三峡工程二期两坝船舶统一调度的初期实践

三峡工程二期两坝船舶统一调度的初期实践

摘要：三峡工程～葛洲坝两坝过往船舶的统一调度，是促进三峡工程建设的一种船舶调度运行方式。通过1998、1999年两坝统一调度运作系统的构建、运作及初步实践表明，统一调度的重点时段在汛期，确立联合运行方式是前提，编制作业计划与现场跟踪是关键，及时疏通洪峰与冲沙后的待闸船舶事关重大，船舶过坝优化调度辅助系统的建设与完善迫在眉睫。实施统一调度两年来，船舶待闸时间明显缩短，闸室利用率稳中有升，通航安全目标得以确保，总体效果良好。关键词：三峡二期工程船舶调度联合运行方式闸室利用率

1998年三峡工程进入为时6年的二期施工期。从工程建设方面看，它以实现左岸电站首批机组发电和两线五级连续船闸通航为目标，工程施工强度高，工程量大，工期紧，金属结构安装调试任务重，是工程建设中一个非常关键的时期。从通航管理方面看，它既不同于原葛洲坝一坝通航，也不同于三峡永久通航设施建成后的两坝通航，是一个非常特殊的时期。能不能确保葛洲坝工程与三峡工程坝区通航的安全，关系到长江上游航运及鄂西和重庆地区国民经济的发展。为服务三峡工程建设，服务航运企业，采用了两坝船舶统一调度的办法，确保安全畅通。本文着重对1998、1999年两坝统一调度的实践进行介绍和分析，以期探索规律，为2003年以后的永久通航积累经验。l两坝船舶统一调度的提出1.1三峡工程二期两坝的航运通道及其基本特点葛洲坝工程建有两条航道及三座单级船闸，三峡工程二期提供了导流明渠与临时船闸与两坝间的38km中间河段，构成了船舶在二期工程时两坝的航运通道，其有关技术指标见表1，其基本特点如下：表1葛洲坝工程与三峡二期工程提供的航运通道名称长度(m)最小般宽(m)设计最小通航航深(m)注释葛洲坝工程三江上引航道25001804.52号、3号船闸在此航道下引航道40001204.5大江上引航道31002005.51号船闸地此航道下引航道44001405.5三峡一期工程临时船闸上引航道224380

上段80

下段1804.0临时船闸在此航道下引航道39914.0明渠渠身3410.3350满足应用Q≥20000m3/s时实行禁航或限航名称闸室有效长度(m)闸室有效宽度(m)槛上水深(m)设计量大水头(m)设计通航流量范围(m3/s)葛洲坝1号船闸280345.5273200～600002号船闸280345.0273号船闸120183.527三峡临时船闸240244.01010000～45000(1)不同流量下，两坝通航设施的运用状态具有复杂性。以设计最大通航流量为例：葛洲坝船闸是60000m3/s，三峡临时船闸为45000m3/s，而明渠则在20000m3/s以上实行禁航或限航。因此在60000m3/s≥Q≥45000m3/s时，通过三峡坝区的客轮实行应急转运，货运暂时中断或只能过葛洲坝。在45000>Q>1500m3/s时，则需采取适应不同流量段的限航措施，扩大明渠通过能力，缓解临时船闸压力，并要根据不同船舶特性，实行闸渠分流。(2)两坝通航设施对航运的制约具有时段性两坝的通航畅通，在汛期主要受三峡闸渠通道的制约；而在非汛期，则主要决定于葛洲坝通道状况。航道淤积规律表明，汛期三峡临时上下引航道淤积量大，疏浚任务重；在枯水期，葛洲坝大、三江航道的疏浚则是重点。(3)汛期通航的“瓶颈”在三峡三峡航运通道的限制条件多，能力不匹配，给船舶连续通过带来困难。临时船闸及其上下引航道和导流明渠，毕竟是工程施工期间的临时设施，其通航设备的完善性、可靠性与葛洲坝枢纽相比有一定的差距，比如:临时船闸不具备通过危险品(特别是一级危险品)的条件，使汛期入川危品运输受阻，每次洪峰过后，大量船舶急待疏通．此时三峡通道的“瓶颈”现象非常突出。1.2三峡河段航运市场现状(1)低谷徘徊竞争激烈葛洲坝船闸历年通过量见图1。从图中可见，葛洲坝通航19年来，年度通过量前16年一直呈上升态势，到1996年创出最高值后，近三年便进入低谷徘徊。货运主要以煤炭矿石为大宗，受国民经济大气候影响很大；客运受到其它交通运输方式的挑战。航运市场内部竞争也日趋激烈。较典型的宜渝、宜万、宜奉客运航线上，已呈现船多客少基本饱和的状态。国有、集体、私营等不同所有制的船舶公司，在困境中维持生存以求发展。有关人士预测，2000年后，航运市场将步人恢复期。图1葛洲坝船闸历年通过量曲线图(2)船舶流向不均从提高船闸运用效率角度，希望上下行船舶在任何时段都基本均等，但目前状况并非如此。造成船舶流向不均因素有三。其一，船舶运营固有的周期因素。目前下行的大宗货物目的港基本相同(南京、江阴一带)，尽管各航线的运营期不同，但常出现在宜昌过坝河段的重叠，产生周期性单向船流激增现象。其二，汛期过坝的“瓶颈”因素。洪峰后疏通的积压船舶，会在一定时间后形成一个集中的船流不均现象，每年重复2～3个循环。其三，其它因素。上下行通过量不均匀，多年来下行客运量占总量55%左右，下行货运量最高曾达81%，近年来一直处在65%左右。另外，客运和农副产品类的季节性、区域性影响，气候影响等。(3)积极调整蓄而待发面对三峡河段航运市场现状，着眼于永久通航后的发展，各船舶公司港航企业，都在作积极的调整。目前两种趋势已初见端倪：一是货运船的大型化、自动化，逐步实现了江海对接。800～1600t级的自航机驳、集装箱船、滚装船等，以其运输的机动性、灵活性和经济性，在川江航运中已占有一定比例。如长航重庆轮总的“长海号”，武汉轮总的“江龙号”，民生公司的“秀山号”等。二是客运快速化、舒适化，大力发展涉外旅游。近年来，高速船在长途客运市场站稳了脚跟，并呈发展壮大趋势。仅宜昌上游就有四家共27条高速水翼船在宜渝、宜万航线上营运，时速可达60～70km，基本不受水流条件影响，每艇核定120座。良好的性能、快睫的服务及丰厚的收益，使之倍受青睐。1.3两坝船舶统一调度的提出为了充分发挥两坝通航设施的最大功能，尽力满足航运企业需要，适应航运市场的发展，而且确保三峡二期工程顺利推进，优化船舶过坝调度管理的问题被提到了议事日程。两坝船舶实行统一调度，是优化调度管理的重要内容。它不仅是二期通航的调度原则，而且对永久通航设施投运后的两坝航运调度有着重要意义。1998年4月，我局呈报的《三峡工程二期通航调度规程》经交通部长江航务管理局批准实施。该规程明确规定：“船舶通过长江庙河到中水门59km水域，实行‘统一调度、统一指挥、联合运行’的原则，采取‘一次申报、统一计划、统一实施’的调度程序。这是确保安全畅通，促进三峡工程建设的一种船舶调度运作方式。两坝统一调度涵盖的水域，西起三峡工程上游庙河，东至葛洲坝下游中水门。在二期工程6年内，它不仅应用于Q<45000m3/s时两坝“四闸一渠”的联合运行，而且还应用于45000<Q<60000m3/s时葛洲坝船闸与三峡应急转运的运行方式。它所追求的目标是最大限度地避免或减少港航企业的经济损失，提高安全畅通的社会效益。主要考核指标表现为船舶待闸时间、闸室利用率、通航安全等。转贴于2两年来的实践2.1构建运作系统1998年初，构建两坝统一调度的运作系统开始实施。按照交通部[97]603号文件精神，我局组建了由“一组两室”为骨架的统一调度组织机构，即总调度室。“一组”是指计划统计组。它负责受理过坝船舶的计划申报，按统一计划原则编制和发布昼夜调度作业计划，根据执行的反馈情况定时作出调整，统计实绩作出分析，上报有关报表。“两室”是指葛洲坝和三峡两个基层调度室。前者负责中水门至莲沱河段的现场调度组织，后者则负责莲沦至庙河河段的现场调度组织。两个调度室执行计划组编制的统一作业计划，实施船舶过坝调度指挥与调整，协调枢纽防汛工作，协助或管理7个信号台、3个登记站和8个不同功用的锚地工作。(见图2)图2两坝统一调度系统站点设置图1998年3月，完成了人员培训与竞争上岗，细化了岗位职责，建成了从船舶登录、计划编制、调度指挥、信号揭示到连续过闸、锚地指泊等全过程的运作系统雏形。5月1日，临时船闸正式通航，两坝统一调度系统的运作也开始启动。在实践中，我们注重该系统的调整与完善。其一，调度流程的简捷化。两坝统一调度的核心是统一计划，关键是计划编制与现场执行。最初采用的调度流程建立在实际运作前的理论状态之上，根据实际情况，进行了简化，形成了如图3所示的简捷调度流程。其二，站点设置的优化。登记站、信号台等站点的设置与赋予的功能，应适应统一调度的实际运作需要，体现精简效能的原则。为了对两坝上下游船舶进行有效控制，加大了茅坪登记站对下行船舶的控制与管理作用；为防止汛期两坝间河段船舶滞留，削弱了乐天溪登记站的功能而加大了信号台的监视控制作用；为了更好地控制临时船闸上引航道秩序，将上游信号台迁至视野更开阔的地点。其三，汛期管理的规范化。1998年8次洪峰给了我们深刻的教育，1999年制定或修订了《两坝统一调度联合运行方案》、《汛期应急转运水上船舶调度与安全维护管理办法》、《导流明渠临时船闸汛期通航管理实施细则》等规范性文件。明确了船舶登录、计划编制、现场调度、统计反馈、船舶滞留处理、明渠绞滩、应急转运、防汛协调各环节的原则、指标、程序、措施、要求等，使汛期两坝统一调度工作有章可循，有法可依。图3两坝统一调度流程图两年的实践表明，构建这个运用系统的任务已基本完成。2.2重点抓好汛期调度两年来我们一直把两坝统一调度的重点放在汛期，即Q>15000m3/s的时段。2.2.1制定四闸一渠联合运行方式在航运通道固有的设计条件下，以确保安全为前提，最大限度地发挥通航能力，制定出不同流程段的四闸渠联合运行方式，并使之成为汛期两坝统一调度的主要依据。经过与航运企业多次共同研究实验与修改，我们制定了汛期(15000～60000m3/s)两坝运行方式，详见表2。这个分为8个流量段且各不相同的运行方式，以扩大明渠通过能力为重点，建立在实船试航以及交通部批准的《关于三峡工程明渠汛期限航流量暂定规定》的基础上。由于采取了船检部门颁发明渠适航证书、绞滩助推等措施，把明渠限航流量从原15000m3/s开始提高到25000m3/s，把禁航流量从原20000m3/s提高到50000m3/s。大大缓解了临时船闸的压力，为闸渠分流提供了条件。当Q>45000m3/s时，三峡过坝客轮实施应急转运，可与葛洲坝船闸相衔接。1999年汛期通航执行情况表明，效果比1998年明显增强。2.2.2做好计划编制与现场调整昼夜作业计划的编制与实时调整的总原则是统一计划、统一指挥，确保便捷安全有序。应该说编制作业计划(当日18:OO至次日18:OO)是根据船舶的登录申报，实时现场调整是依据作业计划。但常常出现不少无计划船舶要求通过的情况。我们的措施是：每日8:30由计统组根据两坝前昼夜船舶动态，对作业计划进行一次性集中调整，10:00将调整计划下达执行。对调整计划外可能出现的无计划船舶，其中的旅游船和客轮，两个调度室有权进行实时调整，安排通过。未申报计划的公务船、警卫任务船、抢险救灾等类船舶，核准后可随时调整通过；其它船舶的调整，原则上按规定程序申报。同时，我们还建立了无计划船舶调整的公示制度。为减少船舶过坝申报程序的多环节，减轻锚地压力，我们在坚持遵循过两坝只需一次申报的同时，试行了部分船舶直接向我局总调度室申报的措施。明渠扩大通过能力后，汛期有很多大型客轮直接通过。1999年我们将明渠调度纳入了作业计划。规定Q≥15000m3/s时，与临时船闸同步编制计划；明渠上下段的信号台，根据调度室计划揭示信号台实施船舶控制；为方便船舶保证航运安全，二峡调度室可根据船舶请求，将明渠计划内不适航的船舶调至临时船闸通过。2.2.3注重洪峰或冲砂后船舶的疏通当洪峰过境以及葛洲坝三江航道冲砂时，因两坝短期断航，会造成大量船舶在两坝上下积压。洪峰持续时间越长，积压越严重。1998年8次洪峰，仅茅坪一处就积压了近300艘船舶，长达40多天。1999年第2次洪峰期间，两坝上下积压141艘。停航情况见表3。洪峰过后或冲砂结束后，安全及时、连续有序地疏通积压船舶，也是对两坝统一调度效能的检验。在两坝间长江主航道上设乐天溪、青色背、平善坝等待闸锚地，但他们不具备长期靠泊和集结大量船舶的能力。因此，在每次预报洪峰来临之前，两个调度室加强现场控制，防止船舶在两坝间滞留，以避免洪峰过境时船舶走锚失控，造成对葛洲坝工程的威胁，也为峰后疏通提供空间。洪峰后的疏通主要压力在三峡坝段。我们遵循先客轮后货轮，以抵达时序为先后的原则，安排计划有序通过。疏通的重点是下行船舶，及时安排具有适航条件的客货轮通过明渠，小型客轮与货轮船队通过临时船闸。表2汛期两坝运行方式序号流量段Q(m3/s)运行方式说明三峡葛洲坝监闸明渠1号2、3号115000≤Q<20000单向上行双向双向双向①临闸单向上行解决部分小功率船(队)需要

②15000≤Q<40000适绞船舶可申请续滩220000≤Q<25000单向上行双向封航双向①下行船舶均走明渠

②葛洲坝l号船闸度汛325000≤Q<30000双向双向封航双向25000≤Q<500OO具有明渠适航证书的船舶走明渠430000≤Q<35000双向单向、控制夜航封航双向明渠对部分船舶禁止夜航535000≤Q<40000双向单向、禁止上行封航双向明渠禁止夜航640000≤Q<45000双向单向、控制上行封航双向①同上

②明渠对部分船舶禁止上行745000≤Q<50000封航单向、禁止夜航封航双向①明渠仅对高速船开通

②启动应急转运850000≤Q<60000封航禁航封航双向①明渠禁航

②同上29Q≥60000封航禁航封航封航

表31998、1999年汛期停航统计表项目临时船闸导流明渠2#、3#船闸1998年1999年1998年1999年1998年1999年次数533373黄计时间(H)11602241008.5230193.555主要原因超过设计最高通航流量超过交通部规定的最高限航流量1998为三江冲砂与蓄水错峰；1999为三江冲砂葛洲坝三江每年的汛末冲砂，一般选在25000m3/s时段，每次持续时间约15小时左右。1998、1999年均安排了3次汛末冲砂。三江冲砂造成一坝断航，结束后疏通的压力主要在葛洲坝。为避免曾出现过的大量船舶涌入两坝间水域待闸的局面，我们发挥两坝统一调度的功能，严格控制茅坪登记站对下行发船以及黄柏河锚地对船舶的放行。合理利用两坝间锚地，实行客轮分批待闸措施，以实现及时连续疏通的目的。在冲砂结束前，三峡调度室分批调发部分下行客轮于平善坝待闸。货轮及船队则主要控制于茅坪待令。在冲沙结束l小时后，再开始放行黄柏河锚地的上行中小型船舶。这样就减轻了现场维护强度，使复航秩序井然。2.2.4协同维护水上安全秩序在两坝航道的控制河段，如明渠、临时船闸上下引航道、三江上引航道、黄柏河与三江交汇水域等处，明确规定了不同流量时船舶会对禁止性规则。而这些规则的执行，一方面赖于船舶自行遵守，另一方面，编制调度作业计划时予以充分考虑。在对过坝船舶违章处理的程序中，统一调度系统接受运行船闸报告的船舶违章信息，并在立即做出现场计划调整的同时，提请港监或公安行政执法人员进行处理。在洪峰或冲砂结束后的疏通时段，从统一调试各环节上着力控制，减少违章现象的发生。临时船闸上下引航道疏浚任务很重，1998年核定的疏浚量为84.17万m3，其中下引航道共清淤4次；1999年核定疏浚量为94万m3，其中下引航道从7月4日至9月26日几乎未停止清淤。引航道清淤一般采用分槽施工，以保证边通航边疏浚。统一调度系统随时保持与疏浚、水文等部门的联系。掌握航深航宽变化情况，采用控制船舶吃水等方式合理调度，防止船舶搁浅等事故的发生。汛期应急转运，客轮云集茅坪，洪水汹涌，旅客上下，安全管理难度较大，统一调试系统特别注意对两个方面的把握：一是管理规定和囤船安全性能，监督并协调各码头的安全靠泊，制止一囤多泊现象。启动时采用应急转运先运作，临时船闸后关闭，同步运作4小时的程序；关闭时，则采用临时船闸先开通，应急转运后关闭，同步运作一段时间的程序，关闭命令待临时船闸开通准备就绪后再及时通告。2.3加速船舶过坝优化调度辅助决策系统的建设1996年初，长航局正式向科研所下达了“船舶过坝优化调度辅助决策系统”的研究委托书，同时向交通部提出了课题立项申请。同年投资构建一个开发平台，年底通过了《概要设计报告》。1997年，设计单位围绕网络设计和软件开发展开工作，并先后提出了该系统的《详细设计》和《系统调试与实施技术报告》。年底，交通部主持审查通过了该项目阶段成果，正式批准了该项目科研合同。1998年底坝河口局域网和葛洲坝局域网安装调试基本完成，两个局域网用我局光纤连通。初步完成了单闸过坝尺度优先应用软件的修改。1999年上半年，根据两坝统一调度实际要求，在调度人员参与下，系统的硬件支持平台进一步调整。10月，对硬软件设备工程进行了中间交验。总调度室与科研单位签署了应用软件拓展与网络调试补充合同，葛洲坝局域网进入试运行阶段。概要设计明确该系统的总目标是：①建议广域网络，连接分散于两坝的统一调度系统的各站点，支持调度信息及时畅通的传递。②开发信息处理软件，规范调度作业流程，调度信息录入网络可多级共享，以提高工作效率。③优化闸室排档技术，最大限度的提高闸室利用率。现已初步形成的计算机广域网由坝河口局域网(包括计统组、三峡调度室、茅坪登记室、乐天溪登记站)、葛洲坝局域网(包括葛洲坝调度室、值班组、中水门登记站)以及系统软件两部分构成。两坝统一调度的实际运作给该系统提出了新的要求。1999年我们在合同范围内，与设计和承建单位一道，努力完善这个系统。现在两个局域网都具备了建立调度作业计划的功能。应用软件的修改和完善，重点放在作业计划自动生成方面，预计明年上半年，葛洲坝子网可基本实现计划编制、现场调度、统计分析及信息共享等功能，进而在下半年实现两子网联网运行，促其成为两坝统一调度运作系统的辅助手段。决定优化调度辅助决策系统成败和应用效果的是应用软件的开发水平。要开发出真正实用于两坝船舶申报登录、计划编制、多闸室排档、图形显示、现场调度、信息查询、调度统计等程序软件，需攻克的技术难点较多。争取在二期通航期间逐步完善该系统，为永船通航时两坝统一调度服务。转贴于3初步成效实施两坝统一调度两年来，尽管还存在许多需进一步解决和深化的问题，但总体收效是明显的，总趋势是发展提高的。这可以从三个主要指标体现出来。3.1船舶待闸时间明显缩短船舶待闸时间体现调度管理绩效，是衡量两坝统一调度实际效果的外显性指标。表4是选择每年典型的三个时段(汛期末9月、非汛期5月、枯水春运期2月)，按船舶分类统计，求出的各类船舶的平均待闸时间，可以看出，三类船舶平均待闸时间呈下降趋势，1999年较1998年，客轮以及一类、二类船舶的平均待闸时间分别缩短了24.7%、34.1%、14.4%。表4船舶平均待闸时间统计表时段客(h)1(h)2(h)说明1998年2月0.923.679.00①客