(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111432635.5 (22)申请日 2021.11.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114219236 A (43)申请公布日 2022.03.22 (73)专利权人 长江三峡通 航管理局 地址 443000 湖北省宜昌市西陵区上导堤 路12号 (72)发明人 齐俊麟　冯小检　南航　李然　 刘莹　张煜　刘振嘉　黄绍文　 赵尊荣　兰毓峰　张杰　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 专利代理师 吴思高(51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/30(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (56)对比文件 CN 102306352 A,2012.01.04 CN 110533244 A,2019.12.0 3 CN 103440538 A,2013.12.1 1 CN 113379152 A,2021.09.10 审查员 刘晨秀 (54)发明名称 一种梯级 枢纽通航联合调度方法 (57)摘要 一种梯级枢纽通航联合调度方法， 依据通航 建筑物运行条件、 运行方式、 运行级数、 开放时 间， 确定运行约束条件； 构建梯级通航建筑物一 定时间周期内通过量最大、 上下游船舶交通流不 均衡系数最小、 船舶通过梯 级枢纽用时最短的多 目标值梯 级枢纽联合调度模型； 制定梯级枢纽联 合调度方案； 当多目标值梯 级枢纽联合调度模型 的参数随时间周期发生变化时， 依据多目标值梯 级枢纽联合调度模型的目标值， 修正梯级枢纽联 合调度方案。 依据梯级枢纽联合调度方案， 组织 船舶安全有序通过梯级枢纽。 本发 明提供一种梯 级枢纽通航联合调度方法， 能够保证梯级枢纽通 航设施运 转均衡， 有效提高通 航效率。 权利要求书4页 说明书17页 附图1页 CN 114219236 B 2022.10.04 CN 114219236 B 1.一种梯级枢纽通 航联合调度方法， 其特 征在于包括以下步骤： 步骤一： 依据通航建筑物运行条件、 运行方式、 运行级数、 开放时间， 确定梯级枢纽联合 调度的运行约束条件； 步骤二： 依据上述运行约束条件， 构建梯级通航建筑物一定时间周期内通过量最大、 上 下游船舶交通流不均衡系数最小、 船舶通过梯级枢纽用时最短的多目标值梯级枢纽联合调 度模型； 多目标值梯级枢纽联合调度模型 具体如下： 在一个足够长的周期时间内， 梯级枢纽的进口和出口的通过量都是一致的， 故目标函 数中的通过量可以看做单一枢纽的通过量； 设梯级枢纽按照水流方向有m个端口， 梯级枢纽通过量P＝P1＝P2＝…＝Pm； 根据 《船闸总体设计规范》 ， 船闸的通过能力Pi＝niNGi； 其中： ni为端口i日平均过闸次 数， N为周期内通 航天数， Gi为一次过闸平均载重吨位； 在一个设定周期D内， 设以一天为单位周期d， 考虑运行效率等因素， 充分利用坝间锚 地， 梯级枢纽的每 个端口的通过量 不一， 所以单位周期内梯级枢纽通过量表示如下： 则周期D内以梯级枢纽通过量 最大为目标的函数能够表示 为： 其中， nid为端口i在d周期的过闸 次数， Gid为端口i在d周期的平均载重吨位； 船舶通过梯级枢纽用时， 由船舶通过每个端口的时间T与端口之间的待闸时间ΔT构 成， 船舶通过每一个端口的时间包含： 闸室开/关门时间t1、 船舶进闸时间t2、 闸室灌/泄水时 间t3、 船舶闸室间移泊/出闸 时间t4和船舶进/出闸间隔时间t5； 船舶通过梯级枢纽用时按照枢纽运行 方式分为两种情况： 枢纽单向运行时， 船舶通过梯级枢纽端口i的用时可以表示 为： Ti＝4ti1+ti2+2ti3+ti4+2ti5+ΔTi (3)； 枢纽迎向运行时， 上、 下 行两个闸 次的船舶通过梯级枢纽端口i的总用时可以表示 为： T′i＝4ti1+2ti2+2ti3+2ti4+4ti5+ΔTi+ΔTi+1；  (4)； 则枢纽迎向运行时， 平均每 个闸次船舶通过梯级枢纽端口i的用时可以表示 为： 端口之间的待闸 时间ΔT可以表示 为： 设端口i的服务水平为Ci＝Caiλi， 其中： Ci为端口i设计服务水平， Cai为端口i日的最大服 务水平， Ci≤Cai， λi为端口i服务水平系数， λi≤1； 不同端口之间的服 务水平之差为： ΔCi＝Ci‑Ci‑1 (6)； 其中C0＝0； 则不同端口之间的待闸 时间： Gi为端口i一次过闸平均载重吨位；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114219236 B 2单位周期内船舶通过梯级枢纽用时可以表示 为： 其中， Tij指单位周期内第j闸 次船舶通过梯级枢纽端口i的用时； 则周期D内以通过梯级枢纽用时最短为目标的函数能够表示 为： 其中， Tdij指周期d内第j闸次船舶通过梯级枢纽端口i的用时， nid为端口i在d周期的过 闸次数； 时间不均衡系数 ηt为某方向上枢纽最大断面船舶流 量Pmax与平均流 量Pav的比值： 其中， Pav≤Pmax； 方向不均衡系数 ηf能够表示 为： 其中： Pu指顺流方向船舶流 量， Pa指逆流方向船舶流 量， Ptav为双向平均船舶流 量； d周期船舶交通 流不均衡系数 ηd能够表示 为： ηd＝ ηt+ ηf  (12)； 则周期D内以交通 流不均衡系数最小为目标的函数能够表示 为： 综合考虑调度周期内的通过量最大、 上下游船舶交通流不均衡系数最小、 船舶通过梯 级枢纽用时最短的多目标值梯级枢纽联合调度模型能够表示 为： 其中， M为 量纲调节系数， 根据Z2与Z1的数量级确定， 使其比值与Z3处于同一 量纲水平； 步骤三： 根据步骤二的多目标值梯级枢纽联合调度模型及其参数取值， 制定梯级枢纽 联合调度方案； 步骤四： 当多目标值梯级枢纽联合调度模型的参数随时间周期发生变化时， 依据多目 标值梯级枢纽联合调度模型的目标值， 修 正梯级枢纽联合调度方案 。 2.根据权利要求1所述一种梯级枢纽通航联合调度方法， 其特征在于： 还包括步骤五： 依据梯级枢纽联合调度方案， 组织船舶安全有序通过梯级枢纽， 梯级枢纽联合调度方案包 括梯级通航建筑物的运行方式及强度、 闸次运行时间、 船舶通过梯级通航建筑物次序和时 间、 锚地安排的船舶 及数量。 3.根据权利要求1所述 一种梯级枢纽通 航联合调度方法， 其特 征在于： 所述 步骤一中， 所述通航建筑物运行条件、 运行方式、 运行级数、 开放时间因素为联合调度的常量， 根 据不同的梯级枢纽特 征确定； 所述运行约束条件包括： 船闸运行工况、 通航环境、 船流密度、 船舶种类及载货属性、 船 舶吃水控制标准、 坝间锚地 容量、 调度规则； 船闸运行工况、 通航环境、 船流密度、 船舶吃水控制标准、 船舶种类及载货属性、 调度规 则、 坝间锚地容量因素为联合调 度的变量， 根据现场实时运行情况确定， 参数取值会随着现权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114219236 B 3