算不準確、對于船閘及升船機運行管理信息交流不到位等情況時有發(fā)生，有時還會出現(xiàn)航道水域船舶擁堵或船舶靠泊指揮不到位等，并且在不同的調度人員之間，指揮情況差異較大。當前船舶待閘數(shù)量高居不下，研究船舶過閘智能調度需求，實現(xiàn)船舶通航指揮自動化，可進一步實現(xiàn)船舶指揮協(xié)調統(tǒng)一，精準高效。

2 過閘智能調度需求分析

船舶調度發(fā)航時，系統(tǒng)整合獲取到的各種信息，實時判斷和確認發(fā)航場景，自動生成發(fā)航指令并實時向待閘船舶推送，并根據(jù)后續(xù)執(zhí)行情況修正指令信息。

2.1 功能需求

系統(tǒng)實時獲取、整合相關信息，根據(jù)獲取的信息實時評估閘次后執(zhí)行計劃。在船舶調度航行的過程中通過實時船位、船速、航向等信息，判斷區(qū)域水域船舶密度及航行狀態(tài)，根據(jù)相關的安全要求，對當前區(qū)域水域及后續(xù)航行船舶進行交通組織[2]。

（1）通航環(huán)境信息

自動獲取通航環(huán)境信息，包括水情、氣象、航道、錨地、船閘工況、過壩船舶、當前計劃運行進度、當前通行信號燈揭示、靠船墩導航墻靠泊船舶、交匯水域船舶航行動態(tài)等信息。

①水情信息：包括計劃閘次水位流量控制標準以及實時水位流量情況。

當前行業(yè)正處于政策預期大幅改善拐點，行業(yè)處于新技術導入爆發(fā)期。同時，公司正處于在手訂單轉收入大幅增長期，估值上修的空間和彈性較大。綜合相對估值與絕對估值，認為公司合理估值區(qū)間為34.62-41.65元/股。

②氣象信息：包括轄區(qū)風況和能見度。

③航道信息：包括航道維護水深、航道維護寬度，橋區(qū)船舶高度控制標準。

④轄區(qū)錨地應用信息：包括錨地容量信息以及錨地停泊上下行船舶信息。

⑤船閘工況信息：包括船閘（升船機）的運行時間和運行強度，計劃性檢修、日常邊運行邊檢修信息，船閘及升船機的運行間隔時間。

⑥過壩船舶信息：包括計劃船舶的申報信息和過閘要求。

⑦當前計劃運行進度：包括船閘（升船機）閘次運行提前或推遲信息。

（2）閘次計劃執(zhí)行評估

系統(tǒng)通過獲取的通航環(huán)境信息實時評估當前閘次運行情況，發(fā)航前判斷后續(xù)閘次是否需要調整[3]，主要考察以下方面。

①匹配運行?？疾煸趦蓧未l（升船機）不匹配運行的情況下兩壩間錨地容量是否能滿足要求，若錨地不能滿足則進行調整。

②運行進度。考察船閘（升船機）運行進度變化對本船閘（升船機）的重點閘次的影響、對兩壩匹配運行的影響，是否需調整計劃。

③重點閘次、重點船舶?？疾毂居媱澲兄攸c閘次、重點船舶是否符合執(zhí)行要求，是否需要調整。

④信息核實。核實閘次中船舶的申報信息是否符合當前水位或通航流量級的要求，過橋區(qū)的船舶高度是否符合橋區(qū)要求。

（3）調度發(fā)航

通過當前船閘運行狀態(tài)和運行參數(shù)，計算船舶?？课恢茫看?、導航墻）空出的時間點T1，此為船舶到達的最早時間，最晚時間T2=最早時間T1+閘次間隔時間。根據(jù)船舶實時定位，以歷史數(shù)據(jù)估算當前通航環(huán)境下船舶航行時間，預留一定的富裕時間，得到船舶的發(fā)航時間。

系統(tǒng)實時進行船舶定位，判斷船舶從錨地發(fā)航或航行中發(fā)航，選擇不同的發(fā)航模式。

（4）注意事項

①發(fā)航時機的選擇必須考慮多種因素：移泊船舶的數(shù)量、船型、功率、航速、裝載量、閘室利用率、天氣、流量等，綜合考慮后判斷選擇最佳時機發(fā)航。

②從錨地發(fā)航船舶時應關注出錨地船舶與正常航行之間的船舶交匯情況，避免錨地船舶影響航道中正常船舶航行；發(fā)航平善壩錨地下行船舶時應關注閘次船舶數(shù)量，避免因出錨地船舶過多影響平善壩航道水域船舶正常航行。

③當在調度發(fā)航過程中，轄區(qū)河段發(fā)生大風、大霧礙航氣候時，根據(jù)異常氣候（僅限風、霧）影響的具體水域，采取提前儲備、應急停泊、臨時調整的技術手段進行管理控制，保證其他航段通航繼續(xù)正常運行。

（5）計劃執(zhí)行流程

①系統(tǒng)根據(jù)運行情況進行計劃執(zhí)行狀態(tài)評估。計劃狀態(tài)不適宜繼續(xù)執(zhí)行則自動進入計劃調整[4]，如圖1所示，系統(tǒng)整合不同類別的信息，對閘次運行狀態(tài)進行評估。

圖1 計劃狀態(tài)評估

②根據(jù)不同的發(fā)航地點，按照發(fā)航要求，執(zhí)行不同的發(fā)航流程，如圖2所示。

圖2 計劃發(fā)航要求

2.2 數(shù)據(jù)流程

系統(tǒng)根據(jù)船舶計劃信息，結合通航建筑物運行情況、靠船墩導航墻的待閘情況、計劃進度情況、環(huán)境信息和已發(fā)航未進閘船舶航行狀態(tài)信息生成船舶發(fā)航指令信息。跟蹤已發(fā)航船舶的動態(tài)，對未按要求航行的船舶發(fā)布航行監(jiān)管指令，生成并更新已發(fā)航未進閘船舶航行狀態(tài)信息，如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)流程

2.3 具體功能及要求清單

系統(tǒng)需能實現(xiàn)融合各渠道信息后評估當前閘次運行情況，根據(jù)不同的閘次狀態(tài)進行后續(xù)處理。不僅能發(fā)出明確的發(fā)航指令，還將自動對后續(xù)的運行情況進行提醒預告，如表2所示。

表2 具體功能要求

2.4 實現(xiàn)方式

不同類別的信息可通過各種渠道獲取，其實現(xiàn)方式如表3所示。

表3 實現(xiàn)方式

3 結語

隨著信息化、智能化技術的進步，船舶過閘調度指揮在自動、智能、智慧上還有很大的提升空間，進行船舶過閘智能調度需求分析，通過多重信息交互運行，可實現(xiàn)智能化、精細化的協(xié)同工作模式，船舶通航指揮自動化，保障船舶通過兩壩樞紐安全高效。