动态调度技术在三峡通航交通组织中的应用
兰毓峰++蔡述忠
摘 要：在阐述枢纽通航动态调度含义的基础上，介绍了动态调度技术在三峡通航调度指挥中的应用情况及应用效果，指出了动态调度是目前三峡河段有效应对复杂通航环境、水库调峰，提高枢纽通航建筑物通过能力的一项有效举措。
关键词：交通 通航 动态调度 技术 应用
三峡船闸自2003年通航以来，三峡枢纽断面通过量以每年16.8%的速度增长，2011年三峡、葛洲坝枢纽船闸货运量双破亿吨，三峡船闸通过能力饱和，如何充分挖掘现有三峡、葛洲坝船闸的通航潜能，笔者认为：组织实施动态调度是现阶段有效应对三峡河段复杂通航环境、水库调峰的一项有效举措。
动态调度的含义
“动态调度”即根据通航环境和船舶交通流的发展变化趋势，综合考虑枢纽通航现状、通航管理要求和船闸运行实际，在确保通航安全的前提下，灵活机动调度组织船舶，以实现枢纽通航建筑物通航效率最大化而组织实施的一种调度方式。
动态调度技术在三峡通航交通组织的应用
1、枯水期，根据葛洲坝三江下引航道24小时水位变化规律，实施不同的船舶吃水控制标准
通航调度管理部门通过收集整理2011-2013年枯水期葛洲坝出库流量和庙咀水位变化统计资料，得出葛洲坝出库流量与庙咀水位对应关系如下：
1.1葛洲坝出库流量变化1000m3/s，庙咀水位变化大约0.5米
1.2每一天02：00、08：00、14：00、20：00四个时刻葛洲坝出库流量和庙咀水位对应关系如下
02：00：葛洲坝出库流量约为5145 m3/s时，庙咀水位约为39.0m。
葛洲坝出库流量约为6110 m3/s时，庙咀水位约为39.5m。
葛洲坝出库流量约为7075 m3/s时，庙咀水位约为40.0m。
08：00葛洲坝出库流量约为5240 m3/s时，庙咀水位约为39.0m。
葛洲坝出库流量约为6240 m3/s时，庙咀水位约为39.5m。
葛洲坝出库流量约为7240 m3/s时，庙咀水位约为40.0m。
14：00：葛洲坝出库流量约为5200 m3/s时，庙咀水位约为39.0m。
葛洲坝出库流量约为6300 m3/s时，庙咀水位约为39.5m。
葛洲坝出库流量约为7400 m3/s时，庙咀水位约为40.0m。
20：00：葛洲坝出库流量约为5200 m3/s时，庙咀水位约为39.0m。
葛洲坝出库流量约为6270 m3/s时，庙咀水位约为39.5m。
葛洲坝出库流量约为7360 m3/s时，庙咀水位约为40.0m。
通航调度管理部门在总结分析葛洲坝枢纽三江下引航道枯水期水位变化规律和24小时葛洲坝三江下引航道庙咀水位变化规律的基础上，对庙咀不同的水位实施不同船舶吃水控制标准。当葛洲坝庙咀水位在40.00米及以上时，葛洲坝二号船闸吃水控制在4.2米以内，三号船闸吃水控制在3.5米以内；当葛洲坝庙咀水位在40.00至39.50米之间时，葛洲坝二号船闸吃水控制在3.8米以内，三号船闸吃水控制在3.0米以内；当葛洲坝庙咀水位在39.49至39.00米之间时，葛洲坝二号船闸吃水控制在3.5米以内，三号船闸吃水控制在2.7米以内。在24小时庙咀水位变化中，白天（08：00至16：00）是电厂发电高峰时段，出库加大，安排吃水较大船舶通过，夜间（22：00至次日06：00）是电厂发电低谷时段，出库减少，安排吃水较小船舶通过。
2、枯水期，根据三峡出库流量24小时变化规律，实施不同的船舶吃水控制标准，解决枯水期三峡船闸控制吃水和葛洲坝一号船闸控制不一致难题
枯水期，当三峡两坝间三斗坪水位低于64.0米时，三峡船闸下引航道实际水深不满足吃水4.3米船舶安全航行要求。通航调度管理部门分析三峡出库流量24小时变化规律，从计划编排上进行控制，将大吃水（吃水4.3米）船舶集中在一个三斗坪水位一天中相对较高时段（每天10：00至16：00）通过，从而解决了三峡、葛洲坝两坝船闸船舶过闸最大吃水不相匹配，船闸通航效率得不到充分发挥问题。
3、汛期，根据葛洲坝24小时出库流量变化规律，夜间动态安排一号船闸运行
依据《三峡-葛洲坝枢纽通航调度技术规程》，当葛洲坝出库流量超过35000立方米每秒时，葛洲坝一号船闸停止运行，当葛洲坝出库流量超过30000立方米每秒时，考虑到葛洲坝大江航道通航实际状况，一号船闸夜间（20：00至次日05：00）不运行。通航调度管理部门根据汛期葛洲坝24小时出库流量变化规律（夜间葛洲坝出库流量小于白天出库流量），当夜间葛洲坝出库满足一号船闸夜间通航要求时立即组织一号船闸运行，将汛期一号船闸运行效率发挥到最大。
4、根据三峡水库调峰规律，动态组织两坝船闸运行，及时疏散小功率船舶和单位马力拖带量受限船舶
汛期，三峡水库调度执行长江防总调度令，按照长江防总调度令组织实施枢纽梯级调度。当长江防总根据流域调度需要，即将对三峡水库调峰（三峡出库流量增加或减少）时，通航调度部门根据水库调度令对辖区水域待闸船舶展开应急疏散工作。一是当三峡出库流量减少，汛期小功率船舶和单位马力拖带量受限船舶集中疏散窗口开启时，通航调度管理部门迅速调整船舶过坝调度作业计划，集中疏散受限船舶和重点集运物资船舶；二是当三峡水库调峰，三峡出库流量短时增加时，通航调度部门启动应急预案，紧急疏散重点急运物资船舶和两坝间水域航行锚泊船舶，确保在大汛来临前辖区水域通航安全。
动态调度技术在三峡通航管理中的应用效果
1、枯水期，根据葛洲坝三江下引航道24小时水位变化规律，实施不同的船舶吃水控制标准
枯水期，三峡水库调度按照长江防总调度令要求：三峡水库下泄流量按6000立方米∕秒左右控制，庙咀水位按不低于39米控制。船舶吃水控制一般情况下，当庙咀水位在39.0米时，船舶吃水普通货船按照3.5米控制，危险品船舶按照3.3米控制。如果庙咀水位消落，葛洲坝二、三号船闸的吃水控制标准也必须要作相应调整，否则会影响船舶航行安全。
如2014年3月2日，通航调度部门与三峡梯级调度通信中心联系获悉：从3月4日0：00时开始控制下泄流量，至1：00时左右，庙嘴水位从39.75米降至39.20米。通航调度部门立即调整葛洲坝二、三号船闸的吃水控制标准，从3月4日0：00时，将葛洲坝二号闸的吃水控制标准从3.8米调至3.5米，葛洲坝三号闸的吃水控制标准从3.2米调至3.0米。
2、 密切关注出库流量和水位变化，根据不同流量和不同水位采取不同的交通组织措施，通航安全效率两不误
通航水位、流量是决定枢纽通航交通组织模式的关键因素之一。通航调度管理部门一是主动联系核实三峡坝下水位，全天侯不间断收集水情气象信息，根据水位和流量变化采取应急调整和集中疏散措施，及时疏散大吃水船舶。枯水期，当三峡坝下水位在64.0米时，三峡船闸即在每天10：00—18：00时，疏散吃水4m以上船舶。二是根据水位变化，及时调整葛洲坝三江吃水控制标准。一般情况下：当庙咀水位维持在40.0米以上是，葛洲坝二号船闸船舶吃水控制标准按照4.0米控制；当庙咀水位维持在40.0至39.5米之间时，葛洲坝二号船闸船舶吃水控制标准按照3.7米控制；当庙咀水位维持在39.5至39.0米之间时，葛洲坝二号船闸船舶吃水控制标准按照3.5米控制。
据统计：一般情况下，当船舶吃水水线在3.5米以上时，一艘4000吨级的船舶，船舶装载吃水每减少0.1米，船舶装载减少155吨；一艘4500吨级的船舶，船舶装载吃水每减少0.1米，船舶装载减少176吨；一艘5000吨级的船舶，船舶装载吃水每减少0.1米，船舶装载减少204吨。当三峡船闸枯水期将船舶吃水标准由4.3米调整4.0米时，每天因吃水受限而不能通过三峡船闸船舶达40余艘，实施动态调度模式，三峡船闸不仅每天可以放行一部分吃水4.3米船舶，还可以多过货物近2万吨。
3、汛期，根据葛洲坝24小时出库流量变化规律，夜间动态安排一号船闸运行
汛期，葛洲坝一号船闸夜间（20：00至05：00）开通运行，一号船闸每天可多运行6个闸次，船舶30余艘次，货物近10万吨。一号闸夜间开通运行后，三峡南北线船闸和葛洲坝一、二船闸可以实现匹配运行，船闸运行效率得到充分发挥。一般情况下，当葛洲坝一、二号船闸和三峡南北线船闸匹配饱和运行时，三峡南北线船闸每天可以运行31-32个闸次，而如果一号船闸夜间停止运行，三峡南北线船闸运行效率会降低4-5个闸次。
4、根据三峡水库调峰规律，动态组织两坝船闸运行，及时疏散小功率船舶和单位马力拖带量受限船舶
例如：2014年7月以来，三峡下泻流量一直在30000立方米/秒浮动，受两坝间通航流量的限制，葛洲坝坝下及三峡坝上百余艘小功率、拖带量受限船舶滞留三峡河段等待过闸。截至7月20日18时，三峡大坝坝上、两坝间和葛洲坝坝下因功率限航船舶已达116艘次，其中船舶待闸时间最长已达到了10天。受其影响，大量待闸船舶生活物资严重匮乏，部分船舶日常用品仅靠三峡海事部门接力购买运送，船方生产生活压力巨大，疏散受限船舶迫在眉睫。为尽快疏散受限船舶，经长江三峡通航管理局与长江防总协调， 7月22日06：00-18：00时段开启窗口时间，调整三峡下泻流量到25000立方米/秒。通航调度部门精心组织、精细安排疏散船舶计划。葛洲坝二号船闸集中运行9闸次疏散52艘受限船舶，三号闸集中运行14闸次疏散14艘受限船舶，三峡船闸也将安排南线船闸下行运行5个闸次疏散28艘受限船舶。为了抓紧12个小时短暂的窗口时间，通航调度部门科学编制交通组织和船舶调度计划，昼夜守候在视频监控前，预先设计了多套预案，提前组织船舶前往靠船墩待闸，大大节省了每闸次过闸时间。
