CN111424628A - 一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法 - Google Patents

Abstract

一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，升船机船厢停位后，获取停位时刻前一小时对应闸首水位高程变化范围s₁～s₂，对应引航道平均一小时水位变化值Δh，待一小时水位变化满足s₂‑s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，进行步骤2；步骤2：获取船厢停位位置高程s，比较对应闸首预测最低水位h₁、预测最高水位h₂与船厢最大允许误载水深x_下、x_上及船厢停位位置高程s之间的关系，如果满足h₂‑x_上≤s≤h₁+x_下条件则直接进步骤4，如果不满足条件则进行步骤3；步骤3、进行船厢位置调整，船厢重新运行距离L后停止，再次运行至对接位置，进行船厢停位位置合理性校核，待满足h₂‑x_上≤s≤h₁+x_下条件，进行步骤4：船厢与相应闸首进行对接。本发明实现减小升船机对接时段船厢水位变化幅度过大的目的，提高了升船机对接位置选择的准确性。

Description

一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法

技术领域

本发明涉及升船机运行技术领域，具体涉及一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法。

背景技术

升船机在运行中，上下游引航道水位变化对升船机对接运行存在较大影响。船厢停位过程中，由于水位变化造成船厢停位不准确，船厢与闸首水连接过程中，由于水位变化波动幅度过大，容易造成船厢对接失败，因此合理选择调整船厢位置，应对引航道水位波动是升船机运行中应解决的问题。

现有技术中应对引航道水位波动的方法主要有两种：一种是在引航道建设消能设施，通过消能设施对引航道水流进行阻能消波减小水位波动；另一种是通过建设辅助闸室，通过阻隔引航道和船厢对接水域，从而减小升船机闸首水位变化。两种方法可以解决升船机对接时船厢水位问题，但都存在一些问题，主要表现在：建设此类工程增加了运行复杂性，影响运行效率，在原本垂直升船机的基础上增加消能设施或辅助闸室的控制，同时结构复杂，工程投入较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，在考虑工程投入的前提下，实现减小升船机对接时段船厢水位变化幅度过大的目的，提高了升船机对接位置选择的准确性。

本发明采取的技术方案为：

一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，包括以下步骤：

步骤1：升船机船厢停位后，获取停位时刻前一小时对应闸首水位高程变化范围s₁～s₂，对应引航道平均一小时水位变化值Δh，待一小时水位变化满足s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，进行步骤2；

步骤2：获取船厢停位位置高程s，比较对应闸首预测最低水位h₁、预测最高水位h₂与船厢最大允许误载水深x_下、x_上及船厢停位位置高程s之间的关系，如果满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，其中，h₁＝s₁+Δh·t_对，则直接进步骤4，如果不满足条件则进行步骤3；

步骤3、进行船厢位置调整，船厢重新运行距离L后停止，再次运行至对接位置，进行船厢停位位置合理性校核，待满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，进行步骤4；

步骤4、船厢与相应闸首进行对接。

在升船机船厢停位流程后增加对接调整过程，并在升船机上、下闸首设置临时靠泊区域，所述临时靠泊区域为适当长度导航墙，临时靠泊区域长度L≥可通行升船机最大尺度船舶靠泊要求长度，并且临时靠泊区域与相应闸首门设置安全间隔，进厢船舶从靠船墩进入临时靠泊区域，并停靠于临时靠泊区域，等待进厢信号后进入船厢。

所述步骤1中，上游引航道一小时水位变化值Δha＝k₁(Q_入-Q_出)，其中Q_入为枢纽入库流量，Q_出为枢纽出库流量，k₁为比例系数；下游引航道一小时水位变化值Δhb与枢纽出库流量变化呈正比，即Δhb＝k₂ΔQ，式中，ΔQ为枢纽出库流量变幅，k₂为比例系数。

所述步骤1中，一小时水位变化幅值边界条件为s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，即船厢对接时闸首水位小时变化及引航道一小时水位变化值都应小于设计小时变化要求。

所述步骤2中，闸首预测水位h₁＝s₁+Δh·t_对，h₂＝s₂+Δh·t_对，式中，h₁为闸首预测最低水位，h₂为闸首预测最低水位，t_对为船厢对接开始至船厢门开启完成流程时间，Δh为相应引航道一小时水位变化值。

所述步骤3中，船厢位置调整重新运行距离L满足L≥l_准，式中，l_准为升船机准确停位装置有效距离。

本发明一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，技术效果如下：

(1)：利用设置临时靠泊区，减少船舶进厢时间，从而减少船厢与闸室对接时间，减小船厢水位变化过大的情况；

(2)：进行船厢位置校核调整，通过选择合理的船厢对接位置，减小船厢与闸首对接失败情况发生，减小船厢误载水深，增加升船机对接安全性；

(3)：本发明通过优化流程，用一种投入较小的方式，减小由于引航道水位变化对升船机造成的影响。

(4)：本发明适用于自然河流上建设的升船机，能通过流程优化，增加船厢位置判断条件，减小引航道水位变化对升船机运行影响，减少运行故障，增加通航安全性。

附图说明

图1为本发明的升船机设施布置图。

图2(1)为本发明的船舶过厢流程的子流程图一；

图2(2)为本发明的船舶过厢流程的子流程图二；

图2(3)为本发明的船舶过厢流程的子流程图三。

具体实施方式

一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，利用升船机上下闸首适当长度导航墙，作为临时靠泊区，通过信号灯控制船舶进入临时靠泊区及船厢。同时通过船厢对接位置的合理选择，减小船厢误载水深，减少船舶进出厢时间，达到减小水位变化对升船机运行的影响。

图1为本发明的升船机设施布置图，其中：

上下闸首设置有临时靠泊区，此段导航墙上按一定距离设置系船柱，可供船舶临时停靠，且距离闸首工作门一段安全距离。

a₁、a₂、a₃、a₄为上闸首水位测量井，a₅、a₆、a₇、a₈为下闸首水位测量井，上下闸首水位通过四个水位测量井测量。

b₁为上闸首工作大门，b₂为下闸首工作大门。

c₁为上游船厢门，c₂为下游船厢门.

d₁为上闸首临时靠泊区信号灯，d₂为上游进厢信号灯及下游出厢信号灯，d₃为下闸首临时靠泊区信号灯，d₄为下游进厢信号及上游出厢信号灯，信号灯控制船舶进出船厢及闸首临时靠泊区。

图2(1)、图2(2)、图2(3)综合起来，为应用本发明的升船机船舶过厢流程图：

一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，包括以下步骤：

S1：进厢船舶从靠船墩进入临时靠泊区域，并停靠于临时靠泊区域，等待进厢信号；

S2、船厢停位后，获取停位时刻前一小时对应闸首水位高程变化范围s₁～s₂，对应引航道平均一小时水位变化值Δh，待一小时水位变化满足设计条件，s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，进行S3；

S3、获取船厢停位位置高程s，比较对应闸首预测水位h₁～h₂与船厢最大允许误载水深x_下、x_上及船厢停位位置高程s之间的关系，如果满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，则直接进行S5，如果不满足条件则进行S4；

S4、进行船厢位置调整，船厢重新运行距离L后停止，再次运行至对接位置，进行步骤3，待满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，进行S5；

S5、船厢与相应闸首进行对接，开船厢门和闸首门，发出厢信号，进行S6；

S6：船舶解缆、出厢，船舶出厢完成，关船厢门和闸首门，船厢解除对接，流程结束。

实施例：

以船舶上行通过升船机流程为例包括以下步骤：

步骤1)：升船机集控室在下行船舶与上行船舶会船完毕后，下闸首临时靠泊区进入信号灯由红转绿，通过甚高频通知上行船舶由下游靠船墩进入下闸首临时靠泊区靠泊，等待下游进厢信号进厢；

步骤2)：升船机集控室获取下闸首a₅、a₆、a₇、a₈四个水位测量井水位数据，取水位计平均值作为闸首水位，确定位置校核前一小时下闸首水位变化范围s₁～s₂；同时通过枢纽流量计划，计算下航道平均一小时水位变化值Δh＝k₂ΔQ；并判断下游引航道水位变化范围及下游航道平均一小时水位变化值是否超过设计水位变化要求：s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，如果条件满足则进行步骤3)，条件不满足则需要等待引航道水位条件满足后再运行；

步骤3)：船厢进行位置校核调整，集控室通过收集船厢高程位置s，校核船厢位置：s₂+Δh·t_对-x_上≤s≤s₁+Δh·t_对+x_下，如果条件满足则直接进行步骤5)，条件不满足则进行步骤4)。

步骤4)：进行船厢位置调整，船厢上行距离L后，再次下行与下闸首对接，重新进行步骤3)，在满足s₂+Δh·t_对-x_上≤s≤s₁+Δh·t_对+x_下后，进行步骤5)；

在本实施方式中，引航道水位条件判断及船厢位置校核调整在船舶进入临时靠泊区内时间进行，如果对接开门动作在船舶进入临时靠泊区前完成，则船舶无需靠泊，直接根据进厢信号进入船厢。

步骤5)：船厢与下闸首对接，并开船厢门及下闸首工作门，下游进厢信号灯由红转绿，船舶进厢系缆完成后，下闸首工作大门关闭，船厢调整水深完成后，关船厢门并解除对接，船厢上行至上闸首对接位置；

步骤6)：升船机集控室获取上闸首a₁、a₂、a₃、a₄四个水位测量井水位数据，取水位计平均值作为闸首水位，确定位置校核前一小时上闸首水位变化范围s₁～s₂；同时通过枢纽流量计划，计算上游航道平均一小时水位变化值Δh＝k₁(Q_入-Q_出)，式中Q_入为上游库区入库流量，Q_出为枢纽出库流量，k₁为比例系数；并判断上游引航道水位变化范围及上游航道平均一小时水位变化值是否超过设计水位变化要求：s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，如果条件满足则进行步骤7)，条件不满足则需要等待引航道水位条件满足后再运行；

步骤7)：船厢进行位置校核调整，集控室通过收集船厢高程位置s，校核船厢位置：s₂+Δh·t_对-x_上≤s≤s₁+Δh·t_对+x_下，如果条件满足则直接进行步骤9)，条件不满足则进行步骤8)；

步骤8)：进行船厢位置调整，船厢下行距离L后，再次上行与上闸首对接，重新进行步骤7)，在满足s₂+Δh·t_对-x_上≤s≤s₁+Δh·t_对+x_下后，进行步骤9)；

步骤9)：船厢与上闸首对接，并开船厢门及上闸首工作门，上游出厢信号灯由红转绿船，舶解缆出厢，关闭上闸首工作大门与船厢门，流程结束。

Claims (7)

1.一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：升船机船厢停位后，获取停位时刻前一小时对应闸首水位高程变化范围s₁～s₂，对应引航道平均一小时水位变化值Δh，待一小时水位变化满足s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，进行步骤2；

步骤2：获取船厢停位位置高程s，比较对应闸首预测最低水位h₁、预测最高水位h₂与船厢最大允许误载水深x_下、x_上及船厢停位位置高程s之间的关系，如果满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，其中，h₁＝s₁+Δh·t_对，则直接进步骤4，如果不满足条件则进行步骤3；

步骤3、进行船厢位置调整，船厢重新运行距离L后停止，再次运行至对接位置，进行船厢停位位置合理性校核，待满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，进行步骤4；

步骤4、船厢与相应闸首进行对接。

2.根据权利要求1所述一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于：在升船机上、下闸首设置临时靠泊区域，所述临时靠泊区域为适当长度导航墙，临时靠泊区域长度L≥可通行升船机最大尺度船舶靠泊要求长度，并且临时靠泊区域与相应闸首门设置安全间隔，进厢船舶从靠船墩进入临时靠泊区域，并停靠于临时靠泊区域，等待进厢信号后进入船厢。

3.根据权利要求1所述一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于：所述步骤1中，上游引航道一小时水位变化值Δha＝k₁(Q_入-Q_出)，其中,Q_入为枢纽入库流量，Q_出为枢纽出库流量，k₁为比例系数；下游引航道一小时水位变化值Δhb与枢纽出库流量变化呈正比，即Δhb＝k₂ΔQ，式中，ΔQ为枢纽出库流量变幅，k₂为比例系数。

4.根据权利要求1所述一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于：所述步骤1中，一小时水位变化幅值边界条件为s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，即船厢对接时闸首水位小时变化及引航道一小时水位变化值都应小于设计小时变化要求。

5.根据权利要求1所述一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于：所述步骤2中，闸首预测水位h₁＝s₁+Δh·t_对，h₂＝s₂+Δh·t_对，式中，h₁为闸首预测最低水位，h₂为闸首预测最低水位，t_对为船厢对接开始至船厢门开启完成流程时间，Δh为相应引航道一小时水位变化值。

6.根据权利要求1所述一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于：所述步骤3中，船厢位置调整重新运行距离L满足L≥l_准，式中，l_准为升船机准确停位装置有效距离。

7.一种适应水位快速波动的升船机船厢对接方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：进厢船舶从靠船墩进入临时靠泊区域，并停靠于临时靠泊区域，等待进厢信号；

S2、船厢停位后，获取停位时刻前一小时对应闸首水位高程变化范围s₁～s₂，对应引航道平均一小时水位变化值Δh，待一小时水位变化满足设计条件，s₂-s₁≤Δh_设且Δh≤Δh_设，进行S3；

S3、获取船厢停位位置高程s，比较对应闸首预测水位h₁～h₂与船厢最大允许误载水深x_下、x_上及船厢停位位置高程s之间的关系，如果满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，则直接进行S5，如果不满足条件则进行S4；

S4、进行船厢位置调整，船厢重新运行距离L后停止，再次运行至对接位置，进行步骤3，待满足h₂-x_上≤s≤h₁+x_下条件，进行S5；

S5、船厢与相应闸首进行对接，开船厢门和闸首门，发出厢信号，进行S6；

S6：船舶解缆、出厢，船舶出厢完成，关船厢门和闸首门，船厢解除对接，流程结束。

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