连续多梯级船闸运行控制系统及运行换向方法技术方案

连续多梯级船闸运行控制系统及运行换向方法，包含闸阀门拖动控制系统、船闸通航信号系统、广播指挥系统、视频监控系统和集中控制监控系统，结合船舶过闸运行工艺、船舶在闸室内移泊情况和船闸输水运行方式建立连续多级船闸换向运行模型，结合数据采集单元对通航调度系统中船闸上下游等待过闸船舶数和船闸集中监控系统船闸设备状态数据的采集、分析，生成可执行的规范化多级船闸标准换向操作流程，提高连续多级船闸换向运行的效率和安全性。所述的连续多级船闸换向运行模型以多级船闸同步输水运行方式为基础。所述的同步输水运行方式，是各间隔闸室同步进行输水操作的运行模式，适用于单向运行最后一闸次船舶进闸、移泊、出闸的全过程。

【技术实现步骤摘要】
连续多梯级船闸运行控制系统及运行换向方法
本专利技术涉及船闸通航领域，具体涉及一种连续多梯级船闸运行控制系统及运行换向方法。
技术介绍
船闸作为一种克服上下游间集中水位落差的水利枢纽通航建筑物，根据纵向排列闸室数量可划分为单级船闸和多级船闸，其中纵向排列闸室数量在两个以上并且上下级闸室相连的多级船闸为连续多级船闸。船闸运行方向的转换简称船闸换向，有上行换下行和下行换上行两种模式。特别在连续多级船闸日常正常运行过程中，船闸换向运行十分常见，单线船闸由于采用单向运行、定时换向的运行方式，基本能够满足上下行船舶过闸需求、上下游等待过闸船舶流量平衡。对于多线船闸，当通航水域内上下行过闸船舶数量差距过大，通航需求严重不平衡时，尤其是出现某线船闸满负载运行时，交通管理部门通常采用换向运行的方式，调节船闸均衡运作，缓解船舶过闸压力。单级船闸只有一个闸室，下行船舶过闸时，闸室水位充至与上游水位相平，下行船舶进入闸室，闸室水位泄至与下游水位齐平时，开启闸门使船舶出闸，出闸完毕后上行船舶进入闸室，关闭闸门后上游向闸室灌水直至与上游水位相平，闸门开启、船舶出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.连续多梯级船闸运行控制系统，其特征是：包括闸阀门拖动控制系统(2)、船闸通航信号系统(3)、广播指挥系统(4)、视频监控系统(5)和集中控制监控系统(1)，集中控制监控系统(1)与系统电源连接(6)，集中控制监控系统(1)的输入端与视频监控系统(5)连接，集中控制监控系统(1)的输出端与闸阀门拖动控制系统(2)、船闸通航信号系统(3)和广播指挥系统(4)相连。/n

【技术特征摘要】
20200605 CN 20201050622641.连续多梯级船闸运行控制系统，其特征是：包括闸阀门拖动控制系统(2)、船闸通航信号系统(3)、广播指挥系统(4)、视频监控系统(5)和集中控制监控系统(1)，集中控制监控系统(1)与系统电源连接(6)，集中控制监控系统(1)的输入端与视频监控系统(5)连接，集中控制监控系统(1)的输出端与闸阀门拖动控制系统(2)、船闸通航信号系统(3)和广播指挥系统(4)相连。


2.根据权利要求1所述的连续多梯级船闸运行控制系统，其特征在于，所述的船闸通航信号系统(3)包括远程信号、进闸信号和出闸信号；
所述的广播指挥系统(4)由号角扬声器、功率放大器、四通道播放终端、交换机、分区控制器、电源时序器、广播呼叫站、音频矩阵切换器和功放主备切换器组成。


3.根据权利要求1所述的连续多梯级船闸运行控制系统，其特征在于，所述的闸阀门拖动控制系统(2)结构为：包括工作闸门及阀门(7)，工作闸门及阀门(7)与液压油缸(8)连接，液压油缸(8)与油箱及控制阀组(10)连接，油箱及控制阀组(10)前端设有电机油泵组(9)，油箱及控制阀组(10)由阀控主回路(11)驱动，油泵(9)由拖动主回路(12)驱动，阀控主回路(11)与控制回路(13)连接，控制回路(13)和拖动主回路(12)与电源回路(14)连接。


4.根据权利要求3所述的连续多梯级船闸运行控制系统，其特征是：所述的闸阀门拖动控制系统(2)的控制器采用PLC，控制系统还包括数据采集单元模块。


5.使用上述权利要求1-4任一所述装置的连续多梯级船闸运行换向方法，结合同步输水运行操作方式，其特征在于,包括以下步骤：
步骤一：确定换向模式，数据采集单元获取通航调度系统中船闸区域上游引航道与下游引航道的待闸船舶数，根据船舶上下行过闸需求确定换下行或换上行运行模式；
步骤二：定义船闸运行状态模拟参数,建立连续多级船闸换向运行模型，根据模型分析得到上下行换向运行模式所需运行状态模拟参数值与闸阀门动作之间对应关系；
步骤三：依据数据采集单元所采集的船闸控制系统数据以及视频监控系统的辅助，获取连续多级船闸运行状态参数，包括闸阀门设备状态、闸室水位状态、船舶所在闸室防撞装置状态，将所采集到的船闸运行状态参数代入多级船闸换向运行模型，生成针对连续多级船闸的具体换向操作流程及方案。


6.根据权利要求5所述的连续多梯级船闸运行换向方法，其特征在于，所述的运行状态模拟参数的具体定义为：
对于N级船闸(N≥2)，从上游向下游方向将船闸各级闸门依次编号为1号闸门、2号闸门、…、N+1号闸门，将船闸各级阀门依次编号为1号阀门、2号阀门、…、N+1号阀门，将船闸各级闸室依次编号为1闸室、2闸室、…、N闸室，N级船闸下行为船舶由1号闸门向N+1号闸门方向过闸的运行方式，N级船闸上行为船舶由N闸首向1闸首方向过闸的运行方式；
假设换向最后一闸次船舶处于第n闸室，设置闸门状态模拟参数Li用来描述此时第i号闸门的开关状态，Li＝1表示第i号闸门处于开终状态，Li＝0则表示第i号闸门处于关终状态；设置阀门状态模拟参数Vi用来描述此时第i号阀门的开关状态，Vi＝1表示第i号阀门处于开终状态，Vi＝0则表示第i号阀门处于关终状态；此时第i闸室稳态水位为Wi，其中i≤N。


7.根据权利要求6所述的连续多梯级船闸运行换向方法，其特征在于，同步输水运行操作与船闸换向时的运行状态模拟参数的对应关系为：
(1)下行换上行的同步输水运行方式：
1)通过视频监控系统确定多级船闸内各闸次船舶处于移泊完毕状态；
2)确定单向运行最后一计划闸次船舶向第n闸室移泊完毕，判定n的奇偶性；
3)若n为奇数，此时船闸状态模拟参数为：
参数状态1


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【专利技术属性】
技术研发人员：齐俊麟，曾维，王海江，张勃，边级，张勇，姚明经，覃涛，孟兵，乔小东，
申请(专利权)人：长江三峡通航管理局，
类型：发明
国别省市：湖北;42