[发明专利]一种反映船闸调度规则的全过程仿真系统

说明书

本发明提供了一种反映船闸调度规则的全过程仿真系统,其特征在于：主要包括Matlab仿真主机、计算机网络与路由器、多台船闸控制仿真客户机；通过在MATLAB/Simulink仿真软件中编写不同调度规则的控制程序，并在编写控制程序时配置对应闸室控制的客户机IP地址，模拟单线或多线船闸的运行过程，完成对不同船闸设计及运营的优化方案的仿真实验。能够考虑船舶到闸的随机性、船型组合比例、船闸运营调度规则、船闸检修和维修等因素，对船闸实际生产作业进行仿真模拟，为船闸设计人员、运营人员提供帮助和支持。

技术领域

本发明属于水运工程领域，具体为一种基于Matlab环境，反映船闸运行时，在实际调度规则控制下的船舶过闸全过程调度仿真模型。

背景技术

内河航运是支撑内河流域经济社会良性发展的基础性行业，船闸作为内河航运中重要的通航枢纽建筑是其中的关键环节。而作为沟通水系的永久性建筑物，船船舶过闸的不连续通行特性也制约了船闸的通过能力。随着船舶过闸需求的增加和外部因素影响，持续增长的船舶密度影响了船闸运行效率，增加了船舶待闸时间，造成了船闸航段内船舶一定程度的集聚，进而影响整个航运系统的运行效率。

我国JTJ305—2001《船闸总体设计规范》规定，船闸通过能力是指设计水平年过闸船舶的总载质量和过闸货运量，并应以年单向通过能力进行表示。而在实际应用中，船闸通过能力一般是指设计水平年在一定的船型组成情况下通过船闸的单向货运量。船闸通过能力受到闸室尺度、到闸船型及组合、一次过闸时间、船闸运营规则等因素的影响。船闸通过能力是船闸设计与运营阶段的关键指标。在建设阶段，关系到船闸级别规模的确定，而在运营阶段，又受到船闸运营调度的影响。保证船闸高效运行，关乎内河航运“大动脉”的通畅，关涉到经济社会发展大局。

目前，在对《船闸总体设计规范》规定的过闸货运量计算时，仅能考虑闸室尺度、到闸船型及组合、一次过闸时间等基本因素，无法考虑船闸运营规则等复杂因素。规范公式方法需手工排挡确定一次过闸平均吨位，主观性强，影响了结果精确性；排队方法为达到可解性需对问题进行了一定的简化处理，存在一定的局限性和限制；仿真排挡是比较初级的仿真方法，不是船舶过闸的全过程模拟，无法模拟调度规则。

上述方法中的不足，尤其在复线或多线多级船闸的复杂情况下，造成了计算结果与实际情况间较大的偏差，限制了工程实际中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够反映船闸实际运营调度规则的仿真模型，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种反映船闸调度规则的全过程仿真系统,主要包括Matlab仿真主机、计算机网络与路由器、多台船闸控制仿真客户机；通过在MATLAB/Simulink仿真软件中编写不同调度规则的控制程序，并在编写控制程序时配置对应闸室控制的客户机IP地址，模拟单线或多线船闸的运行过程，完成对不同船闸设计及运营的优化方案的仿真实验。

所述Matlab仿真主机由通信模块通过路由器连接多台船闸控制仿真客户机。

所述船闸控制仿真客户机上实现不同线路闸室的闸门启闭及充泄水仿真程序。

所述Matlab仿真主机实现一种能够反映船闸实际运营调度规则的仿真模型,包括上行、下行和全局三组模块；

所述上行、下行模块中包含船舶发生模块、待闸锚地

模块、靠船墩模块和船舶回收模块组成，模块间以服务模块和门模块相连；门模块用来控制过闸步骤中的船舶批次控制，服务模块用来控制船舶批次在各个模块中消耗的时间；

全局模块组由船闸模块和船舶调度模块组成，模块各与监视器模块相连，以统计系统各模块实时状态和船闸相关指标；将船舶调度模块与定时器相连，在规定间隔时间输入定时信号。