向家坝升船机通航调度管理系统设计与应用

2020-06-17徐新才孙文才

水电与新能源 2020年5期

徐新才，孙文才

(1. 长江三峡集团福建能源投资有限公司，福建福州 350000；2. 三峡机电工程技术有限公司，四川成都 610000)

向家坝水电站通航建筑物型式为一级全平衡垂直升船机，布置在河道左侧，主要由上游引航道、上闸首、船厢室段、下闸首和下游引航道等五部分组成，全长1 530 m[1]。升船机按Ⅳ级航道设计，最大单船为1 000 t级货船；最大提升高度为114.2 m，机型采用全平衡齿条爬升螺母柱保安式[2]。

向家坝升船机设计全年通航天数为330 d、日运转22 h、日运转循环次数为17次。为提高升船机的运行效率，确保船舶安全、有序通航，在研究其他枢纽通航调度的基础上,并结合实际需求，建立了向家坝升船机通航调度管理系统。

1 系统功能

在结合向家坝升船机通航需求和现有的边界条件下，利用先进的SOA(service-oriented architecture)架构和标准规范，并通过构件化、图形化、一体化的平台产品提供了完整的覆盖SOA应用全生命周期的支撑，遵循J2EE(Java 2 Platform, Enterprise Edition)技术规范，并采用成熟的三层应用架构开发设计了向家坝升船机通航调度管理系统[3]。该系统实现了业务数据、业务逻辑、用户展示相分离，利于系统横向纵向扩展，实现系统性能动态提升、资源动态扩展等，实现了向家坝枢纽高效、快速通航调度，其系统总体架构如图1所示。

该系统实现了船舶定位动态管理(从VTS接收船舶相关动态信息、手机定位等)、船舶过机申报(设置移动终端应用系统，用于过机申报与船舶安检信息录入)、智能化调度方案生成、调度计划信息通知、调度计划管理、调度管理、违章管理、水位和气象管理及信息发布、数据统计分析、船舶数据库基础信息管理、日志管理、权限管理和运行管理等功能；开发网页发布平台，实现了向家坝调度计划信息对社会公开，开通了微信公众号平台，其系统功能如图2所示。

图1 向家坝升船机通航调度管理系统总体架构图

图2 向家坝升船机通航调度管理系统功能架构图

2 系统特点

向家坝升船机通航调度管理系统实现了升船机通航调度管理需求，并与已建的安全设施结合起来，实现了对运行区域内船舶的在线监控。具有如下特点：

1)采用先进的SOA架构和标准规范，并通过构件化、图形化、一体化的平台产品提供了完整的覆盖 SOA应用全生命周期的支撑；遵循J2EE技术规范。

2)通过采用成熟的三层应用架构SSM，实现了业务数据、业务逻辑、用户展示相分离，利于系统横向纵向扩展，实现系统性能动态提升、资源动态扩展。

3)采用手机APP与AIS融合定位技术，根据不同的管理需求分别建立业务管理图层，实现了整个航域的航道、升船机、船舶等数据的图层汇聚和可视化展示。在重点监控区域，建立了高比例尺的AIS地图，并将船舶航行、过机相关的各类动、静态信息(包括升船机设施、水位、过机、待机船舶和升船机状态等重要信息)分别展现在不同的AIS管理图层中，为航道及升船机的运行调度提供了支持。

4)智能通航调度系统APP采用IOS和Andriod原生加web混合模式，内网接口通过http协议和xml格式进行接口。

5)开发了升船机船舶调度排挡算法技术。

6)采用全新的移动互联网技术应用于船舶调度与船舶安检。

3 经济和社会效益

向家坝升船机还没有正式通航时，凡是经过枢纽断面的大宗物资都必须经过上下游翻坝码头进行货物转运来满足物资流通需求，耗费的资源主要包含汽车运输的油费、路费、道路养护、汽车损耗、码头物资装卸机械损耗、人力资源等，以现金计算每年累计不低于1亿元。升船机通航后，除不具备通过升船机通航条件的船舶，其他船舶及大宗物质都可以通过升船机进行运输，极大降低了翻坝转运的地方补助费用。特别是2017年上游船厂已根据升船机可通船的规格设计新型船型，该船型投入使用后将极大地提高航运效益，带动金沙江上游经济的快速发展。而该系统则实现了过机船舶的高效、有序的调度。

在社会效益方面，主要体现在如下方面：

1)有效提高航运管理水平，确保通航安全，通过信息化的航运管理手段可以提升金沙江航运的国内影响；

2)运用现代化监控监管手段，有利于提高调度效率，减少船舶滞留时间，从而提高船舶运输企业和港口的营运效益，极大地提升了升船机服务对象及相关方的满意度；

3)通过系统实现对未来一段时期内交通流情况做出科学的预测，并采取有效管理手段，通过调度系统、升船机、锚地的综合协同调度，提升管理水平。