寒潮大风及海冰对北方港口波浪推算的影响

为了探究冬季极端天气及海况对北方港口波浪推算的影响,以黄骅港为例,建立能够综合考虑海冰和寒潮大风影响的波浪数值模型。与实测值相比,模拟的黄骅港外航道口门处有效波高最大值和平均值分别偏大0.41%和偏小5.46%,且演化趋势基本吻合。结果表明,港内2018年寒潮大浪致灾地点处考虑海冰、强风及波浪绕射与反射影响的有效波高最大值为1.14 m。通过敏感性分析可知,港内波浪推算过程中若忽略寒潮大风的影响,则有效波高严重偏小达73.68%。如考虑海冰的影响,有效波高将比无冰情况偏小8.77%。

适应软土地基的港口铁路路基方案优化

利用软土吹填造陆形成的港区,地基基底承载力通常较差,对铁路路基的设计要求较高。结合港口铁路货运虽然重载、但是多为尽端线路,或装卸线居多,运行速度较低等特点,以黄骅港某铁路路基工程为例,结合目前软土地基上路基设计基本方案,提出改进的路基设计方案。通过技术经济分析,优化改进适应港口软土地基、技术上满足承载力要求,经济上更合理的铁路路基结构形式,并在工程中应用。

考虑股道运用的重载卸车站作业计划优化研究

重载卸车站是重载运输的重要组成部分,实现车站作业计划自动化编制对于加速列车周转时间、提高重载运输生产效率具有重要意义。重载卸车站由于列车在站作业种类多,车站作业计划编制复杂。为实现计算机自动化编制高效智能的车站作业计划,在分析重载列车在车站作业流程的基础上,将重载列车在站技术作业过程转化为对卸车站内到达线股道、存车线股道、卸煤线股道、清煤线股道、组合线股道的5次占用问题,构建考虑股道运用的重载卸车站作业计划模型。考虑到模型属于NP-hard问题,设计微进化算法进行求解,并在微进化算法基础上引入大规模邻域搜索算法中的损坏和修复思想对算子操作进行改进。以朔黄铁路终端黄骅港站某夜间到达的15列重载列车为实际案例,对提出的模型和算法进行验证。研究结果表明:微进化算法所采用的优势基因结构机制能快速有效解决重载卸车站作业计划编制问题,相较于GUROBI求解器,其求解质量在95%以上且求解时间缩短48.16%,同时相较于遗传算法其求解质量提升5.38%且求解时间缩短27.49%。微进化算法得出的优化计划相较于人工编制计划,重载列车在站总时长缩短了389 min,提升了重载卸车站作业计划质量。研究结果能缩短重载列车在站作业时间,加速重载列车在站中转过程,为计算机自动编制车站作业计划提供智能决策。

双碳目标下邯黄通道铁矿石运输方案比选

“公转铁”可有效降低碳排放,有利于实现双碳目标。对邯黄通道内经由公路、邯黄铁路且采用不同动力类型运输铁矿石的8种运输方案所涉及的直接费用、时效费用、安全费用和碳排放费用建立计算模型,查询或调研获取相关参数,计算相关费用并对结果进行分析。结果表明:相比于使用柴油卡车的公路运输,使用邯黄铁路运输铁矿石在除时效费用之外的3个方面均具有明显优势,是目前货主的最佳选择;所有方案中碳排放费用在总费用中占比小于1%,通过征收碳税或提高碳税基本不影响货主对运输方式的选择;公路运输中电动卡车在能源消耗和碳排放方面具有绝对优势,但续航里程决定其更适合100 km之内的短途运输。

黄骅港航道骤淤分析及备淤水深研究

针对黄骅港航道一直存在大风骤淤影响通航的问题,分析了黄骅港航道的淤积特征,通过数学模型计算了航道在不同重现期下的骤淤情况,研究了适用于黄骅港航道的备淤水深。研究结果表明:黄骅港航道的淤积主要受大风影响,大风骤淤对航道通航影响最为严重;大风重现期与骤淤量呈对数关系,前期随着重现期增大骤淤量增幅较大,后期增幅逐渐变缓;结合各方面因素,可将“在发生一次15 a一遇骤淤或5 a一遇骤淤连续发生2次(或者2 a一次骤淤连续发生3次等骤淤量相当情况)时保证航道不碍航通行”作为新环境下黄骅港航道备淤水深的确定标准,并在此基础上分区段给出了备淤深度建议取值。

黄骅港站智能管控系统设计与应用研究

为了提高黄骅港站列车运输效率和自动化管控水平,针对车站在运输调度、过程控制、系统维护、统计分析中存在的问题,以一体化、智能化、标准化等为目标,从系统架构、系统功能、作业流程、硬件实施、软件开发等方面对黄骅港站智能管控系统进行了设计。车站智能管控系统利用集群虚拟化、5G通信、北斗定位、大数据分析等技术,从计划编制、机车调度、信号控制、安全卡控、智能感知、过程监测、数据分析等方面进行应用,实现了车站作业管控的自动化和智能化升级,达到了减少作业人数、降低人员劳动强度、提升运输效率、降低运营成本的设计目标。

黄骅港电煤运输海事保障对策研究

煤炭作为我国储量最多、产量最大的可利用能源,对保障我国能源安全具有重要意义。通过总结黄骅港在电煤运输链条中的关键枢纽作用,分析当前黄骅港电煤运输面临的风险与挑战,提出海事部门保障电煤运输的对策。

新建石衡沧港城际铁路引入衡水北站方案研究

研究目的:石衡沧港城际铁路是京津冀城市群“四纵四横一环”城际铁路网中的重要组成部分,其中石家庄至衡水利用石家庄—济南铁路客运专线,衡水至渤海新区为新建线路,衡水作为重要的节点,线路引入衡水铁路枢纽方式将对城际铁路运输组织及枢纽客运系统产生重要影响,因此进行石衡沧港城际铁路引入衡水枢纽方案研究具有理论和实践意义。研究结论:(1)分析了衡水铁路枢纽现状及规划特点,进行了石衡沧港城际铁路客流量预测,设计了旅客列车开行方案,探究了新建城际铁路引入既有高铁站影响因素,在此基础上,提出了石衡沧港城际铁路引入衡水铁路枢纽接轨两个方案;(2)基于AHP方法,选取运输组织、工程技术、经济投资和远期规划4个一级指标,进一步选取9个二级指标,构建判断矩阵并进行优先级向量计算,对方案Ⅰ(站内接轨)、方案Ⅱ(区间接轨)进行SWOT分析,方案Ⅱ(区间接轨)优于方案Ⅰ(站内接轨);(3)在层次分析的基础上,建立模糊评价判断矩阵,经计算,方案Ⅱ的模糊综合评价得分明显高于方案Ⅰ;(4)通过定性分析和定量计算,选择方案Ⅱ(区间接轨)作为新建石衡沧港城际铁路引入衡水北站方案;(5)本研究成果可为新建城际铁路引入铁路枢纽或既有站方案选择提供参考。

黄骅港站接触网数据可视化维护平台设计

针对黄骅港站接触网施工安全防护升级,以黄骅港站智能调度与控制系统为基础,设计了一种站内接触网数据可视化维护平台。在数据制作方面,系统以站场图中的信号设备为边界,采用拼图方式,对不同接触网分区进行划分,并通过组合形式生成停电区域;在数据运维方面,系统采用数据库和配置文件交互方式,实现停电区域数据在系统间传递。系统通过流程控制,实现了停电区域数据的编辑、修改、发布、更新以及回退功能。同时,系统还实现了黄骅港车站“一键停电”后的安全卡控和停电区域的动态运维,降低了厂家、车站和电务部门的劳动强度和经济成本。

黄骅港配煤均匀性评价

介绍了港口配煤需求和配煤均匀性的意义,跟踪调查黄骅港下水煤炭流转过程,对装港、卸港采制化结果进行加权对比分析,关键指标装、卸港加权差值趋近于0,一定程度反映出黄骅港配煤均匀性较好,第三方采制化可信度高。但前述评价方式存在不足,重点使用0-1标准化方法,将同一船煤炭分批次化验的煤质指标进行线性转换,形成新的无量纲数据样本,以样本标准差为基础,定义煤炭均匀性系数Y,评价黄骅港配煤的均匀性,实例表明,该评价方法逻辑清晰、角度全面、可比性强,可以真实、客观反映煤炭均匀性。

黄骅港水文要素季节性特征分析

为深入了解黄骅港海域不同季节的潮流特征和水文条件,根据该海域2020~2021年的海洋水文资料,基于潮流准调和分析及统计分析的方法,对潮流和温盐沙等水文特征进行分析。结果表明:本观测海域潮流属规则半日潮类型,潮流涨潮历时大于落潮历时;含沙量由近岸向外海呈逐渐减小的分布特征;盐度各个站位在春夏季相差皆不大,位于大口河河口处的测站盐度春夏季高、秋季低的特征明显,在其他站位季节变幅较小;各测站均表现为夏季最高,冬季水温最低的变化规律。依据具有代表性的典型潮观测数据能较好地表现出其季节性水文特征和变化规律,为下一步的模型试验和环境影响评价提供基础依据。

“港产城”融合发展的路径探析——以河北省沧州市为例

港口、产业与城市三者共处于一个复杂的系统之中。港口是临港产业发展的基础,是城市经济发展的新引擎;临港产业延伸至港口城市产业是港产城融合的纽带和核心;港口城市又为产业及港口的发展提供了重要支撑。港产城融合发展是现今港口城市创新发展的重要战略模式,也是沧州市适应新时代发展趋势的必由之路。文章在分析三者融合关系的基础上,立足于发展情况以及通过耦合协调度模型分析出的融合现状,发现港口功能单一、港城地缘分割与经济水平较低、产业结构不完善等问题,并提出一系列对策推动问题的解决。

黄骅港站外勤技术作业系统设计研究

货运量的持续增长给技术站的运输组织带来挑战,优化外勤技术作业是提高车站运输组织效率的关键。在对黄骅港站外勤技术作业现状进行分析的基础上,根据黄骅港站技术作业组织中存在的实际问题和作业需求,进行外勤技术作业系统的设计研究,提出系统的建设目标、设计原则、物理拓扑结构及逻辑功能结构,并阐述信息共享平台、技术作业管理模块、精准化人员监控防护模块等关键功能模块。通过在黄骅港站的研发试验表明,外勤技术作业系统可以实现外勤技术作业的全程控制和闭环管理,有效提高作业效率和作业质量。

沧港铁路扩能改造方案研究

沧港铁路是黄骅港重要的集疏运通道之一,现状货物运输牵引不统一,沿线密集分布着平交道口,严重影响行车速度及安全,运输能力小,不能满足研究年度货物运输需求,急需进行扩能改造。文章针对扩能改造研究了提速方案、平改立方案,并在此基础上,研究了电化改造、提高牵引质量、增二线等扩能方案,推荐维持内燃牵引,预留电气化改造条件,全线统一牵引质量5000t,并在局部增建二线方案。

黄骅港超长人工航道通航安全管理实践

为提高黄骅港通航安全,分析黄骅港人工航道通航安全保障的理论基础,系统总结黄骅港挖入式超长人工航道安全保障和“智慧航道”建设工作成果,为全面推进黄骅港打造多功能、综合性、现代化大港提供经验启示。

潮流与泥沙输运对黄骅港工程的响应分析

黄骅港的泥沙淤积问题一直是影响通航能力和投资建设的关键因素.黄骅港通过2011年整治工程大大改善了航道的通航能力,并减缓了泥沙的淤积,为港池提供了平稳的水域.基于验证的MIKE 21软件中的潮流和泥沙数学模型,计算分析了2011年工况下港区的潮流场以及泥沙浓度场对工程的响应,并对比分析了有无波浪作用下泥沙浓度场的变化,得出以下结论:防波堤外延把黄骅港分为了两个相对独立的区域,明显的阻流作用迫使潮流携带泥沙沿堤向外海侧搬运;无波浪作用时,港区含沙量在平均值0.02kg·m-3附近变化,有波浪作用时,含沙量大幅上升,近岸区形成高含沙水体;防波堤阻碍高含沙水流跨过航道,提高了航道的使用寿命.

黄骅港海域沿堤流现象遥感图像分析

通过黄骅港所在海域的卫星遥感图像分析,揭示了由建筑物引起的沿堤流和环流现象,并对其形成原因进行了初步分析。比较沿堤流和环流形成时的不同水动力和气象条件可以得知,建筑物引起的沿堤流与环流一般是在落潮情况下出现,而且风吹流与波浪沿岸流对沿堤流与环流的形成可能起着十分重要的作用。从泥沙运动的角度而言,沿堤流的作用可能造成黄骅港外航道局部水域含沙量较高,从而造成外航道局部区域的较严重回淤。

人工干预下河北省淤泥质海岸岸线演变及其环境效应分析

以多期地形图、海图,多时相航空影像图、卫星遥感数据,多年实测数据为主要数据源,综合运用GIS软件室内判读与野外实地调查相结合的技术方法,系统分析了人工干预下河北省淤泥质海岸岸线近50 a(1956～2006年)来演变过程、动因,深入探讨了海岸岸线演变特征及其对周边岸滩产生的环境效应。结果表明:河北省淤泥质海岸岸线演变动因由自然演化转变为人类影响占主导地位;变化类型由以盐田开发为主,演变为盐田、养殖池塘并重,继而以养殖池塘变化占主体,最终为养殖池塘、港口变化为主导;开发热点区域因时间不同而有所差异,南段岸线重点开发区域逐渐南移,而北段岸线则呈现不断西移的特点。黄骅港岸线变化对周边产生的环境效应表现为:改变沿岸流流向,并在航道外形成沿堤流及环流;改变滩面相对平衡状态,航道以北重塑均衡剖面;改变局部流场,近岸区高浓度泥沙沿防波堤两侧向外运动;改变岸滩沉积物类型,北滩粉沙层的规模和粒径均小于南滩。曹妃甸港岸线变化对周边产生的环境效应主要表现为:阻断东西向的浅滩潮流,对曹妃甸外缘潮流系统造成影响;南堡西侧海滩不断淤积、附近海岛、沙坝出现不同程度的淤积。本研究对于合理利用海岸带资源,科学规划海岸带发展方向,实现区域环境和经济的可持续发展具有重要的现实意义。

黄骅港海域二维流场分析

首先将Smagorinsky亚网格模型引入ADCIRC模型求解涡粘系数,使模型在模拟近岸潮流方面更加合理。为了进一步阐明黄骅港海域泥沙运动规律,将改进后的ADCIRC模型应用于黄骅海域,分别对纯潮流和大风天情况下潮流运动进行了数值模拟。研究表明,由于建筑物影响,建港后海域的流场发生了较大变化,建港后港口海域水流的离岸运动得到加强。风对黄骅海域流场的影响较大,在NE向8级风条件下,沿岸流和离岸流较明显,这可能是导致航道强淤的重要因素之一。

黄骅港外航道整治工程对风暴潮流下泥沙输运的影响

2003年10月黄骅港海区的一次强寒潮风暴潮造成了港口和外航道泥沙淤积严重,为减少外航道淤积保证外航道正常通航,2004年5月开始实施外航道整治工程。本文建立了黄骅港海域二维水动力和泥沙输运数学模型,模拟在ENE向8级大风作用下整治工程前后风暴增水引起的潮流动力和含沙量变化过程。分析表明:大风作用使黄骅港海区潮流动力失衡,涨落潮输沙不等,同时沿堤流及沿岸流作用加强;整治工程后涨落潮过程中水体交换大幅减少,防波堤的阻水效应增强,阻碍了两侧区域的悬沙输运,近岸区域悬沙浓度相比一期工程有了明显的降低。