1.1选题的背景和研究意义

升船机是重要的一种过坝设施，其运输组织效率对翻坝运输组织至关重要。升船机比船闸节省水或几乎不耗水，在少水的河流或人工运河上，这是一个重要的优点。在高水头的通航建筑物中，升船机的造价通常低于船闸。现代化大型升船机出现在20世纪。自1934年在德国建造了尼德芬诺垂直升船机以来，升船机发展到一个新阶段，提升的船舶吨位显著增大，提升高度增加，类型不断增多。

升船机按承船厢运行的线路，分为垂直式和斜面式两大类。垂直升船机又分为平衡重式、浮筒式和水压式；而斜面升船机分为纵向斜面式和横向斜面式两种。不同类型的升船机的营运费用及运转条件都不尽相同，在运营管理和调度方面更是有所区别；相同类型的升船机在不同的水域，其设计标准与风荷载、温度荷载取值、抗震设计等都是无规范可循的，这也加大了工程师们对它们的把控，管理，调度的难度，使得升船机无法得到充分的利用。因此构建一个适合的模型对于升船机的研究与发展具有重大意义。

1.2国内外现状研究

朱等^{1}建立了三峡枢纽系统运输组织方案论证与优化的计算机仿真模型。对预测的运输情况进行实例仿真后，分析存在问题，并提出了可行的改善方案，得出翻坝船舶比例和待闸锚地等待时间、排队长度的关系。

冯等^【2】介绍了南水北调中线水源地丹江口水利枢纽升船机的概况，综合说明了垂直升船机和斜面升船机的总体布置情况和各大部件的工作原理及设计思路。

黄等^【3】分析多梯级枢纽的建设对乌江船舶货运组织带来的影响;其次改进现有网络优化模型，构建出广义成本最小的乌江高效船舶货运组织优化模型；接着基于arena平台构建出面向对象的仿真模型，以验证理论优化方案的可行性及存在的问题;最后通过理论优化方法与仿真模拟的交互优化过程，最终提出适合乌江多梯级枢纽区域货运网络的高效船舶货运组织方案。

林等^【4】介绍了全平衡垂直升船机是解决高坝通航问题的有效途径。介绍了福建水口全平衡垂直升船机在调试过程中所发现的一系列问题及解决方法。

刘等^【5】运用Arena仿真软件构建升船机上下行系统仿真模型，动态模拟船舶通过升船机全过程，最后得出了船舶排队时间与待升船机队长呈增长函数，升船机利用率与待升船机队长呈对数函数关系。最大限度地提高三峡升船机的通行效率。

陶等^【6】基于船舶过闸的随机性和离散性，运用Arena建立了船舶过闸作业系统模型并进行试验。将仿真结果与理论值进行了比较，分析确定了仿真时长和仿真次数，对仿真软件在船闸其他方面的研究作了展望。