一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法技术

本发明专利技术公开了一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法，该方法对尚在规划设置会让区的单线航道会让区的间距设置问题提出解决方案。首先简化船舶航行状况，假设航道、船舶运行均为理想状态，认为会让区在航道中均匀布置，双向来船在单线航道上均不停船匀速航行；再给出船舶间距的表达式，并通过分析求得会让区的间距与船舶间距的关系；最后通过数量关系来计算满足要求的会让区的间距表达式；本发明专利技术方法使用简单，无需再依赖专业仿真软件及大量实测值，为内河单线航道会让区的布置提供了具体的实施标准，有利于实现单线航道的双向通航，减少船舶延误，提高船舶的通行效率，特别适用于船舶流量较低或受自然条件限制的航道。适用于船舶流量较低或受自然条件限制的航道。适用于船舶流量较低或受自然条件限制的航道。

【技术实现步骤摘要】
一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法


[0001]本专利技术涉及一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法，属于内河航道规划设计


技术介绍

[0002]内河航道近年来经过发展，航道等级整体有所提升，但在局部地区仍存在一些待整治开发的低等级航道。而在这些低等级航道沿线，由于厂矿企业、跨河建筑物密布，不少航段的通航宽度受边界控制，按双线航道标准进行整治的难度大、投资高，整治项目往往得不到有效推进。《内河通航标准(GB50139
‑
2014)》第3.0.5条中写明：“内河航道的线数应根据运输需求、航道条件和投资效益分析确定。除整治特别困难的局部河段可采用单线航道外，均应采用双线航道。”这表明对部分整治困难的航段按单线航道标准建设，在一定程度上是合适和可行的。而《航道工程设计规范(JTS181
‑
2016)》第7.2.5条提到：“整治特别困难的局部区段或航运不繁忙的运河，经论证后可按单线航道设计并设置相应航行标志，单线航道长度较长时应设置会让区。”这表明在较长的内河单线航道中间设置会让区，可以让船舶在单线航道中实现双向通航。
[0003]关于内河单线航道的会让区具体应如何布置，目前看来国内外研究成果很少，且大多理论依据不足。事实上，针对尚在规划设置会让区的单线航道，为使所有来船理论上均能不停船通过，则双向来船的会遇点应恰好在会让区，为达到此效果，会让区的间距应设置成多长，这是需要探讨的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是通过理论分析提供一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法，为单线航道的设计与整治提供重要的依据。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]针对尚在规划设置会让区的单线航道，为使两方向的来船理论上均能不停船通过，则双向来船的会遇点应恰好在会让区，为达到此效果，应讨论会让区设置的间距。
[0007]S1、简化船舶航行状况：
[0008](1)假设航道为理想状态，上下游的船舶都均匀到达，船舶行驶时匀速航行且速度相等；
[0009](2)会让区在航道中均匀布置，间距相等，通过合理设置会让区的间距，使得在整条单线航道上，双向来船均不停船匀速航行；
[0010](3)假设均恰好在会让区中点处交遇错船。
[0011]S2、分析满足要求的会让区的间距与船舶间距的关系：
[0012]两向来船的船舶间距分别为：
[0013][0014][0015]其中，V为船舶的行驶速度，单位为km
·
h
‑1；h
u
为上游来船的船舶间距，h
d
为下游来船的船舶间距，其单位均为km；λ
u
为上游来船的到达率，λ
d
为下游来船的到达率，其单位为h
‑1；
[0016]会让区的间距与上、下游船舶间距的关系为：
[0017]h
u
＝2N1L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0018]h
d
＝2N2L
[0019]其中，N1，N2为正整数；L为会让区的间距，单位为km。
[0020]S3、计算满足要求的会让区的间距：
[0021][0022]注：对(a，b)而言，若a和b均为整数，(a，b)代表a和b的最大公因数；若a和b不是整数，则(a，b)代表能使a/(a，b)和b/(a，b)均取整的最大数。
[0023]S2中满足要求的会让区的间距与船舶间距的关系由如下过程推导而来：
[0024]由于船舶均匀到达，且均不停船匀速航行，因此，任一方向的船舶之间均保持相等的船舶间距，可以求得两向来船的船舶间距分别为：
[0025][0026][0027]若某一时刻，来自上游的船舶U
j
与来自下游的船舶D
j
在某会让区相遇，令U
j+1
为U
j
之后的一艘船舶，则U
j
和U
j+1
之间的距离为h
u
；易知：D
j
和U
j+1
必将会在该会让区上游的某会让区相遇。
[0028]设自D
j
和U
j
相遇后，到D
j
和U
j+1
相遇时这一区间内，D
j
所行驶的路程为N1L，其中N1为正整数；由于上下游的船舶速度相等，则在此区间内，U
j+1
所行驶的路程也为N1L；易知，在此区间内D
j
和U
j+1
所行驶的路程之和为h
u
，因此，可求得会让区的间距与上游船舶间距的关系为：
[0029]h
u
＝2N1L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0030]同理，可求得会让区的间距与下游船舶间距的关系为：
[0031]h
d
＝2N2L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0032]S3中满足要求的会让区的间距由如下过程推导而来：
[0033]由S2可知：
[0034][0035]已知，在航道中设置会让区时，为充分利用航道资源，应尽量使会让区的间距L更
大，则N1和N2的值应尽可能小；
[0036]若λ
u
＝λ
d
时，N1和N2可均取1则满足要求；
[0037]若λ
u
≠λ
d
时，L应尽可能大，且其取值需满足均为整数。
[0038]本专利技术采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
[0039]本专利技术的内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法，简化了船舶航行状况，假设航道、船舶运行均为理想状态，并认为会让区在航道中均匀布置，双向来船在单线航道上均不停船匀速航行，通过分析研究解决了单线航道的会让区的间距设置问题；该方法具有的优点：一是本专利技术方法使用简单，无需再依赖专业仿真软件及大量实测值；二是本专利技术为内河单线航道会让区的间距设置提供了具体的实施标准，有利于实现单线航道的双向通航，减少船舶延误，提高船舶的通行效率，特别适合于船舶流量较低或受自然条件限制的航道。
附图说明
[0040]图1为单线航道均匀布置会让区示意图；
[0041]图2为单线航道船舶在会让区相遇示意图；
[0042]图3为不同船速时单线航道长度与船舶到达率间的关系曲线图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0044]本专利技术提供一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内河单线航道双向通航时会让区的间距计算方法，其特征在于：所述单线航道上均匀布置会让区，上下游方向的船舶匀速航行、速度相等且在会让区中点处交遇错船；该方法包括以下步骤：S1、上下游来船的船舶间距分别为：S1、上下游来船的船舶间距分别为：其中，V为船舶的行驶速度；h
u
为上游来船的船舶间距；h
d
为下游来船的船舶间距；λ
u
为上游来船的到达率；λ
d
为下游来船的到达率；会让区的间距与上、下游船舶间距的关系为：h
u
＝2N1L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ

【专利技术属性】
技术研发人员：廖鹏，杨文章，张卿茹，姜尚昆，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：