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“数字船闸”建设中的调度算法

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“数字船闸”建设中的调度算法
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1数字船闸概述

水运与公路运输、铁路运输等陆运形式相比有成本低、运量大等优点,目前国家正大力发展水运交通,重点打造几条高等级航道黄金水道已被列入我国十二五规划。与此同时,党的十七大提出大力推进信息化与工业化融合,使得航道信息化成为航道建设的重点内容。

数字船闸在两化融合的背景下应运而生,旨在通过规范过闸流程、减少过闸环节、减轻船闸工作人员的工作量乃至最终实现无人值守管理,真正实现现代化船闸管理模式。

2船闸联合调度系统

2.1联合调度系统在数字船闸管理模式中的地位

数字船闸模式下,船闸数据由联合调度系统自动采集、处理、发布,它与自动控制系统、水文数据采集系统、地下管网管理系统、ETC系统、北斗系统等多个辅助系统共同构建了完整的管理体系。

打个形象的比方,联合调度系统就像数字船闸的大脑,而工业电视、高清摄像头是数字船闸的眼睛,ETC、北斗、自动控制系统、水文数据采集系统是它的肢体,大家团结一致共同构成了数字船闸这一睿智的个体。

2.2船舶过闸流程

多线船闸联合调度流程由船舶上传运单、报到、缴费、联合调度、闸室排档、以及船舶过闸等众多环节构成,各环节受到地质、水文、气象、运行设备和航道内通行船舶的影响。

算法的目标是将船舶按照既定输入参数结合当前的工况、水文、优先规则等条件,将待闸船舶分配到各个闸室,并在船舶航行过程中通过计算由系统发出明确的调度指令,最终实现船舶有序快速过闸。

2.3船闸调度运行机制

因算法与船闸本身的地理位置、水文等约束条件密切相关,本节以长洲船闸调度为例对调度算法进行较为详实的描述。

1)长洲四线船闸基本采用逐级调度的方式,船舶的锚泊与航行调度根据其调度目标空间的不同,可分为三级调度,即:锚地停泊段的远程调度,停泊段靠船墩的近闸段调度,靠船墩船闸的过闸调度。基本调度目标空间为:锚地、停泊段、靠船墩、船闸。

2)由于船闸、靠船墩、停泊段的容量有限,为保障调度的有序,进入调度序列的船舶应根据其对应的船闸容量进行编队,每次调度过程应以一个船队为单元。

3)在船队的逐级航行调过程中,外航道由于水面宽阔,分道通航,船舶可以提前采取措施避免近距离会遇及交叉,而在引航道、口门区及连接段,由于枢纽船闸的限制,出闸船舶流与进闸船舶流的交汇往往带来较大的安全隐患。因此,长洲四线船闸调度,在引航道内,应禁止船舶流交汇。在口门区及连接段应尽量减少和避免船舶流的交汇。

2.4调度算法研究

联合调度方案针对不同的外部影响因素情况分别制定,从而形成一整套体系,以提高船闸整体管理水平。

以长洲船闸为例,经过对船闸运行现状的分析、调度算法设计、建模和仿真,最终形成的调度算法依据上下游水位差和下游水位将工况划分为5种。每种工况下,闸室的通航状态和闸室选择规则均有不同,例如:在下游水位介于2.65m至3.65m之间时,上下游水位差大于8m时,三四线船闸按标准设计通航,一线船闸仅能通过500吨级及以下船舶,二线船闸停止通航。

2.5调度算法实现

依据调度算法研究结论,调度算法实现如下:

1)对调度队列中的船舶进行闸室匹配:当船舶完成缴费并进入调度队列后,本着先到先服务原则对船舶进行调度计算。

算法首先根据船舶的长宽高及吃水深度对其闸室匹配,将其放入对应船闸的适闸队列。

依据闸室及各近端待闸段(靠船墩、停泊段)当前状态,当近端待闸段有空闲时,可将船分配到空闲闸室或空闲近端待闸段对应的闸室;如没有空闲,则分配到远端待闸段(锚地)。

依据上下游水位差匹配优先规则。长洲船闸三四线为扩建工程,出于节约能源考虑,船闸运行方式增加了互灌泄水模式,该模式在上下游水位差大于8米时启用,要求调度算法在该模式下对三四线船闸进行交叉选择,即:如前次调度是向三号闸室调船,则此次向四号闸室调船。

2)确定闸室后,为船舶指定待闸目的地。

如果船舶即将进入近端待闸段,则要调用单闸室排档算法将其编入船队。

如果船舶即将进入远端待闸段,则依据当前工况选择当前可用的锚地。工况分为洪水期、枯水期和正常工况,各工况下可用锚地设置有所不同。

3)单闸室排档算法:为闸室待闸队列的船舶形成船队。

以二维装箱算法为基础,根据闸室特性对其进行了变形。

算法的目的是尽量最大化利用闸室面积。主要根据船舶的外形参数与闸室面积进行匹配,当累计船舶面积充满整个闸室时算法完成。

考虑到大船机动性较差,在尽量保证先到先服务的前提下优先对超大船舶进行排档。

4)冲突解决机制。

当闸室开闸放船时,将航道状态置为占用,此时系统限制各阶段调船,直到出闸船队驶离枢纽;

当相邻闸室同时放船时,其中一个闸室需要等待,直到相邻闸室船队出闸完毕;

当冲突水域有船队时,不允许向经过该水域的待闸段调船。

3结束语

数字船闸以船闸联合调度系统为核心,与船闸PLC自动控制、网络高清视频图像自动跟踪、自动分区域网络广播等硬件技术相结合,实现船闸监控全流程自动化和管控一体化,同时辅以北斗终端及水上ETC技术,不但能大大提高过闸效率,缓解大型船闸运输繁忙期船舶积压的问题,而且能通过系统规范和技术手段促使船闸管理向现代化、信息化方向良性发展,同时也是促进船闸减员增效和廉政建设的有效手段。

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摘要:数字丝绸之路是数字经济发展和“一带一路”战略倡议的结合,是数字经济全球化的必然产物,它将有利于促进我国数字经济的发展和全球影响力提升。发展数字丝绸之路亟待顶层设计,需要在理论和实务上进行多方面探索。关键词:数字经济;数字丝绸之路;“一带一路”建设中图分类号:F069.9;F114.46文献标志码:A文章编号:1674-8131(2017)06-0011-06数字丝绸之路是数字经济发展和“一带.........
建设银行电算化下内控制度建设研究
发布时间:2019-12-04
摘要:本文以中国建设银行为例从商业银行依托的内部控制的现状来说并对其现行内部控制体系进行分析发掘存在的问题并提出使用会计电算化手段进行内部控制优化的必要性和紧迫性,最后针对中国建设银行现行内部控制问题结合会计电算化的作用提出内部控制优化建议。关键词:建设银行;会计电算化;内控优化;建议一、新形势下利用会计电算化优化中国建设银行内部制度(一)利用会计电算化优化中国建设银行内控制度的必要性中国建设银行.........
公共图书馆数字化建设方案探究
发布时间:2015-08-17
[摘 要]现阶段,随着信息时代的到来,计算机网络通讯技术以及多媒体技术等得到了迅猛发展,并广泛应用于日常生活与生产领域,数字化、信息化已经成为社会不可阻挡的发展潮流。而公共图书馆作为社会公共文化服务体系中不可或缺的组成部......
数字档案馆资源建设现状与对策
发布时间:2015-08-17
随着现代信息技术的迅猛发展,网络技术、计算机技术、数字技术在档案部门的应用愈来愈广泛,对档案的网络化应用水平提出了越来越高的要求,如何利用数字档案馆对档案信息资源进行合理配置,最大限度地实现信息资源的整合和实现查询共......
房产档案数字化建设与实践分析
发布时间:2015-08-18
[摘 要]随着人们生活水平的日益提高,人们对于生活质量提出了更高的要求。住房问题便是人们比较关注的问题之一。随着我国房地产事业的日益活跃,我们可以发现我们对于房产档案的利用频率越来越高。面对这样的情况,如何高效率的利用房......
浅谈档案数字化建设与信息安全
发布时间:2022-09-27
所谓档案数字化,就是在国家档案行政管理部门的统一规划和组织下,在档案管理活动中全面应用现代信息技术,对档案信息资源进行处置、管理和为社会提供服务,加速实现档案管理现代化的进程。 一、档案数字化建设面临的问题 数字档......
张家港公共文化数字化建设研究
发布时间:2016-03-03
[摘 要]2014年张家港市实施了“文化数字化服务工程”,着力打造一个统一的、综合的、高效的县域数字公共文化服务平台。经过一年多的建设,该平台全面建成并投入运行,在全国率先实现县域文化数字化。本文全面论述了张家港市文化数字化......
浅谈法治中国建设的制度丰碑
发布时间:2023-03-11
党的十八届四中全会通过的《决定》是我们党领导人民在关键历史阶段做出的重大历史抉择。《决定》立足我国法治建设实际,直面我国法治建设中的重大问题和人民群众普遍关注的问题,提出了关于法治建设的180多项新制度和新举措,这些新制......
调度自动化系统通道建设的探讨
发布时间:2023-02-11
电力调度自动化系统是电网运行和管理的基础性设施。我县电力调度自动化系统2001年5月投入使用后,在确保电网安全、经济运行、提高供电可靠性方面发挥了重要的作用,收到了显著的经济效益和社会效益。但由于我们在调度自动化系统建设中,......
数字艺术设计中的三维动画设计分析
发布时间:2015-09-10
摘 要 数字艺术设计是一个新生事物,它依托于数字技术的发展。近些年来,数字技术的发展速度很快,这得益于计算机在全球领域内的广泛应用。数字技术的发展带动了很多相关技术的发展,数字艺术设计就是得益于数字技术发展而迅速兴起的......
关于公安数字档案室建设的几点思考
发布时间:2022-08-05
随着信息技术、网络技术的迅猛发展,档案工作正经历着由档案实体管理为主到以档案信息管理和档案信息服务为主的变革。公安档案部门要主动顺应这一变革,推进信息化建设,通过建立数字档案室,打造方便快捷、优质高效的服务平台,建立......
参与式数字档案资源建设的模式研究
发布时间:2019-12-05
摘要:数字时代,“参与”已成为档案实践领域的重要特征和档案理论研究领域的核心概念。本文在提出参与式数字档案资源建设概念模型的基础上,对数字档案资源建设中的各类参与式实践进行识别、归类和特征描述,并将其分为“内部授权个体参与”模式、“内部授权组织参与”模式和“服务用户参与”三类模式。本文所阐述的全面系统的参与式数字档案资源建设模式既为档案实践提供了多种创新路径,又为档案学术研究提供了若干值得深入研究.........
数字化档案信息管理的平台建设实践
发布时间:2022-08-26
摘要:伴随着数字化、信息化时代的蓬勃发展,档案数字化建设在档案工作中的重要性进一步提升。本文阐述了数字化档案信息平台的建设的必要性,以“兰台e令”档案专题网站为例分析了数字化档案信息平台建设的内容,最后针对时代发展的趋势,对数字化档案信息平台的发展方向和路径进行了探讨。关键词:档案数字化;数字化档案信息平台;兰台e令信息技术日新月异的发展给社会各个领域都带来了全新的机会和挑战。“十三五”时期国家档.........
探析信息化建设中数字语言实验室的安全管理
发布时间:2022-10-27
" 论文关键词:信息资源 数字语言实验室 传统安全 信息安全 论文摘 要:本文就高校普遍开展的信息化建设,分析了在数字语言实验室方面可能存在的传统安全问题和新型的信息安全问题,并提出相应的预防和解决方案来保障信息化建设的成果。......
数字城市建设中三维地理信息系统的运用研究
发布时间:2015-08-03
摘 要:最近几年,GIS这一新颖技术,正在不断被接纳;城市特有的信息化,也在逐渐延展。惯用的二维显示,并不带有直观特性及立体特性;在三维场合,用户也很难依循二维场景,去浏览或创设某一决策。三维架构下的地理信息,在惯用的二......
计算机软件工程中数字化技术的运用
发布时间:2017-02-10
摘要:计算机软件工程开发项目涉及诸多领域,存在诸多风险和复杂不可知的因素,在这个系统性工程之中,由于软件产品的特殊性,要重视并应用各种数字化、现代化技术,使计算机软件工程成为引领各行业创新发展的驱动力,满足现代化发展的需求。本......
数字图书馆中的文化构建初探
发布时间:2023-04-27
[摘 要]随着社会主义现代化建设的不断推进和加快,我国市场经济体制得到不断的改革和完善,各种文化建设也得到了大力推广。数字图书馆是高科技信息时代的产物,顺应了时代不断向前发展的步伐,将文字、图片等图书馆信息有条不紊的整理......
建设数字档案馆若干问题的思考探究
发布时间:2022-10-12
建设数字档案馆若干问题的思考,数字档案馆的特点、以及建设数字档案馆存在的一些问题。 一、关于数字档案馆的概念问题 数字档案馆是进入上世纪90年代以后产生的一个全新的概念。随着计算机技术的迅猛发展,特别是网络技术、数码存储......
档案管理数字化建设发展前景展望
发布时间:2015-08-18
[摘 要]随着时代的变迁,企业单位也在不断的进行改革,在改革的过程中,档案管理是保证企业单位高效、有序、协调运行的基础。所以,档案管理工作已经渐渐成为每个乡镇地区各个进程协调、有序、高效运行的主要保证。怎样建立起科学有效......
民办高校图书馆数字化建设与发展
发布时间:2015-08-19
[关键词]民办高校;图书馆;数字化 1 引言 高校图书馆数字化建设是传统图书馆与数字图书馆的技术融合,其通过文献信息资源数字化建设和文献信息服务网络建设,使信息化应用进入到图书馆的核心业务中,形成对教学、科研及管理工作的......
海德堡:数字创新加速度
发布时间:2022-09-29
对于创新的理解与界定,可谓仁者见仁、智者见智。不过,如果你问海德堡人“创新是什么”,相信他们会毫不犹豫地回答:创新是坚守传承中的推陈出新,更是推陈出新后的有机融合。悠悠百年,海德堡就是这样步步为营。 多布局 在中国......
探究数字化地籍测量方法及其精度的评定
发布时间:2015-07-30
【摘要】土地管理科学体系中的一项重要工作就是地籍测量。随着科技的发展,数字化测图技术在地籍测量中发挥越来越重要的作用,数字化地籍测量主要是利用GPS技术及观测器等进行野外观测,利用计算机对传回的信息进行加工处理,从而形成......
档案数字化管理体系建设问题研究
发布时间:2022-12-19
[摘 要]档案数字化管理体系由于具有档案管理归集整理速度快、准确度高以及管理费用投入较少等一系列的优点,因而已经成为档案管理工作的主流形式。本文首先分析了档案数字化管理体系的主要技术优势,进而总结了我国在档案数字化管理体......
数字档案馆建设项目风险管理对策
发布时间:2023-04-16
摘要:针对当前我国数字档案馆建设风险管理存在的问题,本文基于对计算机信息技术的特征与系统内部管理方式的分析,提出了一些优化数字档案馆风险管理的策略,通过论述证明其具有一定的实用价值。关键词:数字档案馆;风险管理;策略研究1引言随着计算机信息技术进步,数字化技术已经渗透到了生产生活的各个方面。当前,数字档案馆的建设项目越来越多,其管理工作量小、数据分析处理快速、资源获取便捷、数据存储量巨大等优势可以.........
大力推进全省档案数字化建设夯实河北区域数字档案馆基础
发布时间:2023-05-24
档案是原生的信息资源,档案信息化建设是国家信息化建设的重要组成部分。档案数字化作为档案信息化的基础建设,作用尤为重要,是实现档案资源服务共享,发挥档案资政惠民、服务社会的关键步骤。我省自2006年启动全省传统载体档案数字......
数字化校园的规划设计
发布时间:2023-06-01
" 摘 要:数字化校园建设得到了国内外教育领域的广泛关注,也是国内各高校目前进行信息化建设的重点和热点,本文拟在这种背景下,对数字化校园的规划设计进行研究与探索。关键词:数字化校园 数据管理 规划设计什么是数字化校园?通常是......
浅析高校学生档案数字化建设工作
发布时间:2022-08-23
[摘 要]本文分析了学生档案数字化建设的背景及保障体系,重点分析了高校学生档案数字化建设的过程,目的是使学生档案管理工作迈上新台阶,为学生就业、升学等提供良好的服务。 [关键词]高校;学生档案;数字化建设 随着计算机网络......
公共数字文化建设不足及对策探析
发布时间:2023-01-12
关键词:公共数字文化建设;存在问题;对策研究 摘要:国内公共数字文化建设中存在资源结构不合理、平台对接不完善、服务效能低下、建设机制活力不足等问题,公共数字文化建设应在强化管理与服务的基础上,进一步对接社会力量,充分......
浅议洁净手术室的空调设计计算及设备参数选型
发布时间:2022-12-10
【摘 要】该文结合笔者的工程实践,重点对空调负荷及设备的选型计算进行了分析,最后基于设计计算的结果,有了最终的设备的参数设计选型。以供同行进行参考借鉴。 【关键词】洁净手术室;空调设计;计算;参数;选型 笔者通过进行......