摘 要

长江是连接中国西部内陆腹地与沿海地区的重要交通纽带，对促进流域经济和社会的发展起着重要作用。三峡工程的建设改善了长江上游通航条件，但三峡船闸通过能力不足已成为长江上游地区航运发展的瓶颈，对长江上游地区综合运输格局、产业发展布局和区域经济社会发展将带来不利影响。

本文首先对三峡枢纽通航现状进行分析，预测未来十年内的过闸货运量与船舶量；接着运用Arena对船舶过闸进行仿真，将历史数据和预测值与仿真结果进行对比，证明了仿真模型的合理性；同时在仿真模型中改变输入参数观察输出参数的改变，以此为基础对模型进行优化。最后提出提升三峡枢纽通过能力的相关意见与建议。

本文的研究可为日后提升三峡枢纽通过能力的具体措施提供参考，为解决三峡船闸通过能力不足提出如下几个方案：1）加快船型大型化进程；2）采用适当工程施工措施；3）优化船舶过闸调度；4）合理利用升船机。

关键词：三峡枢纽；预测；仿真；提升研究

Abstract

The Yangtze River is an important link between China's inland hinterland and coastal areas, which plays an important role in promoting the economic and social development of the river basin. The construction of Three Gorges project will improve the upper reaches of the Yangtze river’s navigation conditions, however the lack of capacity of the Three Gorges ship lock has become the bottleneck of the development of navigation in the upper reaches of the Yangtze River, the comprehensive transportation pattern, industrial development layout and regional economic and social development in the upper reaches of the Yangtze River will be adversely affected.

First, analysis status of the Three Gorges navigation, predict the amount of cargo lockage and ship within the next ten years; then use the Arena to simulation the ship lockage, and then compares simulation results and the historical data with predicted ones, the result proves the rationality of the simulation model. At the same time, change the input parameters in the simulation model to observe the change of output parameters, which is the basis for the optimization of the model. Finally, put forward relevant opinions and suggestions to improve the capacity of the Three Gorges project.

The research for the future upgrade of the Three Gorges project through concrete measures to provide a reference, n order to solve the Three Gorges ship lock by lack of capacity to put forward the following scheme: 1) to speed up the process of large-scale ship; 2) the appropriate construction measures; 3) the optimization of ship lockage dispatching; 4) the reasonable use of ship lift.

Key words: Three Gorges Project; Prediction; Simulation; Improvement of the Three Gorges Project

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外研究现状及述评 1

1.2.1 国内外研究现状 1

1.2.2研究述评 2

1.3 研究内容与技术路线 3

第2章 三峡枢纽通航能力现状 4

2.1 三峡枢纽通航设施现状 4

2.2 三峡枢纽通过能力现状分析 4

2.2.1 三峡枢纽通过能力现状 4

2.2.2 三峡枢纽通过能力提升的必要性分析 7

2.3 三峡枢纽通航存在的问题 7

第3章 三峡枢纽过闸需求量预测 8

3.1 预测方法的选取 8

3.2 三峡枢纽过坝货运量预测 9

3.2.1 上行货运量预测 9

3.2.2 下行货运量预测 10

3.3 三峡枢纽过坝船舶量预测 11

3.3.1 上行船舶量预测 12

3.3.2 下行船舶量预测 12

第4章 基于Arena的三峡枢纽通过能力仿真 13

4.1 研究方法 14

4.2 仿真建模前期准备 16

4.2.1 系统目标 16

4.2.2 模型假设 16

4.2.3 仿真流程分析 17

4.3 模型模块与输入参数 17

4.3.1 船舶发生模块 18

4.3.2 船舶属性模块 18

4.3.3 仿真模型 22

4.4 仿真结果分析 23

4.4.1 仿真结果 24

4.4.2 仿真结果的检验 25

4.5 参数变动对仿真结果的影响分析 29

4.5.1 到闸船舶吨位 29

4.5.2 船闸运行时间周期 31

第5章 提升三峡枢纽通过能力的建议 32

5.1 加快船型大型化进程 33

5.2 优化船舶过闸调度 33

第6章 结论与展望 33

6.1 研究结论 34

6.2 研究展望 34

参考文献 34

致 谢 35

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

长江是我国重点的内河运输组成之一，是连接我国各部十分重要的运输命脉。自从三峡枢纽建成后，三峡库区整个上游的通航情况得有了十分巨大的改善。三峡通航管理部门正全面实行船闸设备设施包机责任制，确保船闸良好运行和稳定工作。加强三峡两坝船闸的精细管理，实施船舶过闸现场到锚与调度计划编排二次确认制度，保障了船舶过坝调度无缝衔接。随着“一带一路”还有“长江经济带”等国家战略的实施，长江三峡过坝货运量逐年快速增长，2014年和2015年的货运量分别为10898万吨和11057万吨，已经超过三峡船闸原来设计双向一亿万吨的通过能力，三峡船闸通过能力达已极限，船只拥堵将成为常态化。因此，提升三峡枢纽通过能力的研究十分必要。

1.1.2 研究意义

1）有利于解决三峡枢纽通过能力不足的问题

随着经济的飞速发展，三峡大坝船闸的通过能力已经达到设计通过能力，未来三峡船闸货运量的缺口必然越来越大。对三峡枢纽通过能力的提升研究有利于解决通过能力不足这一难题，满足经济发展对其通过能力的要求。