智慧航道建设成效评价指标体系研究

航道是国家重要的公益性交通基础设施,是内河航运高质量发展的基础。在新基建、数字交通等政策强力牵引下,智慧航道的发展面临着重大机遇。目前大规模发展智慧航道工程,但尚未建立专门针对智慧航道建设成效的评价指标体系。为规范智慧航道建设,研究构建了智慧航道建设成效评价指标体系,利用层次分析法构建建设成效得分评价模型,提出智慧航道分级定义,实现客观、量化地评估智慧航道工程建设效果,扎实推进航道基础设施数字化、智能化转型升级。

急弯河段新建船闸上游引航道通航条件研究

在急弯河段已建枢纽上新建船闸工程,船闸布置受限因素众多,通航条件复杂。为分析船闸引航道通航水流条件,建立袁河石洲枢纽1:80正态物理模型,开展急弯河段船闸上游引航道通航水流条件试验,对比隔流堤不同长度口门区的流速分布,同时结合自航船模试验分析船闸口门区通航条件。结果表明,延长隔流堤对减小口门区横向流速峰值、改善流态作用明显;隔流堤延长250 m时,石洲船闸上游引航道最高通航流量可达到规范要求的20 a一遇洪水。

水运枢纽梯级开发对汉江中下游水质时空变化影响分析

为全面了解水运枢纽梯级开发对汉江中下游水质时空变化的累积影响情况,收集了汉江中下游7个断面近5 a高锰酸盐指数(CODMN)、总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH_(3)-N)监测数据和四个断面近10 a的高锰酸盐指数、总磷、氨氮监测数据。在分析水质时空变化的基础上,利用Pearson相关系数和Mann-Kendall突变检验以及一维水动力模型,综合分析了梯级建设对汉江中下游水质时空变化和水动力环境的影响。结果表明:坝址的建设可能会使下游高锰酸盐指数短暂升高,但对其上游和下游断面的总磷浓度没有显著影响。随着坝址的建设,兴隆下游总磷浓度呈上升趋势。集家咀氨氮突变发生在2012年,其余断面氨氮突变皆发生在2015年之后,4个断面高锰酸盐指数和总磷突变时间基本发生在2010年—2015年。兴隆坝址上游丹江口坝下和襄阳断面的高锰酸盐指数、氨氮和总磷的相关性系数较显著,仙桃和集家咀断面没有表现出明显的相关性。雅口航运枢纽建成运行后,雅口坝上水位增大、流速减小;汉江中下游水利枢纽全部建成后,各河段流速略有减小。

公共航道与港口航道关系分析

通过对公共航道与港口航道之间相同点与不同点的分析,对公共航道和港口航道的划分原则进行探讨,旨在通过对两种航道关系的分析,更好地完成航道相关管控工作,避免在管理过程中出现歧义,保证各项规划措施能够得到有效执行。

基于船舶领域的桥区水域范围划定方法

桥梁布设在通航水域的桥墩以及通航孔在一定程度上限制了船舶的航行,划定桥区水域对指导船舶安全航行具有重要意义。通过梳理当前桥区水域法规中船舶航行限制,分析划定桥区水域的影响因素;以桥梁涉水桥墩对航道内在航船舶的影响为依据,基于船舶领域理论设计了桥区水域宽度和纵向长度计算方法,可依据桥梁特点及航道水域特征对桥区水域进行划定,实现桥区水域划定的一桥一策;利用该方法对长江某大桥的桥区水域进行划定。结果表明,与传统桥区水域划定方法相比,该划定方法能够在保障船舶桥区航行安全的基础上,减少对航道内正常航行船舶的约束,同时可避免岸线资源的浪费。

基于AIS大数据的内河船舶航线推荐方法

文章提出了一种基于AIS大数据的内河船舶航线推荐方法,根据本船参数、出发港和目的港等信息,提取AIS大数据池中最近时间段的航路船舶轨迹,进行匹配分析和智能排序,给出推荐航线。测试结果表明,该方法简捷实用,对减少内河船舶航行风险和提高航行效率方面具有显著效果。

平陆运河工程建设关键问题研究与思考

平陆运河是西部陆海新通道的骨干工程,是新中国首个连通江海的运河工程。平陆运河建设规模巨大、综合效益明显、工程技术复杂,存在高效省水船闸、长寿命混凝土、智慧运河等关键技术难题。建设“优质工程、绿色工程、廉洁工程”,及时总结平陆运河的创新成果和实践经验,可以为我国未来建设运河工程提供借鉴。

岷江老木孔航电枢纽工程施工期坝区通航方案及通航水流条件研究

老木孔航电枢纽是岷江干流下游乐山—宜宾162 km河段近期开发4个航电梯级中的第1级,其施工期的通航条件将直接关系到岷江乐山—宜宾段大件船舶运输。为保障施工期岷江航道畅通,施工一期采用左岸扩挖明渠临时航道通航。采用水工物理模型试验与船模试验相结合的研究方法,对施工一期第1个枯水期三江村左汊通航期枢纽坝区通航方案及通航水流条件进行系统研究,提出左岸扩挖明渠疏浚、明渠进口段布置、明渠下游出口及连接段布置推荐方案,以及相应的通航水流条件特征参数。结果表明:老木孔枢纽施工期坝区推荐布置方案通航水流条件良好,获得的最小和最大通航流量满足施工期通航要求。

港口体系演化的影响因素及驱动机制分析

区域港口体系的结构和层次是不断变化的,根据各港口功能和作用的大小不同的变化,港口体系演化变现为集中化发展和分散化发展两种趋势。影响港口体系演化的因素很多,具体可归纳为技术进步因素、区位因素、航运市场因素、政策和政治因素四类。在集装箱革命之前,区位因素是影响港口体系结构的主要因素,而集装箱化之后,新技术的应用、航运市场在港口体系层次变化中的作用越来越明显。政策和政治因素是港口体系发展的背景因素,其影响力一直较大。最后通过构建港口体系动力模型,详细阐述了各个因素对港口体系演化的影响过程和驱动机制,分析了不同因素对于港口体系集中化和分散化发展的促进和阻碍作用。

基于模糊贝叶斯网络的长江上游航道整治建筑物技术状况评价研究

针对长江上游航道整治建筑物特点,以建筑物功能发挥状况和结构状况为研究点,提出了建筑物包含"目标-准则-要素-指标"4个层次的评价指标体系;基于贝叶斯网络方法和模糊数学理论,建立了航道整治建筑物技术状况的综合评价模型,定义了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4级评价标准;通过数学期望公式量化建筑物具体技术状况值。以长江上游东溪口碛头坝为例,对其2016、2017、2018年的技术状况进行了验证评价。结果表明:2016、2017、2018年,长江上游东溪口碛头坝技术状况隶属等级分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ级,与规范所得结果吻合;量化技术状况值E分别为83.75、75.25、70.25,与工程实际相符。

基于DEA法的航道网规划综合评价与决策模型

为有效、客观评价航道网规划方案的优劣,采用数据包络分析法,分析了航道网规划方案的指标体系,建立了航道规划综合评价与决策模型,确定了模型的输入与输出指标,并利用线性规划原理进行模型求解。求解结果表明:采用此模型不仅可以判断各规划方案的有效性,而且通过虚拟方案的改进,可以对有效方案的相对优劣性进行评价、排序,达到好中选优的效果,并在保持非有效方案输出指标值不变的前提下,对其进行改进,使其变为有效方案,因此,评价结果科学、合理,有利于航道网的规划与管理。

基于惩罚-PSO的群桥水域多约束航路规划

为保障群桥水域通航安全和桥梁自身安全,以长江武汉段桥梁为研究对象,分析群桥水域通航环境特征,得出群桥水域具有桥梁间距小、通航孔交错分布、桥梁轴线不平行和交通流复杂等结论。在此基础上,建立群桥水域通航环境模型,以航路长度代价、碍航物碍航代价和航路平滑代价为目标建立群桥水域航路规划代价模型,从船舶操纵性角度分析群桥水域船舶航路规划的约束条件,分别采用内罚-PSO和外罚-PSO方法实现群桥水域多约束航路规划,规划出船舶在给定条件下的最优航路。通过对比分析发现,内罚-PSO算法无论是在求解精度上还是收敛速度上均略优于外罚-PSO算法,可很好地应用于群桥水域航路规划研究中。

北江濛里枢纽上游引航道通航水流条件试验研究

濛里枢纽原有航道等级偏低,不满足目前货运增长的要求,因此需要对原有船闸进行扩建来提高航运能力,将在一线船闸右岸新建二线船闸。为保证一、二线船闸口门区有利于通航的良好水流条件,建立了整体定床物理模型,研究引航道导墙长度及布置形式对口门区及引航道内水流条件的影响。模型试验结果表明,在所有修改方案中,修改方案Ⅱ(一、二线船闸分开布置,二线船闸外导墙375 m,堤头段开孔)较好,其一线船闸上引航道通航条件基本不变,二线船闸口门区通航水流条件较好,较好地改善了上游口门区及连接段的斜流、回流等不利流态。

基于SAPSO算法的群桥水域航路规划

针对群桥水域航路规划问题,分析群桥水域特征,建立群桥水域航路代价模型,运用模拟退火粒子算法(Simulated Annealing Particle Swarm Optimization,SAPSO)对不同维数的航路规划模型进行求解,证明SAPSO算法在解决群桥水域航路规划问题方面的适应性。对比分析不同维数模型的求解精度、收敛速度及其航海实践意义,结果表明:在维数较低的情况下,规划航路精度相对欠佳,但能运用于航海实践;在维数较高的情况下,规划航路精度较高,但仍需对规划结果作进一步优化。

山区航道寄存沉箱度汛防范技术研究

山区航道沿岸预制场地有限,大体积沉箱无法大面积存放,需采用水中寄存的方式临时存放。因山区航道季节性特征明显,汛期集中降雨量大、洪水频发,洪汛之后寄存沉箱常有倾斜和没顶事故发生,沉箱起浮存在较大的困难。结合工程案例,对山区航道沉箱寄存度汛防范技术进行了研究,介绍了适用于山区航道没顶沉箱起浮的封仓抽水起浮法和施工注意事项。

内河航道设计小时交通量探讨

为了进一步完善内河交通工程学,弥补航道网规划、航道升级改造理论依据不足的缺陷,结合京杭运河施桥船闸多年的实际运行资料,应用数理统计原理,提出了内河航道设计小时交通量的概念,研究了航道设计小时交通量系数,讨论了设计小时时位的稳定性,并给出了具体的计算方法和计算公式。研究表明:内河航道设计小时交通量取第200位最高小时流量最为稳定,设计小时交通量系数在0.14～0.19之间。

窄深河道急弯下游枢纽上引航道布置及通航水流条件试验

窄深急弯河道下游河道主流偏向凹岸下游一侧,下游已建枢纽在同侧布置引航道则存在上引航道占据河道过流面积较大、流速指标超标严重等问题。采用整体定床物理模型及船模试验,研究窄深河道急弯下游枢纽二线船闸上游引航道的布置及其通航水流条件。结果表明,受窄深河道枢纽上游急弯和长引航道分隔墙占据深泓的影响,设计方案中的船闸上引航道口门区通航水流条件较差,不能满足船舶安全航行要求。优化方案在原方案基础上设置堤头下挑单潜坝,优化右岸河段开挖范围及形式,改变隔流墙长度以及隔流墙透空等措施,较好地改善了口门区通航水流条件并兼顾枢纽的行洪和发电,实现船舶安全通航和枢纽正常运行。

基于混合PSO算法的简化群桥水域航路规划研究

针对群桥水域航路规划问题,分析了群桥水域特征,建立了群桥水域航路代价模型,分别运用基于自然选择的PSO、基于杂交思想的PSO和基于模拟退火的PSO对该问题进行了求解.通过与标准PSO算法规划结果对比,发现3种混合算法均能快速找到最优解,并且精度较高,得出了3种混合PSO算法在解决群桥水域航路规划问题方面均优于标准PSO算法的结论.

群桥水域特征分析及建模研究

针对群桥水域航路规划问题,统计分析了长江武汉段桥梁间距、桥梁通航孔、桥梁轴线和交通流因素,得出了群桥水域具有桥梁间距小、通航孔交错、轴线走向不同和交通流复杂的结论.基于桥墩紊流区边界及安全富余量分析,采用量纲一的量化技术建立了长江武汉段群桥水域航路规划模型,针对模型存在着数据数量级差别大、桥梁数量过多等缺陷,缩小桥梁间距,对桥墩半径、桥墩间距、紊流区边界和安全富余量适当扩大,得到了适用性较强的能够反映群桥水域通航环境特征的模型.

船舶进出宁波港分道通航方案

近年来,宁波港吞吐量猛增,并有继续上升趋势,而大型船舶进出港口仅用虾峙门的单向航道,与宁波港口发展不相适应,提出二套船舶进出口方案,与现有的虾峙门航道构成分道通航制,供港口主管部门进行航道规划参考。