【正文】 .................................... 30 船舶貨運組織規(guī)劃 ............................................................................................. 31 本章小結(jié) ........................................................................................................... 33 第 4 章 烏江多梯級樞紐區(qū)域船舶貨運組織仿真建模與實現(xiàn) .......................................... 34 系統(tǒng)仿真及仿真目的 .......................................................................................... 34 系統(tǒng)仿真 .................................................................................................. 34 仿真目的 .................................................................................................. 34 仿真系統(tǒng)分析 .................................................................................................... 35 系統(tǒng)邊界及構(gòu)成 ....................................................................................... 35 系統(tǒng)特征 .................................................................................................. 36 系統(tǒng)仿真平臺 ........................................................................................... 37 系統(tǒng)仿真評價指標(biāo) .................................................................................... 38 仿真模型搭建 .................................................................................................... 39 船舶生成子模型 ....................................................................................... 40 港口子模型 .............................................................................................. 42 升船機子模型 ........................................................................................... 46 運輸路徑控制節(jié)點子模型 ......................................................................... 50 翻壩運輸子模型 ....................................................................................... 54 模型效驗與驗證 ................................................................................................. 56 理論優(yōu)化方案驗證 ............................................................................................. 57 參數(shù)輸 入 .................................................................................................. 57 運行設(shè)置 .................................................................................................. 57 結(jié)果輸出 .................................................................................................. 57 本章小結(jié) ........................................................................................................... 59 第 5 章 烏江多梯級樞紐區(qū)域船舶貨運組織總體方案研究 ................................................ 60 總體方案優(yōu)化過程 ............................................................................................. 60 改進策略 ........................................................................................................... 61 綜合優(yōu)化 ........................................................................................................... 62 優(yōu)化結(jié)果分析 .................................................................................................... 64 本章小結(jié) ........................................................................................................... 65 第 6 章 結(jié)論 .................................................................................................................. 66 總結(jié) .................................................................................................................. 66 展望 .................................................................................................................. 67 致 謝 ........................................................................................................................... 68 參考文獻 ....................................................................................................................... 69 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項目 ............................................................ 72 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒論 研究背景及意義 烏江干流全長 1037 公里，貫通貴州、重慶兩省市，于涪陵匯入長江。由于烏江船舶貨運系統(tǒng)的復(fù)雜性，構(gòu)建的理論優(yōu)化模型與實際可能會產(chǎn)生偏差，優(yōu)化的船舶貨運組織方案的可行性需要驗證，計算機仿真技術(shù)的發(fā)展為其提供了手段，為此本文針對烏江多梯級樞紐區(qū)域通航環(huán)境特點，嘗試采用理論優(yōu)化與仿真模擬相結(jié)合的新方法， 優(yōu)化 設(shè)計出 烏江多梯級樞紐區(qū)域高效船舶貨運組織方案。 隨著沿江經(jīng)濟發(fā)展， 運輸需求 日益增長將會 使 各 樞紐通航設(shè)施通過能力 不足 及運輸系統(tǒng)瓶頸 問題日益顯現(xiàn) 。 針對理論優(yōu)化方法與 仿真 技術(shù)各自的優(yōu)劣，采用 理論優(yōu)化與仿真模擬相結(jié)合的新方法， 優(yōu)化 設(shè)計出 烏江多梯級樞紐區(qū)域高效船舶貨運組織方案 ，這對解決 多樞紐河流 船舶貨運組織優(yōu)化問題是一次有 益的嘗試。每個運輸貨輪均選擇最小費用的路線運輸，航運公司則通過交通網(wǎng)絡(luò)均衡原則選擇運輸貨輪。 對于水運樞紐區(qū)域的多貨種多方式的貨運組織方式優(yōu)化目前也有一定的研究， 朱凱（ 2021） [9]將道路交通網(wǎng)絡(luò)中多用戶多 模式交通分配研究應(yīng)用在三峽樞紐的貨物分配上，通過合理的對水路運輸方式做公路運輸?shù)牡刃鎿Q，將水運交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化轉(zhuǎn)變成道路交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題，利用 transcad 對三峽區(qū)域各貨類進行貨流分配 ，得到各路段各貨類的流量值。 國內(nèi)方面， 盧方勇（ 2021） [14]針對永久船閘的運行了系統(tǒng)仿真研究；何軍武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 紅 (2021) [15]等人對三峽船閘的五級船閘運行系統(tǒng)進行 了仿真研究，建立了相應(yīng)的連續(xù)系統(tǒng)模型以及離散系統(tǒng)模型 ,首次提出了利用雙傳感器實測數(shù)據(jù)和模型仿真結(jié)果進行信息融合的機制來進行故障診斷和決策的方法 ,并采用面向?qū)ο蟮姆椒ǔ醪綄崿F(xiàn)了該仿真系統(tǒng) ,給出了船閘系統(tǒng)的動態(tài)運行結(jié)果 ,為系統(tǒng)后期的運行控制提供了依據(jù) 。 研究 內(nèi)容 和 研究方法 研究內(nèi)容 1）烏江多梯級樞紐區(qū)域船舶貨運組織環(huán)境 及存在問題 分析了烏江 梯級樞紐區(qū)域船舶貨運組織 的歷史及現(xiàn)狀，各梯級樞紐的情況，闡述了 種種梯級樞紐建成后對船舶貨運組織產(chǎn)生有利影響及不利影響，說明了烏江梯級樞紐全線通航后給船舶貨運組織帶來的問題， 為后續(xù)研究打下基礎(chǔ)。 2）根據(jù)烏江多梯級樞紐通航設(shè)施排隊系統(tǒng)的排隊規(guī)則，引入適合該排隊規(guī)則的 M/G/1 單重休假排隊模型，求解船舶通過樞紐的平均通過時間。 其中， 河源到烏江渡為 烏江 上游 區(qū)域，因 水流急，河床狹窄，兩岸高山懸崖，常有大型崩巖堵灘而無法行船 ， 因此烏江通航河段指烏江渡至涪陵航段，該航段 由 4 個水電樞紐組成烏江多梯級樞紐群，下面從航道、港口、樞紐通航設(shè)施、運輸船型等方面分析烏江 多 梯級樞紐區(qū)域 船舶貨運通航 環(huán)境。 但其他河流水運發(fā) 展表明、集裝箱運輸是重要的運輸方式 ,如長江的集裝箱運輸 ,從上游宜賓 ,瀘州、重慶、涪陵、萬縣、宜昌至中下游各港的水運集裝箱發(fā)展速度很快。碼頭規(guī)模小，設(shè)施落后，無法滿足沿江兩岸社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。各樞紐 通航設(shè)施參數(shù)見表 23： 表 23 通航設(shè)施參數(shù) 項目 單位 構(gòu)皮灘 思林 沙沱 彭水 過船設(shè)施 三級 升船機 升船機 升船機 升船機 及船閘 設(shè)計年通過能力 萬 t 143 341 510 承船廂 或船閘 有效尺寸 m 59 60 12 60 12 59 承船廂移動速度 m． min1 12 12 12 12 一次過壩最大船舶噸位 t 500 500 500 500 正常蓄水位 m 630 440 360 310 利用水頭 m 71 66 樞紐通航設(shè)施建設(shè)將為船舶通航提供條 件，而且為了合理利用通航設(shè)施船閘或升船機的有效面積，將促使船舶逐步標(biāo)準(zhǔn)化。 表 24 為 《貴州省兩江一河（烏江）高等級航道主要船型標(biāo)準(zhǔn)化研究》 [25]通過 技術(shù)經(jīng)濟論證 確定的烏江未來梯級樞紐區(qū)域各類 標(biāo)準(zhǔn)化 船舶優(yōu)化 設(shè)計 方案。 2） 通航設(shè)施通過能力 與航道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不匹配 烏江 各 梯級 樞紐建成后的水運 貨 運量包括 區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展帶來的貨 運量和水運條件改善 后 誘發(fā)的 貨 運量。 如三峽大壩， 03 年至 07 年三峽河段水域共發(fā)生 航運 交通事故72 起， 其中 60％ 為近壩 水流條件 的改變導(dǎo)致的。 Wardrop 第二原理作為一個設(shè)計原理 ，是面向 運輸網(wǎng)絡(luò)決策者 的。 為了方便 后文 構(gòu)造數(shù)學(xué)模型， 先 對 相關(guān) 變量和 有關(guān) 參數(shù)進行 抽象 定義和說明 ： 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 18 將烏江 多