一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，包括：获取过闸船舶调度计划进行待过闸船舶预排档，同时进闸船舶停泊在虚拟闸室同一排；n#闸首闸门开到位后，发进闸信号，执行船舶同步进闸流程；所有船舶移泊至n‑1#闸室，系缆完毕，关n#闸首闸门，执行n‑1#闸室充水动作，n‑1#闸室充水至与n‑2#闸室齐平；充水齐平后，n‑1#闸首闸门开到位，发进闸信号，执行船舶同步移泊流程；所有船舶移泊至n‑2#闸室，系缆完毕后，重复之前步骤，直至船舶上行到达1#闸室；1#闸首闸门开启到位后，发出闸信号，执行船舶同步出闸流程；后排船舶船尾驶离1#闸首闸门运行区域，关1#闸首闸门，所有船舶在虚拟闸室解队驶离后，上行过闸流程结束。本发明方法大大减少船闸运行人员工作强度，提高船闸运行效率。
1.一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：获取过闸船舶调度计划，进行待过闸船舶预排档，同时进闸船舶停泊在虚拟闸室同一排；
步骤2：n#闸首闸门开到位后，发进闸信号，执行船舶同步进闸流程；
步骤3：所有船舶移泊至n-1#闸室，系缆完毕，关n#闸首闸门，执行n-1#闸室充水动作，n-1#闸室充水至与n-2#闸室齐平；
步骤4：充水齐平后，n-1#闸首闸门开到位，发进闸信号，执行船舶同步移泊流程；
步骤5：所有船舶移泊至n-2#闸室，系缆完毕后，重复步骤3、步骤4，直至船舶上行到达
步骤6：1#闸首闸门开启到位后，发出闸信号，执行船舶同步出闸流程；
步骤7：后排船舶船尾驶离1#闸首闸门运行区域，关1#闸首闸门，所有船舶在虚拟闸室解队驶离后，上行过闸流程结束；
步骤1)、按过闸船舶调度计划，进行过闸船舶预排档，船舶按照在闸室排档位置停靠在虚拟闸室，虚拟闸室内前后排船舶靠泊最小间距为△L；
步骤3)、停靠在虚拟闸室前排的船舶长L1开始以速度v1移泊进闸，后排船舶长L2在虚拟闸室原地等待，待前排船舶与后排船舶满足边界条件，后排船舶开始以速度v1移泊进闸；边界条件为前后排船舶移泊安全距离为L0≥0.5(L1+L2)，即前后排船舶安全距离大于等于前后排船舶平均长度；
步骤4)、前排船舶移泊接近n-1#闸首时，布置在n-1#闸首的测速测距装置显示距离为△L后，靠泊并系缆；
步骤5)、后排船舶移泊至L0＝△L时，靠泊并系缆；
步骤6)、待所有船舶移泊至n-1#闸室并完成系缆，关闭n#闸首闸门，船舶进闸流程完毕；
步骤(1)、n-1#闸室与n-2#闸室水位齐平后，开n-1#闸首闸门，发进闸信号；
步骤(2)、n-1#闸室船舶前排的船舶开始以速度v2由n-1#闸室向n-2#闸室移泊，后排船舶长L2在n-1#闸室原地等待，待前排与后排船舶满足边界条件，后排船舶开始以速度v2由n-
步骤(3)、前排船舶移泊接近n-2#闸首时，布置在n-2#闸首测速测距装置显示距离＝△L后靠泊并系缆；
步骤(4)、后排船舶移泊至n-2#闸室且L0＝△L时，靠泊并系缆；
步骤(5)、待所有船舶移泊至n-2#闸室完成系缆，关闭n-1#闸首闸门，船舶在相邻闸室间移泊流程结束；
步骤(6)、重复步骤(1)—步骤(5)，直至船舶移泊至1#闸室；
步骤②、停靠在1#闸室前排的船舶，开始以速度v3同步移泊出闸，后排船舶在1#闸室原地等待，待前排与后排船舶满足边界条件，后排船舶开始以速度v3移泊出闸；
步骤③、前排船舶到达虚拟闸室，后排船舶驶离1#闸首闸门运行区域，关1#闸首闸门，到达虚拟闸室，船舶开始解队；
步骤④、所有船舶解队完成驶离虚拟闸室，船舶上行流程结束。
2.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，其特征在于：所述运行调度方法中，上、下闸首出口设置虚拟闸室，所述虚拟闸室为适当长度导航墙，虚拟闸室长度L≥闸室有效长度。
3.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，其特征在于：所述运行调度方法中，船舶上行过闸流程总耗时T＝T进+T’+T出，式中，T进为同步进闸耗时，T’为闸室间同步移泊耗时，T出为同步出闸耗时。
4.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，其特征在于：船舶同步进闸用时 式中：l1为船舶同步进闸段长度；v1为船舶同步进闸速度；t1为前排船舶开始移泊后，后排船舶在闸室初始位置等待拉开安全距离的时间。
5.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，其特征在于：船舶由n-1#闸室到n-2#闸室同步移泊用时 式中：l2为船舶由n-1#闸室到n-2#闸室同步移泊长度；v2为船舶同步移泊速度；t2为前排船舶开始由由n-1#闸室向n-2#闸室移泊后，后排船舶在闸室初始位置等待拉开安全距离的时间；船舶在闸室间同步移泊总耗时T’＝Tn-2+Tn-3+……T1。
6.根据权利要求1所述一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，其特征在于：所述虚拟闸室长度L≥L1+L2+△L，式中，L1前排船舶最大长度，L2为后排船舶最大长度，△L为前后排船舶靠泊最小间距；
船舶同步出闸用时 l3为船舶同步出闸段长度，v3为船舶同步出闸速度，t3为前排船舶开始出闸后，后排船舶在闸室初始位置等待拉开安全距离的时间，t4为船舶解队过程总耗时。
一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法
技术领域
[0001] 本发明涉及船舶快速通过船闸的调度指挥及交通管理领域，具体涉及一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，适用于单级船闸和多级船闸。
背景技术
[0002] 船闸在日常运行中，通过船闸运行人员下发调度指令，船舶按照调度指令自行按顺序“逐条插档”方式进行移泊通过船闸。如船舶上行从五闸室移泊至四闸室，接收到移泊调度指令后，排档在五闸室第一排外挡船舶开始移泊，与第一排内挡船舶拉开一定安全距离，排档在五闸室第一排内挡船舶开始移泊，……，所有船舶移泊至四闸室对应位置系缆完毕，以此类推，最后船舶驶向上游，船舶逐级通过闸室达到过坝目的，反之下行亦然。
[0003] 然而，这种传统按顺序“逐条插档”移泊的方式，对船舶移泊速度影响很大，普遍存在船舶移泊时间长，船闸运行效率低。此外，单船移泊与船队移泊相比，诸多小型移泊单元替代了单个大型移泊单元，移泊船舶数目较多，导致移泊过程运行人员监视目标增多，也给船闸运行带来更大的安全风险。特别是夜晚船舶过闸移泊时，闸室图像监控摄像头成像效果差，运行人员调度监视强度高且严重影响船闸运行效率。
发明内容
[0004] 本发明提供一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，在考虑船闸安全运行的前提下，实现船舶通过船闸移泊的效率。该调度方法大大减少船闸运行人员工作强度，提高船闸运行效率，提升船闸通过能力。
[0005] 本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1：获取过闸船舶调度计划，进行待过闸船舶预排档，同时进闸船舶停泊在虚拟闸室同一排；
[0008] 步骤2：n#闸首闸门开到位后，发进闸信号，执行船舶同步进闸流程；
[0009] 步骤3：所有船舶移泊至n-1#闸室，系缆完毕，关n#闸首闸门，执行n-1#闸室充水动作，n-1#闸室充水至与n-2#闸室齐平；
[0010] 步骤4：充水齐平后，n-1#闸首闸门开到位，发进闸信号，执行船舶同步移泊流程；
[0011] 步骤5：所有船舶移泊至n-2#闸室，系缆完毕后，重复步骤3、步骤4，直至船舶上行到达1#闸室；
[0012] 步骤6：1#闸首闸门开启到位后，发出闸信号，执行船舶同步出闸流程；
[0013] 步骤7：后排船舶船尾驶离1#闸首闸门运行区域，关1#闸首闸门，所有船舶在虚拟闸室解队驶离后，上行过闸流程结束。
[0014] 所述运行调度方法中，上、下闸首出口设置虚拟闸室，所述虚拟闸室为适当长度导航墙，虚拟闸室长度L≥闸室有效长度。
[0015] 所述运行调度方法中：
[0016] 前后排船舶有一定安全距离：
[0017] 同时移泊船舶有相近的航行速度：同步进闸航速不得超过1.0m/s，相邻闸室间同步移泊航速不得超过0.6m/s，同步出闸航速不得超过1.4m/s。
[0018] 所述运行调度方法中，船舶上行过闸流程总耗时T＝T进+T’+T出，式中T进为同步进闸耗时，T’为闸室间同步移泊耗时，T出为同步出闸耗时。
[0019] 一种船舶同步进闸流程，包括以下步骤：
[0020] 步骤1)、按过闸船舶调度计划，进行过闸船舶预排档，船舶按照在闸室排档位置停靠在虚拟闸室，虚拟闸室内前后排船舶靠泊最小间距为△L；
[0021] 步骤2)、n#闸首闸门开到位，发进闸信号；
[0022] 步骤3)、停靠在虚拟闸室前排的船舶长L1，开始以速度v1移泊进闸，后排船舶长L2在虚拟闸室原地等待，待前排船舶与后排船舶满足边界条件，后排船舶开始以速度v1移泊进闸；
[0023] 步骤4)、前排船舶移泊接近n-1#闸首时，布置在n-1#闸首的测速测距装置显示距离为△L后，靠泊并系缆；
[0024] 步骤5)、后排船舶移泊至L0＝△L时，靠泊并系缆；
[0025] 步骤6)、待所有船舶移泊至n-1#闸室并完成系缆，关闭n#闸首闸门，船舶进闸流程完毕。
[0026] 船舶同步进闸流程中，边界条件为前后排船舶移泊安全距离为L0≥0.5(L1+L2)，即前后排船舶安全距离大于等于前后排船舶平均长度。
[0027] 船舶同步进闸流程中，船舶同步进闸用时 式中：l1为船舶同步进闸段长度；v1为船舶同步进闸速度；t1为前排船舶开始移泊后，后排船舶在闸室初始位置等待拉开安全距离的时间。
[0028] 一种船舶在相邻闸室间同步移泊流程，包括以下步骤：
[0029] 步骤1)、n-1#闸室与n-2#闸室水位齐平后，开n-1#闸首闸门，发进闸信号；
[0030] 步骤2)、n-1#闸室船舶前排的船舶长L1，开始以速度v2由n-1#闸室向n-2#闸室移泊，后排船舶长L2在n-1#闸室原地等待，待前排与后排船舶满足边界条件，后排船舶开始以速度v2由n-1#闸室向n-2#闸室移泊；
[0031] 步骤3)、前排船舶移泊接近n-2#闸首时，布置在n-2#闸首测速测距装置显示距离＝△L后靠泊并系缆；
[0032] 步骤4)、后排船舶移泊至n-2#闸室且L0＝△L时，靠泊并系缆；
[0033] 步骤5)、待所有船舶移泊至n-2#闸室完成系缆，关闭n-1#闸首闸门，船舶在相邻闸室间移泊流程结束；
[0034] 步骤6)、重复步骤1)—步骤5)，直至船舶移泊至1#闸室。
[0035] 同步移泊流程中，船舶由n-1#闸室到n-2#闸室同步移泊用时 式中：l2为船舶由n-1#闸室到n-2#闸室同步移泊长度；v2为船舶同步移泊速度；t2为前排船舶开始由由n-1#闸室向n-2#闸室移泊后，后排船舶在闸室初始位置等待拉开安全距离的时间；船舶在闸室间同步移泊总耗时T’＝Tn-2+Tn-3+······T1。
[0036] 一种船舶同步出闸流程，包括以下步骤：
[0037] 步骤1)、开1#闸首闸门，发出闸信号；
[0038] 步骤2)、停靠在1#闸室前排的船舶开始以速度v3同步移泊出闸，后排船舶在1#闸室原地等待，待前排与后排船舶满足边界条件，后排船舶开始以速度v3移泊出闸；
[0039] 步骤3)、前排船舶到达虚拟闸室，后排船舶驶离1#闸首闸门运行区域，关1#闸首闸门，到达虚拟闸室，船舶开始解队；
[0040] 步骤4)、所有船舶解队完成驶离虚拟闸室，船舶上行流程结束。
[0041] 船舶同步出闸流程中，所述虚拟闸室长度L≥L1+L2+△L，式中，L1前排船舶最大长度，L2为后排船舶最大长度，△L为前后排船舶靠泊最小间距；
[0042] 船舶同步出闸用时 l3为船舶同步出闸段长度，v3为船舶同步出闸速度，t3为前排船舶开始出闸后，后排船舶在闸室初始位置等待拉开安全距离的时间，t4为船舶解队过程总耗时。
[0043] 本发明一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，技术效果如下：
[0044] (1)：船舶移泊过程速度与距离可利用测速测距雷达完成，省去了人工通过图像监控系统及VTS系统等判断船速与船距，提高了工作质量及工作效率；
[0045] (2)：船舶通过船闸流程得到优化，提高了船闸运行效率，提升了船闸通过能力；
[0046] (3)：推进了船闸控制自动化的进程，为闸首水工设施改扩建奠定了基础，具有长远的现实意义。
[0047] (4)：利用船闸现有图像监控系统，增加测速测距雷达装置和船舶通过船闸流程优化，实现船舶通过船闸调度流程优化及船闸运行效率提升。
[0048] (5)：本发明适用于单级船闸和多级船闸，能根据船闸运行实际，提高船闸运行效率，提升船闸通过能力，大大减少船闸管理人员工作任务。
附图说明
[0049] 图1为本发明的船舶过闸控制原理图；
[0050] 图1中：1-调度终端，2-数据处理服务器，3-集中控制系统，4-测速测距雷达，5-LED显示屏，6-过闸船舶，7-闸室自动广播。
[0051] 图2为本发明的船舶过闸运行调度主流程图。
[0052] 图3为本发明的船闸闸室布置示意图；
[0053] 图4(1)为本发明的船舶同步移泊示意图一；
[0054] 图4(2)为本发明的船舶同步移泊示意图二；
[0055] 图4(3)为本发明的船舶同步移泊示意图三；
[0056] 图4(4)为本发明的船舶同步移泊示意图四；
[0057] 图4(5)为本发明的船舶同步移泊示意图五。
[0058] 图5(1)为本发明的船舶逐条插档移泊示意图一；
[0059] 图5(2)为本发明的船舶逐条插档移泊示意图二；
[0060] 图5(3)为本发明的船舶逐条插档移泊示意图三；
[0061] 图5(4)为本发明的船舶逐条插档移泊示意图四；
[0062] 图5(5)为本发明的船舶逐条插档移泊示意图五。
[0063] 图6为本发明的船舶同步进闸预排档船舶位置示意图。
[0064] 图7为本发明的船舶相邻闸室间同步移泊位置示意图。
[0065] 图8为本发明的船舶同步出闸船舶位置示意图。
[0066] 图中：
[0067] ①、②、③、④分别表示过闸船舶；
[0068] 8、8’-虚拟闸室。
[0069] M1、M2、M3、M4、M5、M6为禁停线。
[0070] a、a’、a”、a”’为导航墙。
具体实施方式
[0071] 一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，利用船闸上下闸首适当长度导航墙，作为虚拟闸室，过闸船舶按调度计划实施预排档，并确定船舶同步出闸解队时机和地点，通过各闸首测速测距雷达装置，对同步移泊船舶进行预警和监管，执行船舶通过船闸运行流程。所述船闸运行流程包含船舶同步进闸流程、相邻闸室间同步移泊流程、同步出闸流程。图1为本发明的船舶过闸控制原理图，其中：
[0072] 调度终端1采用SOA架构和标准规范，并通过构件化、图形化、一体化的平台产品提供了完整的覆盖SOA应用全生命周期的支撑，遵循J2EE技术规范，并采用成熟的三层应用架构，实现业务数据、业务逻辑、用户展示相分离，利于系统横向纵向扩展，实现系统性能动态提升、资源动态扩展等。结合气象、水文、通航环境实际情况实现过闸船舶高效、快速智能通航调度，完成从过坝申报登记、到锚确认、安检、计划编制、计划发布、计划执行与计划调整等一系列业务处理。
[0073] 数据处理服务器2数据处理满足实时性要求，对运行数据进行分类处理和分析，数据库实时刷新，对数据进行可用性检查，对不可用的数据给出不可用信息，并禁止系统使用；报警处理，形成各类报警记录并发出报警音响；生成各类运行报表，形成历史数据记录，具有事件顺序记录及处理能力，具有事故追忆数据处理能力；设备动作次数和运行时间的统计处理。
[0074] 集中控制系统3主要由监控操作站、管理工作站、工程师工作站、数据存储服务器、中心控制网、KVM切换器、打印机、紧急控制箱和其它外围设备等组成，主要承担船闸整体运行协调控制和监视管理，按照设定的运行程序和现地设备状态向下层现地控制站发布动作命令，并实现信息采集、显示和管理等功能。
[0075] 测速测距雷达4主要由船速、船速探测装置和可调节支架组成。用于获取船舶的速度和位置信息，布置在船闸闸首合适位置，通过调节支架角度使得测量船舶在其测量范围内，并配置有安全防护罩，可以24小时全天候工作，能适应风沙雨雪、高低温等各种恶劣环境。LED显示屏布置在船闸闸首指定位置，为双面LED显示屏，能实时显示船舶超限信息，单测量船舶的速度超过预警(报警)值时，服务器通过后台软件能在双面LED显示屏发出预警(报警)信息，提醒船舶的驾驶员控制船舶的航行速度，有效地减少船舶通过船闸时，因为速度过快引发的事故发生率，保证船闸的安全运行。
[0076] 一种船舶通过船闸同步移泊的运行调度方法，包括以下步骤：
[0077] 步骤1：获取过闸船舶调度计划，进行待过闸船舶预排档，同时进闸船舶停泊在虚拟闸室同一排；
[0078] 步骤2：n#闸首闸门开到位后，发进闸信号，执行船舶同步进闸流程；
[0079] 步骤3：所有船舶移泊至n-1#闸室，系缆完毕，关n#闸首闸门，执行n-1#闸室充水动作，n-1#闸室充水至与n-2#闸室齐平；
[0080] 步骤4：充水齐平后，n-1#闸首闸门开到位，发进闸信号，执行船舶同步移泊流程；
[0081] 步骤5：所有船舶移泊至n-2#闸室，系缆完毕后，重复步骤3、步骤4，直至船舶上行到达1#闸室；
[0082] 步骤6：1#闸首闸门开启到位后，发出闸信号，执行船舶同步出闸流程；
[0083] 步骤7：后排船舶船尾驶离1#闸首闸门运行区域，关1#闸首闸门，所有船舶在虚拟闸室解队驶离后，上行过闸流程结束。
[0084] 所述运行调度方法中，上、下闸首出口设置虚拟闸室，所述虚拟闸室为适当长度导航墙，虚拟闸室长度L≥闸室有效长度。适当长度导航墙根据不同船闸闸室长度确定，长度≥闸室有效长度。适当长度导航墙具体型式为浮式导航墙、混凝土结构导航墙(重力式导航墙或者墩板式导航墙)。
[0085] 所述运行调度方法中，
[0086] 前后排船舶有一定安全距离：2-5m。
[0087] 同时移泊船舶有相近的航行速度：同步进闸航速不得超过1.0m/s，相邻闸室间同步移泊航速不得超过0.6m/s，同步出闸航速不得超过1.4m/s。
[0088] 所述运行调度方法中，船舶上行过闸流程总耗时T＝T进+T’+T出，式中T进为同步进闸耗时，T’为闸室间同步移泊耗时，T出为同步出闸耗时。
[0089] 实施例：
[0090] 以船舶上行通过五级船闸流程为例包括以下步骤：
[0091] 步骤1)：船闸集控室根据船舶在闸室的位置标定船舶上行进闸前导航墙停靠点，标定船舶在5#闸室停靠位置，通过甚高频通知各船舶自行移泊至对应的停靠位置；
[0092] 在本实施方式中，船舶在闸室内的位置可由船舶调度指挥系统计划排档图确定，调度指挥系统在编制过闸计划时，按照过闸船舶及船闸的尺寸，自动选择尺寸近似的船舶并排靠泊，同排船舶之间留有合适的安全距离。船舶停靠位置可由船舶停靠时所在系船柱编号确定，由于多级船闸闸室结构的一致性，因此，下一级闸室的船舶停靠位置与当前闸室标志点保持移泊距离一致，
[0093] 步骤2)：6#闸首闸门开启到位，船闸集控室下达首排船舶同步进闸指令，指挥船舶同步移泊至5#闸室停靠位置；在本实施方式中，船闸集控室下达首排船舶移泊指令可以是船闸集中控制系统自动发出的进闸信号灯，由红灯转换为绿灯；
[0094] 步骤3)：船舶同步移泊进闸过程中，船闸集控室通过现地雷达测速测距装置监控船舶移泊的速度及距5#闸首距离，通过甚高频对超速及即将到达停靠位置船舶下达减速指令，直至船舶到达指定停靠位置；
[0095] 步骤4)：当首排船舶与后排船舶之间达到安全距离后，船闸集控室下达后排船舶同步移泊指令，指挥船舶同步进闸至5#闸室停靠位置；在本实施方式中，首排船舶与后排船舶之间的安全距离通过现地测速测距装置得到，安全距离指前后排船队最大长度的平均值；
[0096] 步骤5)：待所有船舶都同步移泊至5#闸室，关闭6#闸首闸门，进行5#闸室充水；直至5#闸室水位与4#闸室水位齐平；
[0097] 步骤6)：5#闸室水位与4#闸室水位齐平，开5#闸首闸门；
[0098] 步骤7)：5#闸首闸门开到位后，进闸信号灯由红灯变为绿灯，船闸集控室下达首排船舶同步移泊指令，5#闸室首排开始同步移泊至4#闸室过程中，船闸集控室通过现地雷达测速测距装置监控船舶移泊的速度及距4#闸首距离，通过甚高频对超速及即将到达停靠位置船舶下达减速指令，直至船舶到达指定停靠位置；
[0099] 步骤8)：当首排船舶与后排船舶之间达到安全距离后，船闸集控室下达后排船舶同步移泊指令，指挥船舶同步移泊至4#闸室停靠位置；
[0100] 步骤9)：重复步骤5)—步骤8)，直至船舶移泊至1#闸室；
[0101] 步骤10)：关闭2#闸首闸门，进行1#闸室充水，直至1#闸室水位与上游水位齐平；
[0102] 步骤11)：1#闸室与上游水位齐平后，开1#闸首闸门；
[0103] 步骤12)：1#闸首闸门开到位后，出闸信号灯由红灯变为绿灯，船闸集控室下达首排船舶同步移泊指令，将首排出闸船舶同步移泊到虚拟闸室，当首排船舶与后排船舶之间达到安全距离后，船闸集控室下达后排船舶同步出闸指令，后排船舶驶出1#闸首闸门运行区域，出闸船舶自行解队，关闭1#闸首闸门，船舶上行通过五级船闸流程结束。
[0104] 表1船舶同步移泊耗时表(单位：min)
[0105]
[0106] 表2船舶逐条插档移泊耗时表(单位：min)
[0107]
[0108]
[0109] 注：表中设备运行时间相同，只计算船舶移泊耗时，耗时计算按照船舶移泊最大航速计算。
[0110] 对实施实例的叙述及分析显示：采用本发明提出的方法，船舶通过船闸同步移泊相比逐条插档移泊耗时节省62.5min，由此可见，本发明技术方案可以实现船舶通过船闸移泊的效率，提高船闸运行效率，提升船闸通过能力。
